JP2018504733A - 発光分布のハンズフリー設定のためのシステム、方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

頭部装着可能な視標追跡センサ１１６と、視標追跡センサに結合されたプロセッサ１１０と、プロセッサに制御される少なくとも１つの光源１２０、１２０’とを備え、少なくとも１つの光源は、設定可能な発光分布１０、２０を視標追跡センサの装着者の視野内に生成するように構成され、プロセッサは、視標追跡センサから取得した視標追跡データに応答して発光分布を設定するように適合されたシステム１００が開示される。斯かるシステムを制御する方法、及び斯かる方法を実施するコンピュータプログラム製品も開示される。

Description

本発明は発光分布のハンズフリー設定のためのシステムに関する。

本発明は更に斯かるシステムを制御する方法に関する。

本発明は更にまた斯かるシステムのプロセッサでの実行時に斯かる方法を実施するコンピュータプログラム製品に関する。

様々な専門分野では、一定の低照度であっても、これらの専門家は特定の場所を特定し、これらの場所に移動して自らの任務に関わる作業を実行する必要がある。このことは、例えば建物の保守管理作業員や照明装置等の装置の設置者に当てはまる。その他の分野には、消防救助、警察の監視、停電修理、捜索救助、夜間写真撮影等が含まれる。通常これらの専門家は、任務を完了するために両手を使用する必要があるため携帯型の光源を使用したり、手に持ったりすることができない。

例えば、照明保守の専門家の場合には、ケーブル、スイッチ、センサ、コネクタ、コンセントを天井タイルの上方に配置した後に、１つ以上のこれらの場所で手動作業を行い、故障したデバイスやケーブルを修理又は交換する必要がある。現在これらの専門家には、一般的にこれらの任務を遂行するために、ランタン、トーチ、頭部装着型光源が提供されている。照明デバイスの後者の種類は、ハンズフリー制御を可能にしつつ指向性のある光を提供するのに役立つ。しかし、低光量の条件下における作業者の変更作業には適応できない。このため、斯かる作業をサポートするために、特に注目のエリアをスキャンすることと、指向性のある局部照明が必要な注目のエリアにおいて局部的作業を行うこととをハンズフリーでシームレスに切り替えるために、エリア内の光の量及び形状を完全に制御することが必要である。

シースルーディスプレイを備えたスマートグラス等のウェアラブルスマートデバイスが現在市場に参入している。斯かるデバイスの一例がＵＳ２０１３／００６３４８６Ａ１に記載されている。専門分野において、現場で煩雑な手動作業を行う際の生産性及び作業者の安全性を高めることができる応用例が予見される。この空間における１つの課題及び機会は、例えばオフィスのつり天井、消防救助の場面、ヘリコプター等の乗り物による低光監視等、外部光源がすぐに利用できず、例えば保守作業等の他の作業に手が必要な低光量条件において光の直感的（ハンズフリー）制御を行うことである。

ＥＰ１１３４４９１Ａ２は、光源、光源の照明方向を転換する方向転換機構、ユーザの注視線の方向を検出する注視方向検出器、及び検出された注視方向に対応して照明方向を転換するコントローラを備えた注視点照明デバイスを開示している。光源としてＬＥＤが使用され、光源がユーザに装着されたゴーグルに取り付けられている場合は、ゴーグルは、注視点又は方向検出器を含まなくとも、それ自体が有益な注視点照明デバイスである。なぜなら、人は通常、意図的に視線をそらす異常な場合を除き真っすぐ前を見るからである。一実施形態では、ゴーグルの左右の端部にＬＥＤパネルが設けられる。

本発明の目的は、斯かるユーザの視野内の発光分布のハンズフリー設定を容易にするシステムを提供することである。

本発明の別の目的は、斯かるシステムを制御する方法を提供することである。

本発明の更に別の目的は、斯かるシステムのプロセッサでの実行時に斯かる方法を実施するコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品を提供することである。

一態様によれば、頭部装着可能な視標追跡センサと、視標追跡センサに結合されたプロセッサと、プロセッサに制御される少なくとも１つの光源とを備え、少なくとも１つの光源は、視標追跡センサの装着者の視野内に設定可能な発光分布を生成するように構成され、プロセッサは、視標追跡センサから取得された視標追跡データに応答して発光分布を設定するように適合されたシステムが提供される。

本発明は、例えば瞳孔反応、注視方向、合焦度、及び目を細める度合い、即ち閉眼の度合いのうちの少なくとも１つである視標追跡データが、調整が必要な視標追跡センサの装着者の視野内の発光分布の指標として使用できるという洞察に基づいている。その結果、装着者の目（複数を含む）を追跡することにより、装着者の視野内の照明条件の質に関する情報を決定することができ、この情報を使用して１つ以上の光源を制御し、装着者の視野内の発光分布をハンズフリーで設定することができる。

一実施形態では、少なくとも１つの光源は、視標追跡データに応答して設定可能な発光分布を生成する変形可能なビーム整形要素を備える。例えば、斯かる変形可能なビーム整形要素は、視標追跡データに従って発光分布を調整する目的で、光源を広いビームから狭いビームへ或いはその逆に切り替えるために使用される。

