(57)【要約】  装置本体（１）を含むバーチャル・リアリティー・ヘッドマウント装置が提供される。装置本体（１）は、凸レンズ（２）と、カメラ（４）と、赤外光を反射するための部分反射部分透過レンズ（３）と、を含む。部分反射部分透過レンズ（３）は、凸レンズ（２）の、ユーザから離れた側に位置する。カメラ（４）は、凸レンズ（２）と部分反射部分透過レンズ（３）との間に位置する。部分反射部分透過レンズ（３）のレンズ表面（３０）は、ユーザの眼の赤外線画像をカメラ（４）に向けて斜めに反射するように斜めに配設されている。本バーチャル・リアリティー・ヘッドマウント装置を使用して、ユーザの眼の赤外線画像の取得精度を改善することができる。
2020508494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体を備えるバーチャル・リアリティー（ＶＲ）・ヘッドマウント装置であって、前記装置本体が凸レンズと、カメラと、赤外光を反射するための部分反射部分透過レンズと、を備え、前記部分反射部分透過レンズが前記凸レンズの、ユーザから離れた側に位置し、前記カメラが前記凸レンズと前記部分反射部分透過レンズとの間に位置し、前記部分反射部分透過レンズのレンズ表面が前記ユーザの眼の赤外線画像を前記カメラに向けて斜めに反射するように斜めに配設されている、
バーチャル・リアリティー（ＶＲ）・ヘッドマウント装置。
【請求項２】
前記部分反射部分透過レンズが可視光に対して高い透過率、および赤外光に対して低い透過率を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記部分反射部分透過レンズが赤外線ダイクロイック・ミラーを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記カメラが前記凸レンズに対し、前記ＶＲヘッドマウント装置のＶＲ表示コンポーネントの表示領域の外側に位置する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記部分反射部分透過レンズがプレート形状を有し、前記部分反射部分透過レンズの前記レンズ表面が斜めに下向きに傾けられ、前記カメラが前記装置本体の底部に位置し、前記カメラのレンズが斜めに上向きに配設されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記部分反射部分透過レンズがプレート形状を有し、前記部分反射部分透過レンズの前記レンズ表面が斜めに上向きに傾けられ、前記カメラが前記装置本体の頂部に位置し、前記カメラのレンズが斜めに下向きに配設されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置本体が２つの凸レンズを備え、前記部分反射部分透過レンズが前記２つの凸レンズの少なくとも一方に設けられ、前記部分反射部分透過レンズがプレート形状を有し、前記部分反射部分透過レンズの前記レンズ表面が前記２つの凸レンズに向かって水平に傾けられ、前記カメラが前記２つの凸レンズの間に位置する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記装置本体がバッフルを備え、前記バッフルが前記凸レンズの、前記ユーザから離れた側に位置し、前記装置本体の前記２つの凸レンズの間に位置し、前記部分反射部分透過レンズが矩形であり、前記部分反射部分透過レンズの水平方向の２つの側縁部が前記バッフルおよび前記装置本体の内壁にそれぞれ当接し、前記カメラが前記バッフルの側面に設置されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記装置本体に設けられた赤外線光源を更に備え、前記赤外線光源が前記凸レンズの、前記ユーザに近い側に位置し、前記ユーザの眼に赤外光補償を提供する、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記赤外線光源が少なくとも１つの凸レンズの周辺に分布し、前記部分反射部分透過レンズが前記少なくとも１つの凸レンズの、前記ユーザから離れた側に位置する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記赤外線光源の設置位置が前記対応する凸レンズの外接矩形のカバレージ領域内にある、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置本体上に設けられた装置インタフェースを更に備え、前記装置インタフェースが前記装置本体に設置された電子機器に電気的に接続され、前記電子機器がＶＲ表示コンテンツを再生するために使用され、
前記カメラおよび前記赤外線光源がデータ線を介して前記装置インタフェースに接続されており、前記装置インタフェースおよび前記データ線を介して前記電子機器によって送信されたスイッチ制御命令を受信すると、前記カメラおよび前記赤外線光源が前記スイッチ制御命令に応答して状態切替え動作を実行し、前記カメラはまた、前記装置インタフェースおよび前記データ線を介して取得した赤外線画像を前記電子機器に送信する、
