JP2020512634A - 虹彩コードの蓄積および信頼性割当 - Google Patents

Abstract

虹彩認識に関連するシステムおよび方法が、開示される。虹彩画像を入手するように構成される、虹彩結像装置と、虹彩結像装置から第１の複数の虹彩画像を受信し、第１の複数の虹彩画像に対応する第１の複数の虹彩コードを生成し、虹彩セル場所に対応する分布メトリックを生成し、分布メトリックを使用して、第１の複合虹彩コードを生成し、第１の複合虹彩コードおよび第１の記憶された虹彩コードを使用して、第１の整合値を生成するように構成される、プロセッサとを備える、システムが開示される。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１７年３月２４日に出願された米国仮出願第６２／４７６，５１３号の利益を主張するものであり、その各々は、全体が参照により本明細書中に援用される。

開示される実施例は、概して、アクセス制御または身元スクリーニングに使用される虹彩認識システム、および頭部搭載型ディスプレイデバイスを含むユーザウェアラブルデバイスに組み込まれるシステムを含む、虹彩認識に関する。

ヒトの眼の虹彩は、概して、個々のユーザに関して一意かつ恒久的であり、経時的に一貫し、確実に結像され得る、視覚パターンを提示する。虹彩画像データの認識および分析は、したがって、個々のユーザを識別するための有利な機構であり得る。ヒトの眼の虹彩を認識するように設計されるシステムは、セキュリティおよびアクセス制御用途において特に有用である。そのようなシステムは、多くの条件下で正確である、信頼性がある、および使用可能であることから利益を得る。したがって、虹彩認識システムは、例えば、画像入手および品質、対象状態、配向、および照明条件の変動に耐性があり、低い他人受入および本人拒否率を実現することによるものを含み、正確であることが望ましい。

本明細書では、虹彩認識を実施するためのデバイスおよび方法が説明される。いくつかの実施例では、虹彩画像が、例えば、システムのヒトユーザからカメラによって入手され、虹彩画像のビット単位の表現（「虹彩コード」）が、生成される。いくつかの実施例では、虹彩コードが、そのセルの中の虹彩構造に対応する配向データを決定するための公知の方法（フィルタリング技法またはウェーブレット技法等）を使用して、虹彩画像を正規化し、セルに分割し、２進表現をその配向データに割り当てることによって、生成される。いくつかの実施例では、生成された虹彩コードの可変セルは、虹彩コード比較の正確度を調節および向上させるように、識別および除外されてもよい。いくつかの実施例では、生成された虹彩コードは、蓄積され、「ファジー」虹彩コード値を生成するために使用され、これらのファジー虹彩コード値への種々の統計的方法の適用は、虹彩コード比較の向上した正確度をもたらし得る。

図１は、人物によって視認される仮想現実オブジェクトおよび物理的オブジェクトを伴う、複合現実シナリオを描写する。

図２は、ウェアラブルシステムの実施例を描写する。

図３は、ウェアラブルシステムの例示的コンポーネントを描写する。

図４は、画像情報をユーザに出力するためのウェアラブルデバイスの導波管スタックの実施例を描写する。

図５は、眼の実施例を描写する。

図５Ａは、眼の眼姿勢を決定するための例示的座標系を描写する。

図６は、眼追跡システムを含む、ウェアラブルシステムを描写する。

図７は、虹彩認識システムの実施例を描写する。

図８は、虹彩コードを比較するための例示的プロセスを描写する。

図９は、虹彩コードを蓄積および比較するための例示的プロセスを描写する。

図１０Ａは、例示的２進虹彩コードおよび例示的ファジー虹彩コードを描写する。

図１０Ｂは、２つの例示的ファジー虹彩コードを描写する。

図１１は、任意の携帯用または非携帯用デバイス内で具現化され得る、システムアーキテクチャの実施例を図示する。

ウェアラブルシステムの例示的３Ｄディスプレイ
ウェアラブルシステム（本明細書では、拡張現実（ＡＲ）システムとも称される）は、２Ｄまたは３Ｄ仮想画像をユーザに提示するように構成されることができる。画像は、組み合わせまたは同等物における、静止画像、ビデオのフレーム、またはビデオであってもよい。ウェアラブルシステムの少なくとも一部は、ユーザ相互作用のために、単独で、または組み合わせて、仮想現実（ＶＲ）、ＡＲ、または複合現実（ＭＲ）環境を提示し得る、ウェアラブルデバイス上に実装されることができる。ウェアラブルデバイスは、ＡＲデバイス（ＡＲＤ）と同義的に使用されることができる。さらに、本開示の目的のために、用語「ＡＲ」は、用語「ＭＲ」と同義的に使用される。