少なくとも１つの光源は、発光分布を設定する複数の空間的に分離された光源を備える。複数の光源の異なる光源は、複数の光源の異なる光源を作動させることにより異なる発光分布を生成するために、異なるビーム形状を生成するように構成される。例えば、プロセッサは、光源の選択を行うことにより所望の発光分布を視野内に実現するために、視標追跡データに応答して複数の光源の少なくともサブセットを選択するように適合される。斯かる実施形態では、発光分布は、設定されてない発光出力を個別に生成する光源を使用して設定されるが、発光分布は、斯かる光源の異なる組み合わせを形成することにより設定されてもよい。

光源は空間内の規定の位置に空間的に分布され、システムは更に視野の画像を捕捉する画像センサを備え、プロセッサは、画像センサからのデータを解析して空間内の位置を視野から認識し、認識された位置に基づいて複数の光源の少なくともサブセットを選択するように適合される。この実施形態では、光源は、視標追跡センサの装着者の視野と位置合わせされる必要がなく、代わりに、例えば空間内の物体の位置及び斯かる位置に対する光源の位置決めを認識している照明システムの一部を構成し、その結果、適切な光源が装着者の視野内の発光分布を設定するように選択される。

代替的に、システムは、頭部装着可能な視標追跡センサを備えた頭部装着可能なデバイスと、発光分布が別個の光源を必要とせずに設定されるように視野の少なくとも一部と位置合わせされた少なくとも１つの光源とを備える。これによってシステムの柔軟性及び適用可能性が増す。頭部装着可能なデバイスは、内蔵型のウェアラブルシステムを提供するプロセッサを更に備えた頭部装着可能なコンピューティングデバイスである。

一実施形態では、少なくとも１つの光源は赤外光源を含み、システムは更に、プロセッサに制御される少なくとも１つの頭部装着可能なディスプレイモジュールと、視野内の赤外光を検出するように適合された赤外画像センサとを備え、プロセッサは、赤外画像センサからのデータを、少なくとも１つの頭部装着可能なディスプレイモジュールに表示される視野の可視画像に変換するように適合される。これによって例えば、装着者が赤外光源を使用して視野を可視化すること、例えば暗視画像や熱画像を少なくとも１つの頭部装着可能なディスプレイモジュールに生成することを選択する特に厳しい光条件下で、頭部装着可能なディスプレイモジュールの装着者の視野を可視化することが可能になる。

システムは更に、可視光を検出する光センサを備え、プロセッサは、光センサがその視野内の可視光レベルが規定の閾値よりも低いことを示す信号を生成すると赤外光源を作動させるように適合される。これによって、装着者の視野内の照明条件が特に厳しい、例えば規定の閾値よりも低い場合に、斯かる暗視画像や熱画像を少なくとも１つの頭部装着可能なディスプレイモジュールに自動的に生成することが可能になる。

更に別の実施形態では、システムは更に、その視野内の物体までの距離を測定する距離測定センサを備え、プロセッサは、その視標追跡センサ及び距離測定センサに応答してその発光分布を設定するように適合される。このことは例えば、視標追跡データから決定されて関心物体が検出されると、距離測定センサは物体に合焦した光ビームを生成するために使用されるという利点を有し、例えば装着者が典型的には広い視野を必要とする物体を発見することから、典型的には狭い視野を必要とする物体の保守を行うことに切り替えたい場合に有益である。

代替的に又は追加的に、システムは更に、ユーザ入力を検出する入力センサを備え、プロセッサはそのユーザ入力に応答してその発光分布を更に設定するように適合される。斯かる入力センサは、例えばユーザインターフェースの一部を構成するタッチセンサ、口頭による指示を検出する音声センサ、頭部の動きを検出する加速度計やジャイロスコープ等の動きセンサ等である。ユーザ入力は、例えば発光分布を再設定する指示を含み、例えば装着者が異なる発光分布をいつ切り替えるかを決定したい場合に望ましい。

別の態様によれば、１つ以上の上記の実施形態によるシステムを制御する方法が提供され、方法は、視標追跡センサからの視標追跡データをプロセッサで受信することと、視標追跡データをプロセッサで処理することと、プロセッサにより少なくとも１つの光源に対して発光分布制御信号を処理された視標追跡データに応じて生成することとを含む。斯かる方法は、本発明の実施形態によるシステムを制御するために使用される。

更に別の態様によれば、上記実施形態の何れかによるシステムのプロセッサでの実行時に上記方法のステップを実施するコンピュータプログラムコードを具現化す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が提供される。

本発明の実施形態が、添付の図面を参照してより詳細にかつ非限定的な例として説明される。

図１は、一実施形態によるシステムを概略的に示す。 図２は、図１のシステムの細部を概略的に示す。 図３は、一実施形態によるシステムで生成された設定可能な発光分布を概略的に示す。 図４は、別の実施形態によるシステムを概略的に示す。 図５は、更に別の実施形態によるシステムを概略的に示す。 図６は、一実施形態によるシステムを制御する方法のフローチャートを示す。

図面は単に概略的なものであり、正確な縮尺率で描かれていないことを理解すべきである。同一又は類似の部分を示すために全図面を通じて同一の参照番号が使用されることも理解すべきである。

本発明の実施形態は、１つ以上の光源の発光出力をシステムのユーザにより装着される頭部装着可能な視標追跡センサからの視標追跡データに応答して設定することができるシステムに関する。このユーザは装着者とも呼ばれる。