請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、バーチャル・リアリティーの技術分野に関し、詳細には、バーチャル・リアリティー・ヘッドマウント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バーチャル・リアリティー（ＶＲ）技術は、コンピュータ上で対話型の３次元インタラクション環境を生成してユーザに没入型の体験を提供するために、コンピュータ・グラフィック・システムおよび様々な制御インタフェースを総合的に利用する技術である。関連技術において、ユーザは、対応するＶＲ体験を得るために、ＶＲメガネ、ＶＲヘルメット、または別のＶＲ装置等のＶＲヘッドマウント装置を装着することができる。
【０００３】
しかしながら、ＶＲシナリオの独特の特性に起因して、モバイル・フォンまたはＰＣ等の従来の電子機器のための技術的解決策は、ＶＲシナリオに適用可能でない場合がある。例えば、ＶＲ装置を装着しているユーザの眼の赤外線画像を取得するには、ＶＲ装置内の構造的制限に起因して、従来の方法のための画像取得条件は、満たすことが難しい場合があり、結果として、生体認証、視線追跡等のような対応するタスクの完了に成功するのが困難となることがある。
【発明の概要】
【０００４】
これらの制限に鑑みて、本出願は、ユーザの眼の赤外線画像の取得精度を改善することができるＶＲヘッドマウント装置を提供する。
【０００５】
上述した目的を達成するために、本出願は、以下の技術的解決策を提供する。
【０００６】
本出願の第１の態様によると、ＶＲヘッドマウント装置が提供される。本ＶＲヘッドマウント装置は、
装置本体を含み、装置本体が凸レンズと、カメラと、赤外光を反射するための部分反射部分透過レンズと、を含む。部分反射部分透過レンズは、凸レンズの、ユーザから離れた側に位置し、カメラは、凸レンズと部分反射部分透過レンズとの間に位置する。部分反射部分透過レンズのレンズ表面は、ユーザの眼の赤外線画像をカメラに向けて斜めに反射するように斜めに配設することができる。
【０００７】
任意選択で、部分反射部分透過レンズは、可視光に対して高い透過率、および赤外光に対して低い透過率を有する。
【０００８】
任意選択で、部分反射部分透過レンズは、赤外線ダイクロイック・ミラーを含む。
【０００９】
任意選択で、カメラは、凸レンズに対し、ＶＲヘッドマウント装置のＶＲ表示コンポーネントの表示領域外に位置する。
【００１０】
任意選択で、部分反射部分透過レンズは、プレート形状を有し、部分反射部分透過レンズのレンズ表面は、斜めに下向きに傾けられ、カメラは、装置本体の底部に位置し、カメラのレンズは、斜めに上向きに配設されている。
【００１１】
任意選択で、部分反射部分透過レンズは、プレート形状を有し、部分反射部分透過レンズのレンズ表面は、斜めに上向きに傾けられ、カメラは、装置本体の頂部に位置し、カメラのレンズは、斜めに下向きに配設されている。
【００１２】
任意選択で、装置本体は、２つの凸レンズを含むことができ、部分反射部分透過レンズは、２つの凸レンズの少なくとも一方に設けられている。部分反射部分透過レンズは、プレート形状を有し、部分反射部分透過レンズのレンズ表面は、２つの凸レンズに向けて水平に傾けられ、カメラは、２つの凸レンズの間に位置する。
【００１３】
任意選択で、装置本体は、バッフルを含み、バッフルは、凸レンズの、ユーザから離れた側で、装置本体の２つの凸レンズの間に位置する。部分反射部分透過レンズは、矩形であり、部分反射部分透過レンズの水平方向の２つの側縁部は、バッフルおよび装置本体の内壁にそれぞれ当接し、カメラは、バッフルの側面に設置されている。
【００１４】
任意選択で、本装置は、
装置本体に設けられた赤外線光源を更に含み、赤外線光源が凸レンズの、ユーザに近い側に位置し、ユーザの眼に赤外光補償を提供する。
【００１５】
任意選択で、赤外線光源は、少なくとも１つの凸レンズの周辺に分布し、対応する部分反射部分透過レンズは、少なくとも１つの凸レンズの、ユーザから離れた側に位置する。
【００１６】
任意選択で、赤外線光源の設置位置は、対応する凸レンズの外接矩形のカバレージ領域内にある。
【００１７】
任意選択で、本装置は、
装置本体上に設けられた装置インタフェースを更に含み、装置インタフェースが装置本体に設置された電子機器に電気的に接続され、電子機器がＶＲ表示コンテンツを再生するために使用され、
カメラおよび赤外線光源がデータ線を介して装置インタフェースに接続されている。装置インタフェースおよびデータ線を介して電子機器によって送信されたスイッチ制御命令を受信すると、カメラおよび赤外線光源は、スイッチ制御命令に応答して状態切替え動作を実行し、カメラはまた、装置インタフェースおよびデータ線を介して取得した赤外線画像を電子機器に送信する。