図１は、いくつかの実施形態による、人物によって視認される、あるＶＲオブジェクトおよびある物理的オブジェクトを伴う、複合現実シナリオの例証を描写する。図１では、ＭＲ場面１００が、描写され、ＭＲ技術のユーザには、人々、木々、背景における建物、およびコンクリートプラットフォーム１２０を特徴とする、実世界公園状設定１１０が見える。これらのアイテムに加え、ＭＲ技術のユーザはまた、コンクリートプラットフォーム１２０上に立っているロボット像１３０と、マルハナバチの擬人化のように見える、飛んでいる漫画のようなアバタキャラクタ１４０とが「見える」と知覚するが、これらの要素は、実世界には存在しない。

３Ｄディスプレイが、真の深度感覚、より具体的には、表面深度のシミュレートされた感覚を生成するために、ディスプレイの視野内の点毎に、その仮想深度に対応する遠近調節（ａｃｃｍｍｏｄａｔｉｏｎ）応答を生成することが望ましくあり得る。ディスプレイ点に対する遠近調節応答が、収束および立体視の両眼深度キューによって決定されるようなその点の仮想深度に対応しない場合、ヒトの眼は、遠近調節衝突を体験し、不安定な結像、有害な眼精疲労、頭痛、および遠近調節情報の不在下では、表面深度のほぼ完全な欠如をもたらし得る。

ＶＲ、ＡＲ、およびＭＲ体験は、１つ以上の深度平面に対応する画像が視認者に提供されるディスプレイを有する、ディスプレイシステムによって提供されることができる。画像は、深度平面毎に異なってもよく（例えば、場面またはオブジェクトの若干異なる提示を提供する）、視認者の眼によって別個に集束され、それによって、異なる深度平面上に位置する場面に関する異なる画像特徴に合焦させるために要求される眼の遠近調節に基づいて、または合焦からずれている異なる深度平面上の異なる画像特徴を観察することに基づいて、ユーザに深度キューを提供することに役立ち得る。本明細書の他の場所に議論されるように、そのような深度キューは、信用できる深度の知覚を提供する。

図２は、いくつかの実施形態による、ウェアラブルシステム２００の実施例を図示し、これは、ＡＲ／ＶＲ／ＭＲ場面を提供するように構成されることができる。ウェアラブルシステム２００はまた、ＡＲシステム２００とも称され得る。ウェアラブルシステム２００は、ディスプレイ２２０と、ディスプレイ２２０の機能をサポートするための種々の機械的および電子的モジュールおよびシステムとを含む。ディスプレイ２２０は、ユーザ、装着者、または視認者２１０によって装着可能である、フレーム２３０に結合されてもよい。ディスプレイ２２０は、ユーザ２１０の眼の正面に位置付けられることができる。ディスプレイ２２０は、ＡＲ／ＶＲ／ＭＲ場面をユーザ２１０に提示するができる。ディスプレイ２２０は、ユーザ２１０の頭部上に装着される、頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）を含むことができる。

いくつかの実施形態では、スピーカ２４０が、フレーム２３０に結合され、ユーザ２１０の外耳道に隣接して位置付けられる（いくつかの実施形態では、示されない別のスピーカが、ユーザ２１０の他方の外耳道に隣接して位置付けられ、ステレオ／成形可能音響制御を提供する）。ディスプレイ２２０は、環境からオーディオストリームを検出し、周囲音を捕捉するためのオーディオセンサ（例えば、マイクロホン）２３２を含むことができる。いくつかの実施形態では、示されない１つ以上の他のオーディオセンサが、ステレオ音受信を提供するために位置付けられる。ステレオ音受信は、音源の場所を決定するために使用されることができる。ウェアラブルシステム２００は、音声または発話認識をオーディオストリームに実施することができる。