一部の実施形態では、システムは１つ以上の光源を含むウェアラブルシステムである。斯かるウェアラブルシステムは、モジュラーシステムであって、頭部装着可能な視標追跡センサに加えて、モジュラーシステムの異なる部分が、装着者により着用された衣服の中の装着者の体の異なる部分、例えば装着者の腕又は脚若しくは腰の周りに装着され、モジュラーシステムの異なるモジュールは、有線又は無線で互いに通信可能に結合される。一実施形態では、ウェアラブルシステムは、使用時にシステムの全てのコンポーネントが装着者の頭部に取り付けられる頭部装着可能なコンピューティングデバイスである。

一部の代替的な実施形態では、システムの少なくとも１つ以上の光源は装着可能でなく、代わりにシステムのウェアラブルコンポーネントの外側にある。例えば、１つ以上の光源は装着者により制御される乗り物に取り付けられ、１つ以上の光源は乗り物を制御する際に装着者の視野に光を投影するように構成される。代替的に、１つ以上の光源は装着者がいる空間内の知られている位置に分布され、斯かる位置の検出又は装着者の視野内の斯かる位置に関連する情報が、光源を設定して視野内の所望の発光出力を生成するために使用され得る。

本出願のコンテキストにおいて、頭部装着可能なコンピューティングデバイスは、ユーザの頭部に装着可能で、ユーザにコンピューティング機能を提供するデバイスである。頭部装着可能なコンピューティングデバイスは、インターネット又は別のコンピュータ可読媒体から取得されるソフトウェアアプリケーション（アプリ）で規定された特定のコンピューティングタスクを実行するように構成される。斯かる頭部装着可能なコンピューティングデバイスの非限定的な例には、スマートヘッドギア、例えば眼鏡、ゴーグル、ヘルメット、帽子、バイザー、ヘッドバンド、若しくは装着者の頭部で又は頭部から支持可能な任意の他のデバイス等が含まれる。

図１は、斯かる頭部装着可能なコンピューティングデバイスの形態を取るシステム１００の一実施形態を概略的に示す。頭部装着可能なコンピューティングデバイス１００は、頭部装着可能なコンピューティングデバイスの装着者の目の動きを追跡する視標追跡センサ１１６を備える。視標追跡センサは、それ自体がよく知られているように、瞳孔の大きさ及び向きを追跡することにより決定される焦点及び注視方向のうちの少なくとも１つを追跡する。代替的に又は追加的に、視標追跡センサ１１６は、装着者の目の開度、即ち、視野内の発光条件が最適でないことを示すか、代替的に、ユーザが意識的にせよ無意識にせよ特定の発光設定を示していると解釈される、装着者が視野内の物体又は特徴を必死で特定しようとすることを示す目を細める度合いを検出するように構成される。例えば目を細める度合いは、所望のビーム角を示し、目を細める度合いが高い場合はより狭い又はより広いビーム角が求められる。この目的のために任意の適当な視標追跡センサが使用される。例えばＷＯ２０１１／１０６７９８Ａ１を非限定的な例として参照するように、多くの異なる視標追跡センサがそれ自体知られているため、視標追跡センサ１１６は簡潔にすることのみを目的としてこれ以上詳細に説明されない。

視標追跡センサ１１６は、視標追跡センサ１１６のセンサデータを処理するプロセッサ１１０に通信可能に結合される。一実施形態では、視標追跡センサ１１６は、センサデータに前処理を行うように構成され、その結果、視標追跡センサ１１６は、プロセッサ１１０により使用される視標追跡情報をプロセッサ１１０に提供し、後により詳細に説明されるように発光分布を設定する。代替的に、視標追跡センサ１１６は、プロセッサ１１０により処理され、生データから視標追跡情報を抽出する生のセンサデータをプロセッサ１１０に提供するように構成される。

システム１００は更に、視標追跡データに応答してプロセッサ１１０により提供された制御信号に応答して設定可能な発光分布を生成する、プロセッサ１１０に通信可能に結合された少なくとも１つの光源１２０を備える。少なくとも１つの光源１２０は、例えばＬＥＤ等の１つ以上の固体素子等の任意の適当な光源である。単一の光源１２０の場合は、光源１２０は、典型的にはプロセッサ１１０に応答し、光源１２０により生成されたビーム形状を変化させる設定可能ビーム整形要素１２１を備える。斯かる設定可能ビーム整形要素１２１、例えば変形可能レンズ等の設定可能レンズ素子は、非限定的な例として、電気活性ポリマーレンズ又は任意の他の適当なビーム設定要素により実装される。斯かる設定可能ビーム整形要素はそれ自体がよく知られているため、簡潔にすることのみを目的としてこれ以上詳細に説明されない。

複数の光源１２０を備えるシステム１００の場合には、光源１２０は、視野内の発光分布が光源１２０の異なるサブセットの選択により設定されるように、各発光出力を装着者の視野の異なる部分に向けるように構成される。例えば、光源１２０は視野の光軸に対して様々な角度で配置され、光源１２０の異なるサブセットの選択により設定可能なビーム角度の生成が容易になる。代替的に又は追加的に、斯かる実施形態における少なくとも一部の光源１２０は、この視野内に生成される発光分布を制御する度合いを高める設定可能ビーム整形要素１２１を備える。

一実施形態では、１つ以上の光源１２０は、特定の軸に沿って発光分布をより広く又はより狭く整形する能力を提供する。これは、例えば楕円形の発光分布を生成する蛍光管等の修理されるべき故障した照明器具により生成された発光分布に対応する発光分布を形成するために使用され、システム１００により生成された発光分布は故障した照明器具を発見するのに役立つ。