【００１８】
上記の技術的解決策から見て取ることができるように、本出願において、部分反射部分透過レンズがＶＲヘッドマウント装置に設けられ、部分反射部分透過レンズのレンズ表面が斜めに配設されている。ユーザがＶＲ表示コンテンツを見るのを干渉することなく、ユーザの眼の赤外線画像を斜めに反射することによって、眼の赤外線画像の取得中のカメラの偏角を低減することができ、これにより、眼の赤外線画像の変形および歪みが低減され、眼の赤外線画像の取得精度を改善するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本出願の例示的な実施形態によって提供されるＶＲヘルメットの側断面図である。
【図２】本出願の例示的な実施形態によって提供されるＶＲヘルメットの３Ｄ構造図である。
【図３】本出願の例示的な実施形態によって提供される別のＶＲヘルメットの３Ｄ構造図である。
【図４】本出願の例示的な実施形態によって提供される更に別のＶＲヘルメットの３Ｄ構造図である。
【図５】本出願の例示的な実施形態によって提供される別のＶＲヘルメットの側断面図である。
【図６】本出願の例示的な実施形態によって提供される、装着者の方向から観察されるＶＲヘルメットの構造図である。
【図７】本出願の例示的な実施形態によって提供される赤外線光源と凸レンズとの間の位置関係の概略図である。
【図８】本出願の例示的な実施形態によって提供される更に別のＶＲヘルメットの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の実施形態は、本出願のＶＲヘッドマウント装置の関連構造を紹介するために、ＶＲヘルメットを例として用いて提供される。
【００２１】
図１は、本出願の例示的な実施形態によって提供されるＶＲヘルメットの側断面図である。図１に示すように、ＶＲヘルメットは、装置本体１を含むことができる。装置本体１は、凸レンズ２およびＶＲ再生コンポーネント５を含むことができる。更に、装置本体１は、赤外光を反射するための部分反射部分透過レンズ３を更に含むことができる。部分反射部分透過レンズ３は、凸レンズ２の、ユーザから離れた側に位置する（すなわち、部分反射部分透過レンズ３は、凸レンズ２とＶＲ再生コンポーネント５との間に位置する）。部分反射部分透過レンズ３は、（赤外光と比較して）可視光に対して高い透過率、および（可視光と比較して）赤外光に対して低い透過率を有するため、ＶＲ再生コンポーネント５によって再生されるＶＲ表示コンテンツは、可視光Ｓ１の形態で、ほとんど影響を受けずに部分反射部分透過レンズ３を通過することができ、ユーザの眼６は、可視光Ｓ１を受け取ってＶＲ表示コンテンツを見る。ユーザの眼６から放出される赤外光Ｓ２は、部分反射部分透過レンズ３によって、完全ではないにしても、大部分が反射される。反射された赤外光Ｓ２’は、凸レンズ２と部分反射部分透過レンズ３との間に位置するカメラ４によって取得され、反射された赤外光Ｓ２’は、視線追跡および虹彩認識等の機能を達成するように眼６の赤外線画像を形成することができる。カメラ６は、赤外線放射（ＩＲ）カメラまたは赤−緑−青（ＲＧＢ）−ＩＲ一体型カメラであってもよく、これは、本出願では限定されない。カメラ６は、画像取得中にカメラ６がオートフォーカスを達成することを可能にする可変焦点機能部品を含むことができ、それによって、眼６の赤外線画像の取得動作をより迅速かつ正確に実行する。
【００２２】
本実施形態において、赤外光を反射するための部分反射部分透過レンズ３は、赤外線スペクトルに対して低い透過率、および他のスペクトル（例えば、可視光）に対して高い透過率を有するレンズを指す。低透過率赤外線スペクトルの光の全てではないにしても、大部分を遮断することによって、部分反射部分透過レンズ３は、赤外線スペクトルの光を反射する（すなわち「部分反射」）。一方で、高透過率可視光等の他のスペクトルの光の全てではないにしても大部分は、部分反射部分透過レンズ３を透過することができ、部分反射部分透過レンズ３の、可視光等の他のスペクトルの光への影響を最小限に抑える（すなわち「部分透過」）。
【００２３】
例えば、赤外光を反射するための前述の部分反射部分透過レンズ３は、可視スペクトルをほぼ完全に透過させることができ、赤外スペクトルをほぼ完全に反射することができるように、赤外線ダイクロイック・ミラーとすることができる。具体的には、一事例では、ＴｉＯ２−Ａｇ−ＴｉＯ２赤外反射膜またはＺｎＳ−Ａｇ−ＺｎＳ赤外反射膜等の赤外反射膜を、可視光に対して光透過率が高い（可視スペクトルをほぼ完全に透過させることができる）光学レンズの表面上にコーティングすることができ、それによって赤外線ダイクロイック・ミラーを形成する。別の例では、赤外線ダイクロイック・ミラーを形成するために、レンズは、もっぱら前述の赤外反射膜または類似の調製材料で作製されてもよい。
【００２４】