ウェアラブルシステム２００は、ユーザ２１０の周囲の環境内の世界を観察する、外向きに面した結像システム４６４（図４に示される）を含むことができる。ウェアラブルシステム２００はまた、ユーザ２１０の眼移動を追跡し得る、内向きに面した結像システム４６２（図４に示される）を含むことができる。内向きに面した結像システム４６２は、一方の眼の移動または両方の眼の移動のいずれかを追跡してもよい。内向きに面した結像システム４６２は、ユーザ２１０の虹彩の画像を撮影し、ユーザ２１０の虹彩の画像は、虹彩画像のビット単位の表現（「虹彩コード」）を生成するために使用されてもよい。内向きに面した結像システム４６２は、フレーム２３０に取り付けられてもよく、内向きに面した結像システムによって入手された画像情報４６２を処理し、例えば、眼の瞳孔径または配向、ユーザ２１０の眼移動または眼姿勢、虹彩画像のビット単位の表現（「虹彩コード」）、および同等物を決定し得る、モジュール２６０または２７０と電気通信してもよい。内向きに面した結像システム４６２は、１つ以上のカメラを含んでもよい。例えば、少なくとも１つのカメラが、各眼を結像するために使用されてもよい。カメラによって入手される画像は、別個に眼毎に、瞳孔サイズ、眼姿勢、および／または虹彩コードを決定するために使用されてもよい。

実施例として、ウェアラブルシステム２００は、外向きに面した結像システム４６４または内向きに面した結像システム４６２を使用して、ユーザの姿勢の画像を入手することができる。画像は、静止画像、ビデオのフレーム、またはビデオであってもよい。

ディスプレイ２２０は、有線導線または無線接続等によって、フレーム２３０に固定して取り付けられる、ユーザ２１０によって装着されるヘルメットまたは帽子に固定して取り付けられる、ヘッドホンに内蔵される、または別様にユーザ２１０に除去可能に取り付けられる（例えば、リュック式構成において、ベルト結合式構成において）等、種々の構成において搭載され得る、ローカル処理およびデータモジュール２６０に動作可能に結合されることができる（２５０）。

ローカル処理およびデータモジュール２６０は、ハードウェアプロセッサおよび不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）等のデジタルメモリを含んでもよく、その両方とも、データの処理、キャッシュ、および記憶を補助するために利用され得る。データは、画像捕捉デバイス（例えば、内向きに面した結像システム４６２および／または外向きに面した結像システム４６４内のカメラ）、オーディオセンサ（例えば、マイクロホン２３２）、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、加速度計、コンパス、全地球測位システム（ＧＰＳ）ユニット、無線デバイス、またはジャイロスコープ等の（例えば、フレーム２３０に動作可能に結合される、または別様にユーザ２１０に取り付けられ得る）センサから捕捉されるデータ（ａ）、または場合によっては処理または読出後にディスプレイ２２０への通過のために、遠隔処理モジュール２７０または遠隔データリポジトリ２８０を使用して入手または処理されるデータ（ｂ）を含んでもよい。ローカル処理およびデータモジュール２６０は、これらの遠隔モジュールがローカル処理およびデータモジュール２６０へのリソースとして利用可能であるように、有線または無線通信リンク等を介して、通信リンク２６２および／または２６４によって、遠隔処理モジュール２７０および／または遠隔データリポジトリ２８０に動作可能に結合されてもよい。加えて、遠隔処理モジュール２８０および遠隔データリポジトリ２８０は、相互に動作可能に結合されてもよい。

いくつかの実施形態では、遠隔処理モジュール２７０は、データまたは画像情報を分析および処理するように構成される、１つ以上のプロセッサを含んでもよい。いくつかの実施形態では、遠隔データリポジトリ２８０は、デジタルデータ記憶設備を含んでもよく、これは、インターネットまたは「クラウド」リソース構成における他のネットワーキング構成を通して利用可能であってもよい。いくつかの実施形態では、全てのデータが、記憶され、全ての算出が、ローカル処理およびデータモジュール２６０において実施され、遠隔モジュールからの完全に自律的な使用を可能にする。
例示的ウェアラブルシステム

図３は、いくつかの実施形態による、ウェアラブルシステムの例示的コンポーネントを図式的に図示する。図３は、ウェアラブルシステム２００を示し、これは、ディスプレイ２２０と、フレーム２３０とを含むことができる。引き伸ばし図２０２は、ウェアラブルシステム２００の種々のコンポーネントを図式的に図示する。いくつかの実施形態では、図３に図示されるコンポーネントのうちの１つ以上のものは、ディスプレイ２２０の一部であることができる。種々のコンポーネントは、単独で、または組み合わせて、ウェアラブルシステム２００のユーザ２１０と関連付けられる、またはユーザの環境の種々のデータ（例えば、オーディオまたは視覚データ等）を収集することができる。
他の実施形態は、ウェアラブルシステム２００が使用される用途に応じて、付加的またはより少ないコンポーネントを有し得ることを理解されたい。なお、図３は、種々のコンポーネントのうちのいくつか、およびウェアラブルシステム２００を通して収集、分析、および記憶され得るデータのタイプの概念を提供する。