システム１００がシステムの異なる部分又はシステムの外側のコンポーネントと無線通信する場合は、システム１００は、任意選択的に、システム１００のリモートコンポーネント又はシステム１００の外部のコンポーネント等のリモートターゲットと無線通信する無線通信インターフェース１０２を備える。システム１００及びリモートコンポーネント間の無線通信には、例えば、赤外線リンク、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、例えばＩＥＥＥ ８０２．１１規格、２Ｇ、３Ｇ又は４Ｇ通信プロトコル等に準拠した無線ローカルエリアネットワークプロトコル等の任意の適当な無線通信プロトコルが使用される。

システム１００は、任意選択的に、無線ＬＡＮ等の別のリモートシステムと無線通信する別の無線通信インターフェース１０４を備え、頭部装着可能なコンピューティングデバイス１００はこれを通じてインターネット等のリモートデータソースにアクセスする。代替的に、頭部装着可能なコンピューティングデバイス１００は、リモートコンポーネント（複数を含む）、及び別のネットワーク等の別のリモートターゲットと通信可能な１つの無線通信インターフェースを含む。プロセッサ１１０は更に、無線通信インターフェース１０２、及び存在する場合には無線通信インターフェース１０４を制御するように適合される。

システム１００は、任意選択的に、プロセッサ１１０により、又はプロセッサ１１０に通信可能に結合された専用のディスプレイコントローラ（図示せず）により制御される、少なくとも１つの頭部装着可能なシースルー又は透明ディスプレイモジュール１０６を備える。一部の実施形態では、ディスプレイモジュール１０６は、例えば装着者の両目をカバーする単一のディスプレイモジュール１０６を有すること、又はそれぞれが装着者の目の一方をカバーする一対のディスプレイモジュール１０６を有することにより、装着者の視野をカバーするように構成される。後により詳細に説明されるように、少なくとも１つのディスプレイモジュール１０６は、その装着者の視野の熱画像又は暗視画像を表示するために使用される。

システム１００は、任意選択的に、ユーザからの入力を受信するユーザインターフェース１０８を備える。ユーザインターフェース１０８は、例えばタッチパッド、キーパッド、ボタン、マイクロフォン、及び／又は他の入力デバイスを含む。プロセッサ１１０は、ユーザインターフェース１０８から受信した入力に基づいて頭部装着可能なコンピューティングデバイス１００の機能の少なくとも一部を制御する。

システム１００は、任意選択的に、例えば適当なタイプのメモリ等、プロセッサ１１０のためのデータストレージ１１２を備え、データストレージ１１２はプロセッサ１１０により実行されるコンピュータプログラムコードを記憶するために使用される。

システム１００は、任意選択的に、システム１００の機能性を高める１つ以上のセンサを含むセンサ配列１３０を備える。図２には、非限定的な例として４つのセンサを備えたセンサ配列１３０の例示的な実施形態が示されている。また、図２のアレイ状に配置されたセンサ配列１３０のセンサは非限定的な例にすぎず、システム１００内の斯かるセンサの任意の適当なレイアウトが考えられることに留意されたい。

図２では、センサ配列１３０は、任意の適当なやり方で実装された、例えばフォトダイオード等の光センサ１３１を含む。センサ配列１３０は更に、装着者の視野の画像を捕捉する画像センサ１３２を含み、画像センサ１３２はカメラの一部を構成する。画像センサ１３２は、画像センサが頭部装着可能なコンピューティングデバイスの一部を構成し、頭部装着可能なコンピューティングデバイスが目的通りに装着されている時に、画像センサ１３２は装着者の目と一直線になる、即ち装着者の視野に対応する前向きのセンサ信号を生成するように配置される。この目的のために任意の適当な画像センサが使用される。

センサ配列１３０は更に、装着者の頭部の動きを捕捉するために使用され、例えばそれ自体が知られているように、斯かる頭部の動きを指示と解釈する、例えば１つ以上の加速度計及び／又はジャイロスコープ等の１つ以上の動きセンサ１３３を含む。この目的のために任意の適当なタイプの動きセンサが使用される。例えばシステム１００は、装着者の頭部の振りや頷き等の所定の頭部の動きを視野内の発光分布を再設定せよとの指示として認識するように構成される。これは、例えば、システム１００が１つ以上の光源１２０が視標追跡データに基づいて空間的に広い発光分布を生成するように設定したシナリオにおいて有益であり、空間的に広い発光分布は、例えば物体に対して保守作業を行うために、斯かる頭部の動きによる合図によって、装着者が発光分布の焦点を合わせたい視野内の物体を特定することを可能にする。代替的には、装着者は、例えば斯かる保守作業が完了すると、狭い発光分布から広い発光分布に再設定することを望み、これも斯かる頭部の動きにより行われる。

しかし、装着者により出される斯かる再設定指示は、例えばシステムのマイクロフォン（図示せず）により捕捉される口頭による指示又は笛等の所定の音等の可聴指示、例えば画像センサ１３２により捕捉され、画像センサ１３２により捕捉されたデータを処理する際にプロセッサ１１０により認識されるジェスチャに基づく指示、ユーザインターフェース１０８と対話する装着者による触覚による指示等、任意の適当な形で出されることを理解すべきである。