より具体的には、部分反射部分透過レンズ３のレンズ表面３０は、斜めに配設され、部分反射部分透過レンズ３およびカメラ４の位置は、部分反射部分透過レンズ３のレンズ表面３０が眼６の赤外線画像に対応する赤外光Ｓ２をカメラ４に向かって斜めに反射して反射された赤外光Ｓ２’を形成することができるように、配置することができる。その場合、カメラ４と赤外光Ｓ２との間の角度αが維持されると仮定すると、部分反射部分透過レンズ３のレンズ表面３０が斜めに配設されているため、カメラ４と反射された赤外光Ｓ２’との間の角度βが前述の角度αよりも必然的に小さくなるように、赤外光Ｓ２をカメラ４に向かって反射して反射された赤外光Ｓ２’を形成する。これにより、カメラ４によって取得される眼の赤外線画像の変形および歪みの可能性が低減し、眼６の赤外線画像の取得精度を改善し、虹彩認識および視線追跡等の後続の処理の正確さおよび精度を更に改善するのに役立つ。
【００２５】
実際には、部分反射部分透過レンズ３およびカメラ４の傾斜角は、装置本体１の内部空間に応じて決定することができる。例えば、部分反射部分透過レンズ３の傾斜角は、４５°であってもよく、カメラ４のレンズの指向方向は、部分反射部分透過レンズ３に対して垂直または実質的に垂直であってもよく、これは、本出願では限定されない。
【００２６】
加えて、カメラ４が凸レンズ２とＶＲ再生コンポーネント５との間に位置するため、すなわち、カメラ４の設置位置が可視光Ｓ１の伝播線上に位置するため、カメラ４の設置位置は、可視光Ｓ１を遮断しないように適切に制限することができる。例えば、図１に示すように、カメラ４を、最大限可能な範囲で、凸レンズ２に対し、ＶＲ再生コンポーネント５（すなわちＶＲのヘッドマウント装置のＶＲ表示コンポーネント）の表示領域（例えば、表示領域は、図１に示す上側境界Ｔ１および下側境界Ｔ２によって示すことができる）から更に離れて配設することができる。
【００２７】
凸レンズ２と、部分反射部分透過レンズ３と、カメラ４と、ＶＲ再生コンポーネント５との間の相対的な位置関係が変わらない場合、部分反射部分透過レンズ３およびカメラ４は、ＶＲヘルメット内で様々な設置モードを有することができ、これについて以下の例で説明する。
【００２８】
一実施形態において、図２に示すように、部分反射部分透過レンズ３がプレート形状を有する場合、部分反射部分透過レンズ３のレンズ表面は、斜めに下向きに傾けられていてもよい。例えば、凸レンズ２とＶＲ再生コンポーネント５との間の空間内で、部分反射部分透過レンズ３は、その上側縁部が空間の頂部内側に当接し、その下側縁部が空間の底部外側に当接することができる。カメラ４は、装置本体１の底部に位置することができ、カメラ４のレンズは、部分反射部分透過レンズ３によって反射された、反射された赤外光Ｓ２’を取得するために斜めに上向きに配設することができる。垂直方向ではあるが、可視光Ｓ１を遮断しないようにするために、カメラ４は、前述の表示領域の外側に位置しなければならず、水平方向（図１の紙面に垂直な方向）に眼６と同じ高さにすることはできず、カメラ４のレンズと赤外光Ｓ２（または反射された赤外光Ｓ２’）との間の水平角を排除できないにしても減少させることができる。例えば、図２に示すように、ユーザの眼６は、通常、水平方向に凸レンズ２の中央に位置するため、カメラ４は、水平方向に凸レンズ２の中央に位置することができ、これによって、眼の赤外線画像が変形または歪む可能性を低くする。
【００２９】
別の実施形態において、図３に示すように、部分反射部分透過レンズ３がプレート形状を有する場合、部分反射部分透過レンズ３のレンズ表面は、斜めに上向きに傾けられていてもよい。例えば、凸レンズ２とＶＲ再生コンポーネント５との間の空間内で、部分反射部分透過レンズ３は、その上側縁部が空間の頂部外側に当接し、その下側縁部が空間の底部内側に当接することができる。カメラ４は、装置本体１の頂部に位置し、カメラ４のレンズは、部分反射部分透過レンズ３によって反射された、反射された赤外光Ｓ２’を取得するために斜めに下向きに配設することができる。その場合、図２に示す実施形態と同様に、カメラ４はまた、水平方向に凸レンズ２の中央に位置して、反射赤外光Ｓ２’との水平角を排除できないにしても減少させることができ、これによって、眼の赤外線画像が変形または歪む可能性を低くする。
【００３０】
更に別の実施形態において、図４に示すように、装置本体１が２つの凸レンズ２（ユーザの２つの眼にそれぞれ対応する）を含んでいる場合、部分反射部分透過レンズ３を少なくとも１つの凸レンズ２に設けて、ユーザの対応する眼の赤外線画像の反射および取得を行うことができる。例えば、図４において、部分反射部分透過レンズ３は、ユーザの左眼に対応する左側の凸レンズ２ではなく、ユーザの右眼に対応する右側の凸レンズ２にのみ設けられている。部分反射部分透過レンズ３がプレート形状を有する場合、部分反射部分透過レンズ３のレンズ表面は、２つの凸レンズ２に向かって水平に傾けられていてもよく、カメラ４は、２つの凸レンズ２の間に位置する。例えば、図４において、部分反射部分透過レンズ３は、ユーザの右眼に設けられている。凸レンズ２とＶＲ再生コンポーネント５との間の空間内で、部分反射部分透過レンズ３は、その右側が空間の右内部に当接し、その左側が空間の左外部に当接することができる。すなわち、部分反射部分透過レンズ３のレンズ表面は、左向きに傾けられ、カメラ４のレンズは、左から右に向けて配設されて部分反射部分透過レンズ３からの反射された赤外光Ｓ２’を取得する。