図３は、例示的ウェアラブルシステム２００を示し、これは、ディスプレイ２２０を含むことができる。ディスプレイ２２０は、ユーザ２１０の頭部またはフレーム２３０に対応する筐体に搭載され得る、ディスプレイレンズ２２６を含むことができる。ディスプレイレンズ２２６は、フレーム２３０によって、ユーザ２１０の眼３０２、３０４の正面に位置付けられる、１つ以上の透明ミラーを含んでもよく、投影された光３３８を眼３０２、３０４の中にバウンスさせ、ビーム成形を促進しながら、また、ローカル環境からの少なくとも一部の光の透過を可能にするように構成されてもよい。投影された光３３８の波面は、投影された光の所望の焦点距離と一致するように屈曲または集束されてもよい。図示されるように、２つの広視野マシンビジョンカメラ３１６（世界カメラとも称される）が、フレーム２３０に結合され、ユーザ２１０の周囲の環境を結像することができる。これらのカメラ３１６は、二重捕捉式可視光／非可視（例えば、赤外線）光カメラ３１６であることができる。カメラ３１６は、図４に示される外向きに面した結像システム４６４の一部であってもよい。カメラ３１６によって入手された画像は、姿勢プロセッサ３３６によって処理されることができる。例えば、姿勢プロセッサ３３６は、１つ以上のオブジェクト認識装置を実装し、ユーザ２１０またはユーザ２１０の環境内の別の人物の姿勢を識別する、またはユーザ２１０の環境内の物理的オブジェクトを識別することができる。

光３３８を眼３０２、３０４の中に投影するように構成される、ディスプレイミラーおよび光学系を伴う、一対の走査式レーザ成形波面（例えば、深度のために）光プロジェクタモジュールが、示される。描写される図はまた、ユーザ２１０の眼３０２、３０４を追跡し、レンダリング、ユーザ入力、虹彩コード生成、および同等物をサポートすることが可能であるように構成される、ＩＲ光源３２６（発光ダイオード「ＬＥＤ」等）とペアリングされる、２つの小型赤外線（ＩＲ）カメラ３２４を示す。ＩＲカメラ３２４は、図４に示される、内向きに面した結像システム４６２の一部であってもよい。ウェアラブルシステム２００はさらに、センサアセンブリ３３９を特徴とすることができ、これは、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸加速度計能力、および磁気コンパスと、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸ジャイロスコープ能力とを含み、好ましくは、２００Ｈｚ等の比較的に高周波数でデータを提供し得る。センサアセンブリ３３９は、ＩＭＵの一部であってもよい。ウェアラブルシステム２００はまた、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、またはＡＲＭプロセッサ（高度縮小命令セット機械）等の頭部姿勢プロセッサ３３６を備えることができ、これは、リアルタイムまたは近リアルタイムユーザ頭部姿勢を捕捉デバイス３１６から出力された広視野画像情報から計算するように構成されてもよい。頭部姿勢プロセッサ３３６は、ハードウェアプロセッサであることができ、図２Ａに示されるローカル処理およびデータモジュール２６０の一部として実装されることができる。ウェアラブルシステムはまた、１つ以上の深度センサ２３４を含むことができる。深度センサ２３４は、環境内のオブジェクトとウェアラブルデバイスとの間の距離を測定するように構成されることができる。深度センサ２３４は、レーザスキャナ（例えば、ＬＩＤＡＲ）、超音波深度センサ、または深度感知カメラを含んでもよい。カメラ３１６が深度感知能力を有する、ある実装では、カメラ３１６はまた、深度センサ２３４と見なされてもよい。また、示されるのは、デジタルまたはアナログ処理を実行し、姿勢をセンサアセンブリ３３９からのジャイロスコープ、コンパス、または加速度計データから導出するように構成される、プロセッサ３３２である。プロセッサ３３２は、図２に示される、ローカル処理およびデータモジュール２６０の一部であってもよい。ウェアラブルシステム２００はまた、例えば、ＧＰＳ３３７（全地球測位システム）等の測位システムを含み、姿勢および測位分析を補助することができる。加えて、ＧＰＳ３３７はさらに、ユーザ２１０の環境についての遠隔ベース（例えば、クラウドベース）の情報を提供してもよい。本情報は、ユーザ２１０の環境内のオブジェクトまたは情報を認識するために使用されてもよい。