センサ配列１３０は更に、例えば１つ以上の超音波振動子により実装され、システム１００と装着者の視野内の物体との間の距離を測定する距離センサ１３４を含む。斯かる距離センサは、例えばシステム１００から装着者の視野の特定部分、例えば視野内の物体までの距離を測定するために使用され、測定された距離は、視野の当該特定部分に合焦した照明を維持する目的で１つ以上の光源１２０により生成された発光分布を再設定するためにプロセッサ１１０により使用される。換言すれば、この実施形態では、発光分布はシステム１００と視野の当該特定部分との間の距離に応じて調整される。

システム１００の前述の任意選択的なコンポーネントの任意の組み合わせは、本発明の一実施形態によるシステム１００を規定するために選択されることを理解すべきである。更に、システム１００の様々なコンポーネントは、システム１００内の任意の適当な位置に配置され、例えば少なくとも一部の区画は、図１に示すように頭部装着型コンピューティングデバイスを含むシステム１００の支持フレーム１２５に取り付けられるか又は収容される。

図３は、一実施形態によるシステム１００を使用した発光分布、ここではビーム形状の再設定を概略的に示す。この実施形態では、１つ以上の光源１２０により生成された発光分布は視標追跡センサ１１６により提供された視標追跡情報に基づいて第１の設定１０及び第２の設定２０間で切り替えられる。しかし、既に上で説明したように、特にシステム１００が複数の光源１２０を備える場合は、発光分布のより複雑な再設定が同様に実現可能である。また、視標追跡情報に応答して最初に発光分布が設定されると、発光分布は既に説明されたような適切な指示を用いてユーザにより再設定される。

図４は、別の実施形態によるシステム１００を概略的に示し、システム１００は、非限定的な例として頭部装着可能なコンピューティングデバイスとして概略的に示されている。また、システム１００は様々なモジュールがウェアラブルモジュールである、又は少なくとも一部のモジュールが装着可能でないモジュラーシステムとすることが同様に実現可能である。

図４において、システム１００は、各発光出力を少なくとも視標追跡センサ１１６の装着者の視野に向けるように構成された１つ以上の光源１２０及び１つ以上の光源１２０’を備える。１つ以上の光源１２０は、可視光、即ち、主に４００〜７００ｎｍの範囲の波長を有する光を生成するように構成され、１つ以上の光源１２０’は、（近）赤外光、即ち、主に７００〜１，０００ｎｍの範囲の波長を有する光を生成するように構成される。１つ以上の光源１２０及び１つ以上の光源１２０’はそれぞれ独自の方向に発光出力を生成するように構成され、任意選択的に、既に説明されたような設定可能ビーム整形要素１２１を備える。

この実施形態では、センサ配列１３０は、光センサ１３１等の装着者の視野内の光強度を測定するセンサ、及び画像センサ１３２等の視野の画像を捕捉するセンサを少なくとも備える。光センサ１３１及び画像センサ１３２は何れもセンサ配列１３０に存在する。代替的に、画像センサ１３２は、視野の画像を捕捉するだけでなく光強度を測定するように構成される。画像センサ１３２は、電磁スペクトルの赤外部分の画像を少なくとも捕捉することができ、例えば７００〜１，０００ｎｍの波長に少なくとも感受性がある。好適な実施形態では、画像センサ１３２は、電磁スペクトルの可視部分及び赤外線部分の何れにも感受性がある、例えば４００〜１，０００ｎｍの波長に少なくとも感受性がある。

一実施形態では、装着者は、１つ以上の可視光源１２０若しくは１つ以上の赤外光源１２０’の何れかを関与させるように、又は１つ以上の可視光源１２０及び１つ以上の赤外光源１２０’の両方を関与させるようにシステム１００を設定する。装着者はこの設定を、例えばシステム１００に頭部の動き、ジェスチャ、口頭による指示、触覚による指示等の適当な指示を与えることにより任意の適当なやり方で選択する。このように関与した光源はその後、例えば関与した光源の特定のサブセットを選択することにより、既に説明されたように発光分布を設定するために、及び／又は選択された光源１２０及び／又は１２０’の特定の設定可能ビーム整形要素１２１を作動させるために、視標追跡センサ１１６（図４に示さず）により生成された視標追跡データに基づいて設定される。システム１００が１つ以上の赤外光源１２０’を関与させる場合は、画像センサ１３２は通常、電磁スペクトルの赤外部分の装着者の視野の画像を捕捉するように構成され、当該画像は、少なくとも１つのディスプレイモジュール１０６に表示される視野の暗視画像上に熱画像を生成するために、プロセッサ１１０により、又は少なくとも１つのディスプレイモジュール１０６を制御する別のプロセッサにより処理される。

特に有利な実施形態では、システム１００は更に、例えば光センサ１３１又は画像センサ１３２を使用して、装着者の視野内の光条件、例えば光強度レベルを測定するように構成され、システム１００は、測定された光レベルが可視光レベルが決定的に低くなりつつあることを示す所定の閾値よりも下がると、１つ以上の赤外光源１２０’を自動的に関与させる。例えば、可視光レベルは、１つ以上の作動した可視光源１２０により形成された光ビーム等の発光分布から反射した光の量に基づいて測定される。１つ以上の赤外光源１２０’を自動的に関与させることは、１つ以上の可視光源１２０を関与させることに追加して又は代替して行われる。

代替的に、測定された光条件は、設定可能な発光プロファイルを生成するために１つ以上の赤外光源１２０’が使用されるデフォルト設定から、１つ以上の可視光源１２０が作動される設定に切り替えるために使用される。例えば斯かる切り替えは、装着者が１つ以上の可視光源１２０を作動させよとの適切な指示をシステム１００に与えること等により、ユーザにより制御される。