【００３１】
より具体的には、装置本体１は、バッフル７を含むことができる。バッフル７は、凸レンズ２の、ユーザから離れた側に位置し、装置本体１の２つの凸レンズ２の間に位置する。装置本体１内部の直方体空間に適合するために、部分反射部分透過レンズ３は、矩形であってもよい。部分反射部分透過レンズ３を設置するために、部分反射部分透過レンズ３の水平方向の２つの側縁部は、バッフル７および装置本体１の内壁にそれぞれ当接することができる。カメラ４は、バッフル７の側面に設置され、部分反射部分透過レンズ３のレンズ表面に面することができる。
【００３２】
本出願の前述の実施形態において、ＶＲヘルメットは、ユーザに没入型ＶＲシナリオおよびユーザ体験を提供する必要があるため、外部光の入射は、最小限に抑えられるべきである。したがって、ユーザがＶＲヘルメットを装着した後は、装置本体１内部の光の状態が悪いため、眼についてのカメラ４の画像取得条件を満足させるのは困難な場合がある。この問題に対処するために、本出願は、前述の実施形態に基づいて以下の技術的解決策を更に提案する。
【００３３】
本出願のＶＲヘルメットは、図５に示すように、装置本体１内に設けられた赤外線光源８を更に含むことができる。赤外線光源８は、少なくとも１つの凸レンズ２の周辺に分布し、少なくとも１つの凸レンズ２に対応するユーザの眼６に赤外光補償を提供する（赤外線光源８は、図５に示すように、Ｒ１およびＲ２等の赤外光を眼６に放射する）。図６に示すように、ＶＲヘルメットは、通常、ユーザの眼に対応する２つの凸レンズ２で構成されている。赤外線光源８は、単一の凸レンズ２の周辺に分布していてもよい。例えば、赤外線光源は、ユーザの右眼に赤外光補償を提供するために図６の右側の凸レンズ２の周辺に分布することができ、左側の凸レンズ２の周辺には分布しない。確かに、他の実施形態において、赤外線光源８は、赤外光補償のために２つの凸レンズ２の周辺に同時に配設されてもよい。詳細な実施態様は、本出願では限定されない。
【００３４】
実際、ＶＲヘルメットでは、赤外線光源８、カメラ４、および部分反射部分透過レンズ３の位置は、互いに関連している。例えば、図６に示すように、ユーザの右眼の視線追跡、虹彩認識等を行うために、少なくとも１つの赤外線光源８が右側の凸レンズ２の周辺に配設されてもよい。更に、部分反射部分透過レンズ３およびカメラ４は、対応する赤外線画像取得を達成するために、右側の凸レンズ２の、ユーザから離れた側に設けることができる。同様に、ユーザの両眼の視線追跡、虹彩認識等を行うために、赤外線光源８は、２つの凸レンズ２の周辺に同時に配設されてもよく、部分反射部分透過レンズ３およびカメラ４は、対応する赤外線画像取得を達成するために、各凸レンズ２の、ユーザから離れた側に設けることができる。
【００３５】
図６に示す実施形態は、右側の凸レンズ２の周辺に分布する４つの赤外線光源８を有するが、ここでは単に例として用いられている。実際、本出願のＶＲヘルメットでは、１つまたは複数の赤外線光源８が各凸レンズの周辺に分布することができる。赤外線光源８の数は、本出願では限定されない。複数の赤外線光源８が存在する場合（例えば、図６に示すように４つの赤外線光源８が右側の凸レンズ２の周辺に分布している場合）、これらの赤外線光源８を、最大限可能な範囲で一様に分布させて眼６に均一な光補償を提供することができる。
【００３６】
加えて、装置本体１が凸レンズ２を含んでいる場合、装置本体１の外形サイズは、凸レンズ２の占有空間に関係する。例えば、図７に示すように、凸レンズ２が水平方向（すなわち、図７のＸ軸方向）にＬの長さ、および垂直方向（すなわち、図７のＹ軸方向）にＨの長さを有すると仮定すると、凸レンズ２が円である場合、ＬおよびＨは、円の直径の長さに等しい。その場合、装置本体１に対する凸レンズ２の占有空間は、ＬおよびＨの値に関係する。すなわち、装置本体１は、水平方向に少なくともＬの長さ、および垂直方向に少なくともＨの長さを有することができる。実際、装置本体１が実質的に直方体形状を有する場合、凸レンズ２が必要とする装置本体１の外形サイズは、凸レンズ２の外接矩形が必要とする装置本体１の外形サイズと実質的に同じである（図７に示すように、外接矩形は、Ｌの横幅およびＨの縦高さを有する）。
【００３７】
一実施形態において、図７に示すように、赤外線光源８の設置位置が凸レンズ２の外接矩形のカバレージ領域内にある場合、赤外線光源８は、凸レンズ２を遮らないようにする必要があるため、赤外線光源８は、凸レンズ２内（例えば、点Ａ）に位置すべきではなく、図７に示す斜線部分内（例えば、点Ｂ）に位置すべきである。この場合、赤外線光源８を有する装置本体１が必要とする空間は、外接矩形（または、凸レンズ２自体）と重なる可能性があり、その結果、赤外線光源８は、装置本体１から追加の空間を必要としない。これは、装置本体１およびＶＲヘルメットのサイズを制御して、または小さくさえして、ＶＲヘルメットが大きすぎて扱いにくいものになるのを防ぐのに役立つ。