ウェアラブルシステム２００は、ＧＰＳ３３７および遠隔コンピューティングシステム（例えば、遠隔処理モジュール２７０、別のユーザのＡＲＤ等）によって入手されたデータを組み合わせてもよく、これは、ユーザ２１０の環境についてのより多くの情報を提供することができる。一実施例として、ウェアラブルシステム２００は、ＧＰＳデータに基づいて、ユーザ２１０の場所を決定し、ユーザ２１０の場所と関連付けられた仮想オブジェクトを含む、世界マップを読み出すことができる（例えば、遠隔処理モジュール２７０と通信することによって）。別の実施例として、ウェアラブルシステム２００は、カメラ３１６（図４に示される外向きに面した結像システム４６４の一部であり得る）を使用して、ユーザ２１０の環境を監視することができる。カメラ３１６によって入手された画像に基づいて、ウェアラブルシステム２００は、環境内のオブジェクトを検出することができる。ウェアラブルシステム２００はさらに、ＧＰＳ３３７によって入手されたデータを使用して、オブジェクトを解釈することができる。

ウェアラブルシステム２００はまた、レンダリングエンジン３３４を含んでもよく、これは、ユーザ２１０のための世界のビューのために、ユーザ２１０にローカルなレンダリング情報を提供し、スキャナの動作およびユーザの眼３０２、３０４の中への結像を促進するように構成されることができる。レンダリングエンジン３３４は、ハードウェアプロセッサ（例えば、中央処理ユニットまたはグラフィック処理ユニット等）によって実装されてもよい。いくつかの実施形態では、レンダリングエンジン３３４は、ローカル処理およびデータモジュール２６０の一部である。レンダリングエンジン３３４は、ウェアラブルシステム２００の他のコンポーネントに通信可能に結合されることができる（例えば、有線または無線リンクを介して）。例えば、レンダリングエンジン３３４は、通信リンク２７４を介して、ＩＲカメラ３２４に結合され、通信リンク２７２を介して、投影サブシステム３１８（網膜走査ディスプレイに類似する様式において、走査レーザ配列を介して、光をユーザ２１０の眼３０２、３０４の中に投影し得る）に結合されることができる。レンダリングエンジン３３４はまた、それぞれ、リンク２７６および２９４を介して、例えば、センサ姿勢プロセッサ３３２および姿勢プロセッサ３３６等の他の処理ユニットと通信することができる。

ＩＲカメラ３２４（例えば、小型赤外線カメラ）は、眼を追跡し、レンダリング、ユーザ入力、虹彩コード生成、および同等物をサポートするために利用されてもよい。いくつかの例示的眼姿勢は、ユーザが見ている場所または合焦させている深度（眼の輻輳・開散運動（ｖｅｒｇｅｎｃｅ）を用いて推定され得る）を含んでもよい。ＧＰＳ３３７、ジャイロスコープ、コンパス、および加速度計、センサアセンブリ３３９、および同等物は、大まかなまたは高速姿勢推定を提供するために利用されてもよい。カメラ３１６のうちの１つ以上のものは、画像および姿勢を入手することができ、これは、関連付けられたクラウドコンピューティングリソースからのデータと併せて、ローカル環境をマッピングし、ユーザ２１０のビューを他のユーザと共有するために利用されてもよい。

図３に描写される例示的コンポーネントは、例証目的のためだけのものである。複数のセンサおよび他の機能モジュールが、例証および説明の容易性のために、ともに示される。いくつかの実施形態は、これらのセンサまたはモジュールの１つのみまたはサブセットを含んでもよい。さらに、これらのコンポーネントの場所は、図３に描写される位置に限定されない。いくつかのコンポーネントは、ベルト搭載型コンポーネント、ハンドヘルドコンポーネント、またはヘルメットコンポーネント等の他のコンポーネントに搭載される、またはその中に格納されてもよい。一実施例として、画像姿勢プロセッサ３３６、センサ姿勢プロセッサ３３２、およびレンダリングエンジン３３４は、ベルトパック内に位置付けられ、超広帯域、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、および同等物等の無線通信を介して、または有線通信を介して、ウェアラブルシステム２００の他のコンポーネントと通信するように構成されてもよい。描写されるフレーム２３０は、好ましくは、ユーザ２１０によって頭部搭載可能かつ装着可能である。しかしながら、ウェアラブルシステム２００のいくつかのコンポーネントは、ユーザ２１０の身体の他の部分に装着されてもよい。例えば、スピーカ２４０が、ユーザ２１０の耳の中に挿入され、音をユーザ２１０に提供してもよい。