既に述べたように、システム１００は、１つ以上の光源１２０を含むモジュラーシステムであるウェアラブルシステムとして提供される、又は代替的に頭部装着可能な視標追跡センサ１１６等の一部のコンポーネントは装着可能であるが、他のコンポーネントは頭部装着可能な視標追跡センサ１１６の装着者から分離した混在モジュラーシステムとして提供される。例えば、プロセッサ１１０は、システム１００の装着可能部分に通信可能に結合された外部プロセッサであり、その結果、信号処理の少なくとも一部はシステム１００の装着可能部分の外部で行われる。例えばこれは、システム１００の装着可能部分はエネルギー消費の減少を示し、システム１００の装着可能部分に電力を供給するバッテリーの寿命を向上させるという利点を有する。

一実施形態では、斯かる混在モジュラーシステム１００は、システムの装着可能部分の外部の１つ以上の光源１２０を備える。このことは図５に概略的に示される。図５では、システム１００は、頭部装着可能な視標追跡センサ１１６と、システム１００の他のコンポーネントと無線通信する無線通信インターフェース１０２及び１０４のうちの少なくとも１つを含むウェアラブルコンポーネントを備える。この実施形態におけるシステム１００は更に、通信インターフェース２１０と、通信インターフェース２１０に通信可能に結合された複数の光源とを備えるネットワーク照明システム２００を備える。一部の実施形態における通信インターフェース２１０はプロセッサ１１０を備える。このことは図５には示されていない。通信インターフェース２１０は典型的には、既に説明されたように光源１２０により生成された発光分布を設定するために、頭部装着可能な視標追跡センサ１１６との通信に応答して制御信号を光源１２０に供給するように構成される。

一実施形態では、光源１２０は、頭部装着可能な視標追跡センサ１１６を含むモジュラーコンポーネントの装着者の視野との一定の関係で配置される。これは例えば、装着者が光源１２０を含む又はサポートする空間５０内で概ね静止している場合に適用可能である。例えば、空間５０は、自動車等の車両又は飛行機やヘリコプター等の航空機であり、ユーザは典型的には車両や航空機を操作している時は静止しており、例えば車両や航空機のフロントガラスを通した、比較的一定の方向の視野を有する。この実施形態では、光源１２０は、この視野の少なくとも一部に発光出力を生成するように構成され、この視野内の発光分布は、視標追跡センサ１１６により生成された視標追跡情報に応答して光源１２０の特定のサブセットを選択することにより設定される。例えば、光源１２０は、車両や航空機のボディ又は屋根に配置され、各光源は、図４に示された実施形態について既に説明されたように発光出力を独自の方向に生成するように構成される。装着者の視野と概ね一定の関係を有する斯かる光源１２０の配置によって、装着者が時々視野内の特定の側面に焦点を合わせる監視作業を行うことが支援され、光源１２０により生成された発光出力は、視標追跡センサ１１６により生成された視標追跡情報に応答して斯かる特定の側面に焦点を合わせるように構成される。

代替的な実施形態では、光源１２０は、空間５０に分布され、通信インターフェース２１０に通信可能に結合された光源１２０を有するネットワーク照明システム２００の一部を構成し、照明システム２００、及び頭部装着可能なデバイスに装着された頭部装着可能な視標追跡センサ１１６は、システム１００の独立した部分を構成する。頭部装着可能なデバイスは更に、装着者の視野の画像を捕捉する画像センサ１３２と、システム１００の他のコンポーネント、特に照明システム２００の通信インターフェースと無線通信する無線通信インターフェース１０２及び１０４のうちの少なくとも１つとを備える。無線通信インターフェースは、画像センサ１３２で捕捉された画像データを、例えば通信インターフェース２１０に含まれる又は照明システム２００の任意の他の適当な部分に含まれる、照明システム２００のプロセッサで更に処理するために照明システム２００に伝送するように構成される。代替的に、頭部装着可能なデバイスは、画像センサ１３２により捕捉された画像データを処理するプロセッサ１１０を含み、この場合は、無線通信インターフェース１０２（又は１０４）は処理結果を照明システム２００に伝送する。

照明システム２００は、空間５０内の視標追跡センサ１１６を含む頭部装着可能なデバイスの位置を特定するために、画像センサ１３２により捕捉された視野の画像を解析するように構成される。例えばこの位置は、例えば視標追跡情報から得られた目の焦点情報から、認識した物体からの装着者の距離を示す、及び／又は視標追跡情報から得られた目の中の瞳孔の位置から、装着者が物体を見ている角度を示す、視標追跡センサ１１６からの視標追跡センサ情報と結合させて画像内の物体２５０を認識することから得られる。

この実施形態では、照明システム２００は、各光源１２０の位置及び向き、特に光源１２０が各発光出力を生成する方向を知っている。結果として、照明システム２００は、視標追跡センサ１１６からの視標追跡情報及び画像センサ１３２からの画像データを受信すると、画像データ及び視標追跡情報から決定された装着者の位置に基づいて適切な発光分布を装着者の視野に生成する適切な光源１２０を選択することができる一方、例えば画像センサ１３２により捕捉された別の画像から決定される位置、距離データ及び／又は視標追跡情報の変化によって、光源１２０の異なるサブセットの選択により照明システム２００が発光分布を再設定すること、及び／又は設定可能ビーム整形要素１２１が斯かる光源に存在する場合に前述のようにこれを制御することにより、選択された光源１２０の発光出力を再設定することがもたらされる。