【００３８】
別の実施形態において、図７に示すように、赤外線光源８が点Ｃに位置する場合、垂直方向に赤外線光源８と凸レンズ２を合わせた全高は、ＨからＨ１に増加する。すなわち、装置本体１に対する垂直方向の空間占有要件がＨからＨ１に増加し、ＶＲヘルメットが厚くなる。同様に、赤外線光源８が点Ｄに位置する場合、水平方向に赤外線光源８と凸レンズ２を合わせた全幅は、ＬからＬ１に増加する。すなわち、装置本体１に対する水平方向の空間占有要件がＬからＬ１に増加し、ＶＲヘルメットが広くなる。
【００３９】
したがって、最大限可能な範囲で、赤外線光源８を対応する凸レンズ２の外接矩形のカバレージ領域内に設けて、装置本体１に対する空間占有要件の増加を回避することができ、ＶＲヘルメットが占有する空間を制御するのを助けることができる。
【００４０】
図８は、本出願の例示的な実施形態によって提供される別のＶＲヘルメットの側断面図である。図８に示すように、ＶＲヘルメットは、分割型ＶＲヘッドマウント装置であってもよく、ＶＲヘルメットの装置本体１が装置インタフェース９を備えることができ、その結果、装置インタフェース９は、装置本体１に設置されたモバイル・フォンまたはタブレット等の電子機器に電気的に接続することができる。レンダリングのためにプロセッサまたはグラフィックス・カード・チップ等を使用し、コンテンツ表示のためにスクリーン・コンポーネントを使用することによって、電子機器は、装置本体１のＶＲ再生コンポーネント５として機能することができる。
【００４１】
更に、装置本体１のカメラ４および赤外線光源８は、データ線１０を介して装置インタフェース９に接続されてもよく、その結果、装置インタフェース９に接続された電子機器がスイッチ制御命令を出すと、カメラ４および赤外線光源８は、装置インタフェース９およびデータ線１０を介してスイッチ制御命令を受信して、スイッチ制御命令に応答して状態切替え動作を実行することができる。言いかえれば、電子機器または電子機器上で動作するアプリケーション・プログラムに対するユーザ制御に基づいて、電子機器は、カメラ４および赤外線光源８にスイッチ制御命令を送信することができ、それによって、赤外線光源８を制御して眼６に赤外光補償を提供し、カメラ４を制御して眼６の赤外線画像取得を実行する。これにより、赤外光補償および赤外線画像取得の制御性が改善される。
【００４２】
スイッチ制御命令は、カメラ４および赤外線光源８に同時に送信されてもよい。あるいは、スイッチ制御命令をカメラ４または赤外線光源８に別々に送信することもできる。例えば、命令は、カメラ４を別個に制御して赤外線画像取得を実行し、赤外線光源８を別個に制御して照明条件が悪い場合に赤外光補償を提供することができる。
【００４３】
加えて、カメラ４が赤外線画像取得を完了した後、ＶＲヘルメットが処理モジュールを備えている場合は、取得した赤外線画像は、処理のために処理モジュールに送信されてもよい。あるいは、カメラ４は、装置インタフェース９およびデータ線１０を介して、取得した赤外線画像を電子機器による処理のために前述の電子機器に送信することができる。
【００４４】
確かに、本出願のＶＲヘルメットは、モバイル・フォン等の電子機器とペアにされた分割型ＶＲヘッドマウント装置以外の他の形態のＶＲヘッドマウント装置を含むことができる。例えば、分割型ＶＲヘッドマウント装置については、ＶＲヘルメットは、ＰＣホスト、ゲーム・コンソール、または別の外部装置とペアにされてもよく、そのため、ＶＲ再生コンポーネント５は、ＶＲヘルメットに組み込まれた表示コンポーネントであってもよく、外部機器は、ＶＲ表示コンテンツのレンダリングのために使用される。別の例については、ＶＲヘルメットは、一体型のＶＲヘッドマウント装置であってもよい。すなわち、ＶＲヘルメットは、任意の外部機器に頼らずに、ＶＲ表示コンテンツを再生することができる可能性がある。ＶＲ再生コンポーネント５は、ＶＲヘルメットに内蔵され、ＶＲ表示コンテンツのレンダリングおよび表示等の再生機能を有することができる。
【００４５】
用語「含む」、「備える」、およびその他の派生形は、非排他的な包含をカバーすることを意図することにも留意するべきである。それによって、一連の要素を含むプロセス、方法、物品、またはデバイスは、これらの要素を含むだけでなく、明記されていないその他の要素をも含むか、またはプロセス、方法、物品、およびデバイスに固有な要素をも含む。更なる制限がなければ、「１つの〜を含む（ｉｎｃｌｕｄｅ  ｏｎｅ・・・）」というフレーズによって定義される要素は、その要素を含むプロセス、方法、物品、またはデバイスにおける他の同じ要素を除外するものではない。
【００４６】