投影された光３３８に関して、いくつかの実施形態では、ＩＲカメラ３２４は、一般に、眼の焦点の位置または「焦点深度」と一致する、ユーザの眼の中心が幾何学的に輻輳される場所を測定するために利用されてもよい。眼が輻輳する全ての点の３次元表面は、「単視軌跡」と称され得る。焦点距離は、有限数の深度をとり得る、または無限に変動し得る。輻輳・開散運動距離から投影された光は、眼３０２、３０４に集束されるように現れる一方、輻輳・開散運動距離の正面または背後の光は、ぼかされる。本開示のウェアラブルシステムおよび他のディスプレイシステムの実施例はまた、米国特許公開第２０１６／０２７０６５６号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明される。

ヒト視覚系は、複雑であって、深度の現実的知覚を提供することは、困難である。オブジェクトの視認者は、輻輳・開散運動移動と遠近調節の組み合わせに起因して、オブジェクトを３次元として知覚し得る。相互に対する２つの眼の輻輳・開散運動移動（例えば、瞳孔が、相互に向かって、またはそこから離れるように移動し、眼の視線を収束させ、オブジェクトを固視するような瞳孔の回転）は、眼の水晶体の合焦（または「遠近調節」）と緊密に関連付けられる。通常条件下、焦点を１つのオブジェクトから異なる距離における別のオブジェクトに変化させるための眼の水晶体の焦点の変化または眼の遠近調節は、「遠近調節−輻輳・開散運動反射」として知られる関係下、輻輳・開散運動の整合変化を自動的に同一距離に生じさせるであろう。同様に、輻輳・開散運動の変化は、通常条件下、遠近調節の整合変化を誘起するであろう。遠近調節と輻輳・開散運動との間のより良好な整合を提供するディスプレイシステムは、３次元画像のより現実的かつ快適なシミュレーションを形成し得る。

さらに、約０．７ミリメートル未満のビーム直径を伴う空間的にコヒーレントな光は、眼が合焦している場所にかかわらず、ヒトの眼によって正しく解決されることができる。したがって、適切な焦点深度の錯覚を作成するために、眼の輻輳・開散運動が、ＩＲカメラ３２４を用いて追跡されてもよく、レンダリングエンジン３３４および投影サブシステム３１８は、単視軌跡上またはそれに近接する全てのオブジェクトを合焦させ、（例えば、意図的に作成されたぼけを使用して）全ての他のオブジェクトを変動する程度に焦点をずらしてレンダリングするために利用されてもよい。好ましくは、ディスプレイ２２０は、ユーザに、約６０フレーム／秒以上のフレームレートでレンダリングする。上記に説明されるように、好ましくは、ＩＲカメラ３２４は、眼追跡のために利用されてもよく、ソフトウェアは、輻輳・開散運動幾何学形状だけではなく、また、ユーザ入力および虹彩コード生成としての役割も果たすための焦点場所キューも取り上げるように構成されてもよい。好ましくは、そのようなディスプレイシステムは、昼間または夜間の使用のために好適な明度およびコントラストを用いて構成される。

いくつかの実施形態では、ディスプレイ２２０は、好ましくは、視覚的オブジェクト整合のために約２０ミリ秒未満の待ち時間、約０．１度未満の角度整合、および約１弧分の分解能を有し、これは、理論によって限定されるわけではないが、ヒトの眼のほぼ限界であると考えられる。ディスプレイシステム２２０は、位置特定システムと統合されてもよく、これは、ＧＰＳ要素、光学追跡、コンパス、加速度計、または他のデータソースを伴い、位置および姿勢決定を補助し得る。位置特定情報は、関連世界のユーザ２１０のビュー内における正確なレンダリングを促進するために利用されてもよい（例えば、そのような情報は、眼鏡が実世界に対する場所を把握することを促進するであろう）。

いくつかの実施形態では、ウェアラブルシステム２００は、ユーザ２１０の眼３０２、３０４の遠近調節に基づいて、１つ以上の仮想画像を表示するように構成される。ユーザ２１０に画像が投影されている場所に合焦させるように強制する、他の３Ｄディスプレイアプローチと異なり、いくつかの実施形態では、ウェアラブルシステム２００は、投影された仮想コンテンツの焦点を自動的に変動させ、ユーザ２１０に提示される１つ以上の画像のより快適な視認を可能にするように構成される。例えば、ユーザ２１０の眼３０２、３０４が、１ｍの現在の焦点を有する場合、画像は、ユーザ２１０の焦点と一致するように投影されてもよい。ユーザ２１０が、焦点を３ｍに偏移させる場合、画像は、新しい焦点と一致するように投影される。したがって、ユーザ２１０に所定の焦点を強制するのではなく、ウェアラブルシステム２００は、いくつかの実施形態では、ユーザ２１０の眼３０２、３０４がより自然な様式において機能することを可能にする。