一実施形態では、光源１２０の少なくとも一部は、調整可能な発光出力方向を有する、例えば空間５０内に移動可能に取り付けられ、中央コントローラ又は適切な光源に専用のコントローラである適切な光源１２０のコントローラは、光源１２０が発光出力を生成する方向を、この発光出力を装着者の視野内の物体２５０とより正確に位置合わせするために調整する。

図６は、一実施形態によるシステム１００を制御する方法６００のフローチャートである。方法６００は、例えばシステム１００を初期化することによりステップ６１０から始まり、その後、方法は、視標追跡情報が視標追跡センサ１１６により生成されるステップ６２０に進む。視標追跡情報は、ウェアラブルシステム１００の統合プロセッサである、又はシステム１００の装着可能部分の外部のプロセッサ、例えば照明システム２００の、若しくは例えば無線通信インターフェース１０２及び／又は１０４を介してシステム１００に通信可能に結合される任意の他のシステムのプロセッサであるプロセッサ１１０により処理される。

前述したように、視標追跡情報は、前述したようにシステム１００の発光出力を設定する目的でシステム１００の１つ以上の光源１２０を制御するための情報を得るために処理される。ステップ６４０では、光源調整信号が生成され、適切な１つ以上の光源１２０に供給され、１つ以上の光源はステップ６５０において、得られた視標追跡情報に従って発光出力を設定するために、供給された調整信号に従って調整される。

ステップ６６０では、システム１００が、更新された視標追跡情報に従ってシステム１００により生成された発光出力を調整し続けるように頭部装着可能な視標追跡センサ１１６の装着者の目を引き続き追跡すべきかがチェックされる。引き続き追跡すべき場合は、方法６００はステップ６２０に戻る。そうでない場合は、方法６００はステップ６７０で終了する。

前述の本発明の様々な実施形態の説明に基づけば、この方法６００はこれらの様々な実施形態に応じて拡張されることが明らかであろう。例えば方法は、システム１００の発光出力を設定すると、距離測定センサ（複数を含む）１３４を使用して距離情報を取得し、取得した距離情報に従ってシステム１００により生成された発光出力を更に設定することを更に含む。

例えば前述したように、光源は、赤外光源１２０’を作動させ、１つ以上の作動された赤外光源１２０’により少なくとも部分的に照明された装着者の視野内で画像センサ１３２により捕捉された画像データからシステム１００の少なくとも１つのディスプレイモジュール１０６に熱画像又は暗視画像を生成するために、光センサ１３１又は画像センサ１３２により取得された光条件に応答して更に調整される。

例えば前述したように、光源は、視標追跡情報に応答して設定された発光分布を反転させる又はさもなければ調整するために、ユーザコマンドに応答して更に調整される。

以上から、方法６００の拡張が他にも考えられることは当業者に明らかであろう。

本発明の態様は、システム、方法、又はコンピュータプログラム製品として具現化される。システムは、部分的に装着可能である、即ち分散システムであるか、又は異なるモジュールが有線又は無線で互いに通信可能に結合されるモジュラーシステムの場合に頭部のみに又は体の様々な部分に装着される完全な装着可能システムである。本発明の態様は、コンピュータ可読プログラムコードが具現化された１つ以上のコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータプログラム製品の形態を取る。

１つ以上のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが使用される。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読記憶媒体である。コンピュータ可読記憶媒体は、例えばこれらに限定されるものではないが、電子、磁気、光、電磁、赤外線、又は半導体システム、装置、若しくはデバイス、或いはこれらの任意の適当な組み合わせである。斯かるシステム、装置又はデバイスは、任意の適当なネットワーク接続を介してアクセス可能であり、例えばシステム、装置又はデバイスは、ネットワークを介してコンピュータ可読プログラムコードを取得するためにネットワークを介してアクセス可能である。斯かるネットワークは、例えばインターネット、移動通信ネットワーク等である。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（非網羅的なリスト）は以下を含む：１つ以上のワイヤを含む電気的接続、携帯用コンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能リードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、携帯用コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶デバイス、磁気記憶デバイス、又はこれらの任意の適当な組み合わせ。本出願の文脈では、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスにより又はこれと関連して使用されるプログラムを含む又は記憶することができる任意の有形的媒体である。

コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドにおいて又は搬送波の一部として内部で具現化されたコンピュータ可読プログラムコードを備えた伝搬データ信号を含む。斯かる伝搬信号は、これらに限定されることはないが電磁気、光学的、又はそれらの任意の適当な組み合わせを含む様々な形態の何れかをとる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、又はデバイスによって又はこれと関連して使用されるプログラムを通信、伝搬、又は輸送できる任意のコンピュータ可読媒体である。

コンピュータ可読媒体上に具現化されたプログラムコードは、これらに限定されるものではないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等又は上述したものの任意の適当な組み合わせを含む任意の適切な媒体を使用して伝送される。

プロセッサ１１０上で実行される本発明の方法を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋等のオブジェクト指向プログラミング言語、及び、「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語等の従来の手続き型プログラミング言語を含む１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述される。プログラムコードは、アプリ等のスタンドアロンソフトウェアパッケージとしてプロセッサ１１０上で全体的に実行され、プロセッサ１１０上で部分的に、及びリモートサーバ上で部分的に実行される。後者のシナリオにおいて、リモートサーバは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介して頭部装着可能なコンピューティングデバイス１００に接続される、又は、例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して外部コンピュータに対して接続が行われる。