例示的な実施形態を詳細に参照する。例示的な実施形態の例は、添付の図面に示されている。以下の説明は添付の図面を参照し、添付の図面において、別段の指定がない限り、異なる図面における同一の番号は、同一または同様の要素を表す。以下の例示的な実施形態の説明において記載される実施態様は、本出願に一致する全ての実施態様を表しているわけではない。そうではなく、これらの実施態様は、添付の特許請求の範囲に記載されるような本出願に関連する態様に一致する装置および方法の例にすぎない。
【００４７】
本出願において使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的のためのみのものであり、本出願を制限することは意図されていない。文脈上そうでないと明示的に示されない限り、本出願および添付の特許請求の範囲において用いられる単数形の用語「一」、「前記」、および「上記」は、複数形も含むことが意図されている。また、本明細書において用いられる用語「および／または」は、１つまたは複数の関連する記載項目のありとあらゆる可能な組み合わせを示し、含むことを理解されたい。
【００４８】
第１、第２、および第３等の用語が、本明細書において様々な情報を説明するのに用いられる場合があるが、そのような情報は、これらの用語に限定されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は、互いに同一の種類の情報を区別するためにのみ用いられる。例えば、本出願の範囲内で、第１の情報は、第２の情報と呼ばれる場合もあり、同様に、第２の情報は、第１の情報と呼ばれる場合もある。文脈に応じて、本明細書において用いられる「場合（ｉｆ）」という語は、「〜のとき（ｗｈｅｎ）」、または「〜の際（ｕｐｏｎ）」、または「判断に応答して（ｉｎ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｔｏ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」と解釈される場合がある。
【００４９】
上記の説明は、本出願の例示的な実施形態にすぎず、本出願を制限することを意図したものではない。本出願の趣旨および原則から逸脱することなく行われるあらゆる修正、同等の置き換えまたは改善は、本出願の保護の範囲内にあるものとする。
【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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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月26日(2019.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
例示的な実施形態を詳細に参照し、例示的な実施形態の例は、添付の図面に示されている。上記の説明は添付の図面を参照し、添付の図面において、別段の指定がない限り、異なる図面における同一の番号は、同一または同様の要素を表す。上記の例示的な実施形態の説明において記載される実施態様は、本出願に一致する全ての実施態様を表しているわけではない。そうではなく、これらの実施態様は、添付の特許請求の範囲に記載されるような本出願に関連する態様に一致する装置および方法の例にすぎない。
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月8日(2019.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図１は、本出願の例示的な実施形態によって提供されるＶＲヘルメットの側断面図である。図１に示すように、ＶＲヘルメットは、装置本体１を含むことができる。装置本体１は、凸レンズ２およびＶＲ再生コンポーネント５を含むことができる。更に、装置本体１は、赤外光を反射するための部分反射部分透過レンズ３を更に含むことができる。部分反射部分透過レンズ３は、凸レンズ２の、ユーザから離れた側に位置する（すなわち、部分反射部分透過レンズ３は、凸レンズ２とＶＲ再生コンポーネント５との間に位置する）。部分反射部分透過レンズ３は、（赤外光と比較して）可視光に対して高い透過率、および（可視光と比較して）赤外光に対して低い透過率を有するため、ＶＲ再生コンポーネント５によって再生されるＶＲ表示コンテンツは、可視光Ｓ１の形態で、ほとんど影響を受けずに部分反射部分透過レンズ３を通過することができ、ユーザの眼６は、可視光Ｓ１を受け取ってＶＲ表示コンテンツを見る。ユーザの眼６から放出される赤外光Ｓ２は、部分反射部分透過レンズ３によって、完全ではないにしても、大部分が反射される。反射された赤外光Ｓ２’は、凸レンズ２と部分反射部分透過レンズ３との間に位置するカメラ４によって取得され、反射された赤外光Ｓ２’は、視線追跡および虹彩認識等の機能を達成するように眼６の赤外線画像を形成することができる。カメラ４は、赤外線放射（ＩＲ）カメラまたは赤−緑−青（ＲＧＢ）−ＩＲ一体型カメラであってもよく、これは、本出願では限定されない。カメラ４は、画像取得中にカメラ４がオートフォーカスを達成することを可能にする可変焦点機能部品を含むことができ、それによって、眼６の赤外線画像の取得動作をより迅速かつ正確に実行する。