そのようなウェアラブルシステム２００は、ＶＲデバイスに対して典型的に観察される、眼精疲労、頭痛、および他の生理学的症状の発生率を排除または低減させ得る。これを達成するために、ウェアラブルシステム２００の種々の実施形態は、１つ以上の可変焦点要素（ＶＦＥ）を通して、仮想画像を可変焦点距離に投影するように構成される。いくつかの実施形態では、３Ｄ知覚は、画像をユーザ２１０から離れた固定焦点面に投影する、多平面焦点システムを通して達成されてもよい。いくつかの実施形態は、可変平面焦点を採用し、焦点面は、ユーザ２１０の焦点の現在の状態と一致するように、ｚ−方向に前後に移動される。

多平面焦点システムおよび可変平面焦点システムの両方において、ウェアラブルシステム２００は、眼追跡を採用し、眼３０２、３０４の輻輳・開散運動を決定し、ユーザ２１０の現在の焦点を決定し、仮想画像を決定された焦点に投影してもよい。他の実施形態では、ウェアラブルシステム２００は、ファイバスキャナまたは他の光生成源を通して、網膜を横断して、可変焦点の光ビームをラスタパターンで可変に投影する、光変調器を含む。したがって、画像を可変焦点距離に投影するウェアラブルシステム２００のディスプレイの能力は、ユーザがオブジェクトを３Ｄにおいて視認するための遠近調節を容易にするだけではなく、また、米国特許公開第２０１６／０２７０６５６号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）にさらに説明されるように、ユーザの眼球異常を補償するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、空間光変調器は、種々の光学コンポーネントを通して、画像をユーザ２１０に投影してもよい。例えば、以下にさらに説明されるように、空間光変調器は、画像を１つ以上の導波管上に投影してもよく、これは、次いで、画像をユーザ２１０に伝送する。
導波管スタックアセンブリ

図４は、画像情報をユーザに出力するための導波管スタックの実施例を図示する。ウェアラブルシステム４００は、複数の導波管４３２ｂ、４３４ｂ、４３６ｂ、４３８ｂ、４４００ｂを使用して、３次元知覚を眼／脳に提供するために利用され得る、導波管のスタックまたはスタックされた導波管アセンブリ４８０を含む。いくつかの実施形態では、ウェアラブルシステム４００は、図２のウェアラブルシステム２００に対応してもよく、図４は、そのウェアラブルシステム２００のいくつかの部分をより詳細に図式的に示す。例えば、いくつかの実施形態では、導波管アセンブリ４８０は、図２のディスプレイ２２０の中に統合されてもよい。

図４を継続して参照すると、導波管アセンブリ４８０はまた、複数の特徴４５８、４５６、４５４、４５２を導波管間に含んでもよい。いくつかの実施形態では、特徴４５８、４５６、４５４、４５２は、レンズであってもよい。他の実施形態では、特徴４５８、４５６、４５４、４５２は、レンズではなくてもよい。むしろ、それらは、単に、スペーサであってもよい（例えば、空気間隙を形成するためのクラッディング層または構造）。

導波管４５６、４５４、４５２は、種々のレベルの波面曲率または光線発散を用いて、画像情報を眼に送信するように構成されてもよい。各導波管レベルは、特定の深度平面と関連付けられてもよく、その深度平面に対応する画像情報を出力するように構成されてもよい。画像投入デバイス４２０、４２２、４２４、４２６、４２８は、それぞれ、眼４１０に向かって出力するために、各個別の導波管を横断して入射光を分散させるように構成され得る、導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂの中に画像情報を投入するために利用されてもよい。光は、画像投入デバイス４２０、４２２、４２４、４２６、４２８の出力表面から出射し、導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂの対応する入力縁の中に投入される。いくつかの実施形態では、光の単一ビーム（例えば、コリメートされたビーム）が、各導波管の中に投入され、特定の導波管と関連付けられた深度平面に対応する特定の角度（および発散量）において眼４１０に向かって指向される、クローン化されたコリメートビームの場全体を出力してもよい。

いくつかの実施形態では、画像投入デバイス４２０、４２２、４２４、４２６、４２８は、それぞれ、対応する導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂの中への投入のための画像情報をそれぞれ生成する、離散ディスプレイである。いくつかの他の実施形態では、画像投入デバイス４２０、４２２、４２４、４２６、４２８は、例えば、１つ以上の光学導管（光ファイバケーブル等）を介して、画像情報を画像投入デバイス４２０、４２２、４２４、４２６、４２８のそれぞれに送り得る、単一の多重化されたディスプレイの出力端である。