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して上で説明された。フローチャート図及び／又はブロック図の各ブロック、並びにフローチャート図及び／又はブロック図のブロックの組み合わせは、システム１００のプロセッサ１１０上で全体的に又は部分的に実行されるコンピュータプログラム命令により実行でき、その結果、命令によってフローチャート及び／又はブロック図の１つ以上のブロックにおいて特定される機能／作用を実装する手段が作り出されることを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令はまた、システム１００に特定のやり方で機能するように指示できるコンピュータ可読媒体に記憶される。

コンピュータプログラム命令は、一連の動作ステップをプロセッサ１１０上で実行させ、コンピュータにより実施されるプロセスを生成するためにプロセッサ１１０上にロードされ、これにより、プロセッサ１１０上で実行される命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ以上のブロックにおいて特定される機能／作用を実装するプロセスを提供する。コンピュータプログラム製品は、システム１００にインストールされる等、システム１００の一部を構成する。

上述の実施形態が、本発明を限定するのではなく例示すること、及び当業者が、添付の特許請求の範囲から逸脱せずに多くの代替的な実施形態を設計できることが留意されるべきである。特許請求の範囲において、括弧内に配置されたどんな参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されないものとする。単語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」は、請求項に挙げられたもの以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素に先行する単語「ａ」又は「ａｎ」は、複数の斯かる要素の存在を排除しない。本発明は、幾つかの別個の要素を含むハードウェアによって実施され得る。幾つかの手段を列挙するデバイス請求項において、これら手段の幾つかは、全く同一のハードウェアアイテムによって具現化され得る。ある手段が、相互に異なる従属請求項に挙げられているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを意味しない。

Claims (11)

1. 頭部装着可能な視標追跡センサと、前記視標追跡センサに結合されたプロセッサと、前記プロセッサに制御される複数の空間的に分離された光源とを備えたシステムであって、
   少なくとも１つの光源は、設定可能な発光分布を前記視標追跡センサの装着者の視野内に生成し、
   前記プロセッサは、前記視標追跡センサから取得した視標追跡データに応答して前記発光分布を設定し、
   前記プロセッサは、光源の選択を行うことにより所望の発光分布を前記視野内に実現するために、前記視標追跡データに応答して前記複数の空間的に分離された光源の少なくともサブセットを選択する、システム。
2. 前記複数の空間的に分離された光源の各光源は設定されてない発光出力を生成し、前記所望の発光分布は前記設定されてない発光出力の少なくともサブセットを選択することにより実現される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数の空間的に分離された光源の各光源は異なるビーム形状を生成し、前記所望の発光分布は前記異なるビーム形状の少なくともサブセットを選択することにより実現される、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記複数の空間的に分離された光源は空間内の規定の位置に空間的に分布され、前記システムは、前記視野の画像を捕捉する画像センサを更に備え、前記プロセッサは、
   前記画像センサからのデータを解析して前記空間内における位置を前記視野から認識し、
   認識された前記位置に基づいて前記複数の光源の前記少なくともサブセットを選択する、請求項１乃至３の何れか一項に記載のシステム。
5. 前記システムは更に、
   赤外光源と、
   前記プロセッサに制御される少なくとも１つの頭部装着可能なディスプレイモジュールと、
   前記視野内の赤外光を検出する赤外画像センサと、を備え、
   前記プロセッサは、前記赤外画像センサからのデータを、前記少なくとも１つの頭部装着可能なディスプレイモジュールに表示される前記視野の可視画像に変換する、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシステム。
6. 可視光を検出する光センサを更に備え、前記プロセッサは、前記光センサが前記視野内の可視光レベルが規定の閾値よりも低いことを示す信号を生成すると前記赤外光源を作動させる、請求項５に記載のシステム。
7. 前記頭部装着可能な視標追跡センサを備えた頭部装着可能なデバイスを更に備え、
   前記頭部装着可能なデバイスは更に、前記頭部装着可能なデバイスの装着者の頭部の動きを捕捉するセンサ配列を備え、
   前記プロセッサは更に、前記視野内の前記所望の発光分布を前記捕捉された頭部の動きに基づいて再設定する、請求項１乃至６の何れか一項に記載のシステム。
8. 前記プロセッサは更に、前記視野内の前記所望の発光分布を前記視標追跡センサから取得された前記視標追跡データに基づいて再設定する、請求項７に記載のシステム。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載のシステムを制御する方法であって、前記方法は、
   前記視標追跡センサからの視標追跡データを前記プロセッサで受信することと、
   視野を決定するために前記視標追跡データを前記プロセッサで処理することと、
   所望の発光分布を前記視野内に実現するために、前記複数の空間的に分離された光源の少なくともサブセットを前記処理された視標追跡データに応じて選択することと、
   前記複数の空間的に分離された光源の前記少なくともサブセットを作動させるために前記プロセッサにより発光分布制御信号を生成することと、を含む、方法。
10. 前記視野の画像を画像センサで捕捉することを更に含み、
    前記プロセッサは、
    前記画像センサからの前記画像を解析して空間内の位置を前記視野から認識し、
    認識された前記位置に基づいて前記複数の空間的に分離された光源の前記少なくともサブセットを選択する、請求項９に記載の方法。
11. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のシステムの前記プロセッサでの実行時に、請求項９又は１０に記載の方法のステップを実施するコンピュータプログラムコードを具現化する、コンピュータプログラム。

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