【手続補正２】
【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】
装置本体を備えるバーチャル・リアリティー（ＶＲ）・ヘッドマウント装置であって、前記装置本体が凸レンズと、カメラと、赤外光を反射するための部分反射部分透過レンズと、を備え、前記部分反射部分透過レンズが前記凸レンズの、ユーザから離れた側に位置し、前記カメラが前記凸レンズと前記部分反射部分透過レンズとの間に位置し、前記部分反射部分透過レンズのレンズ表面が前記ユーザの眼の赤外線画像を前記カメラに向けて斜めに反射するように斜めに配設されている、
バーチャル・リアリティー（ＶＲ）・ヘッドマウント装置。
【請求項２】
前記部分反射部分透過レンズが可視光に対して高い透過率、および赤外光に対して低い透過率を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記部分反射部分透過レンズが赤外線ダイクロイック・ミラーを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記カメラが前記凸レンズに対し、前記ＶＲヘッドマウント装置のＶＲ表示コンポーネントの表示領域の外側に位置する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記部分反射部分透過レンズがプレート形状を有し、前記部分反射部分透過レンズの前記レンズ表面が斜めに下向きに傾けられ、前記カメラが前記装置本体の底部に位置し、前記カメラのレンズが斜めに上向きに配設されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記部分反射部分透過レンズがプレート形状を有し、前記部分反射部分透過レンズの前記レンズ表面が斜めに上向きに傾けられ、前記カメラが前記装置本体の頂部に位置し、前記カメラのレンズが斜めに下向きに配設されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置本体が２つの凸レンズを備え、前記部分反射部分透過レンズが前記２つの凸レンズの少なくとも一方に設けられ、前記部分反射部分透過レンズがプレート形状を有し、前記部分反射部分透過レンズの前記レンズ表面が前記２つの凸レンズに向かって水平に傾けられ、前記カメラが前記２つの凸レンズの間に位置する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記装置本体がバッフルを備え、前記バッフルが前記凸レンズの、前記ユーザから離れた側に位置し、前記装置本体の前記２つの凸レンズの間に位置し、前記部分反射部分透過レンズが矩形であり、前記部分反射部分透過レンズの水平方向の２つの側縁部が前記バッフルおよび前記装置本体の内壁にそれぞれ当接し、前記カメラが前記バッフルの側面に設置されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記装置本体に設けられた赤外線光源を更に備え、前記赤外線光源が前記凸レンズの、前記ユーザに近い側に位置し、前記ユーザの眼に赤外光補償を提供する、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記赤外線光源が少なくとも１つの凸レンズの周辺に分布し、前記部分反射部分透過レンズが前記少なくとも１つの凸レンズの、前記ユーザから離れた側に位置する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記赤外線光源の設置位置が前記対応する凸レンズの外接矩形のカバレージ領域内にある、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置本体上に設けられた装置インタフェースを更に備え、前記装置インタフェースが前記装置本体に設置された電子機器に電気的に接続され、前記電子機器がＶＲ表示コンテンツを再生するために使用され、
前記カメラおよび前記赤外線光源がデータ線を介して前記装置インタフェースに接続されており、前記装置インタフェースおよび前記データ線を介して前記電子機器によって送信されたスイッチ制御命令を受信すると、前記カメラおよび前記赤外線光源が前記スイッチ制御命令に応答して状態切替え動作を実行し、前記カメラはまた、前記装置インタフェースおよび前記データ線を介して取得した赤外線画像を前記電子機器に送信する、
請求項９に記載の装置。
【国際調査報告】
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