コントローラ４６０が、スタックされた導波管アセンブリ４８０および画像投入デバイス４２０、４２２、４２４、４２６、４２８の動作を制御する。コントローラ４６０は、導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂへの画像情報のタイミングおよび提供を調整する、プログラミング（例えば、非一過性コンピュータ可読媒体内の命令）を含む。いくつかの実施形態では、コントローラ４６０は、単一一体型デバイスまたは有線または無線通信チャネルによって接続される分散型システムであってもよい。コントローラ４６０は、いくつかの実施形態では、処理モジュール２６０または２７０（図２に図示される）の一部であってもよい。

導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂは、全内部反射（ＴＩＲ）によって各個別の導波管内で光を伝搬するように構成されてもよい。導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂはそれぞれ、主要な上部および底部表面およびそれらの主要上部表面と底部表面との間に延在する縁を伴う、平面である、または別の形状（例えば、湾曲）を有してもよい。図示される構成では、導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂはそれぞれ、光を再指向させ、各個別の導波管内で伝搬させ、導波管から画像情報を眼４１０に出力することによって、光を導波管から抽出するように構成される、光抽出光学要素４４０ａ、４３８ａ、４３６ａ、４３４ａ、４３２ａを含んでもよい。抽出された光はまた、外部結合光と称され得、光抽出光学要素はまた、外部結合光学要素と称され得る。抽出された光のビームは、導波管によって、導波管内で伝搬する光が光再指向要素に衝打する場所において出力される。光抽出光学要素（４４０ａ、４３８ａ、４３６ａ、４３４ａ、４３２ａ）は、例えば、反射または回折光学特徴であってもよい。説明を容易にし、図面を明確にするために、導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂの底部主要表面に配置されて図示されるが、いくつかの実施形態では、光抽出光学要素４４０ａ、４３８ａ、４３６ａ、４３４ａ、４３２ａは、上部または底部主要表面に配置されてもよい、または導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂの容積内に直接配置されてもよい。いくつかの実施形態では、光抽出光学要素４４０ａ、４３８ａ、４３６ａ、４３４ａ、４３２ａは、透明基板に取り付けられ、導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂを形成する、材料の層内に形成されてもよい。いくつかの他の実施形態では、導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂは、材料のモノリシック部品であってもよく、光抽出光学要素４４０ａ、４３８ａ、４３６ａ、４３４ａ、４３２ａは、その材料部品の表面上および／または内部に形成されてもよい。

図４を継続して参照すると、本明細書に議論されるように、各導波管４４０ｂ、４３８ｂ、４３６ｂ、４３４ｂ、４３２ｂは、光を出力し、特定の深度平面に対応する画像を形成するように構成される。例えば、眼の最近傍の導波管４３２ｂは、そのような導波管４３２ｂの中に投入されるにつれて、コリメートされた光を眼４１０に送達するように構成されてもよい。コリメートされた光は、光学無限遠焦点面を表し得る。次の上方の導波管４３４ｂは、眼４１０に到達し得る前に、第１のレンズ４５２（例えば、負のレンズ）を通して通過する、コリメートされた光を送出するように構成されてもよい。第１のレンズ４５２は、眼／脳が、その次の上方の導波管４３４ｂから生じる光を光学無限遠から眼４１０に向かって内向きにより近い第１の焦点面から生じるように解釈するように、若干の凸面波面曲率を生成するように構成されてもよい。同様に、第３の上方の導波管４３６ｂは、眼４１０に到達する前に、その出力光を第１のレンズ４５２および第２のレンズ４５４の両方を通して通過させる。第１および第２のレンズ４５２および４５４の組み合わせられた屈折力は、眼／脳が、第３の導波管４３６ｂから生じる光が次の上方の導波管４３４ｂからの光であった光学無限遠から人物に向かって内向きにさらに近い第２の焦点面から生じるように解釈するように、別の漸増量の波面曲率を生成するように構成されてもよい。

他の導波管層（例えば、導波管４３８ｂ、４４０ｂ）およびレンズ（例えば、レンズ４５６、４５８）も同様に構成され、スタック内の最高導波管４４０ｂを用いて、人物に最も近い焦点面を表す集約焦点力のために、その出力をそれと眼との間のレンズの全てを通して送出する。スタックされた導波管アセンブリ４８０の他側の世界４７０から生じる光を視認／解釈するとき、レンズ４５８、４５６、４５４、４５２のスタックを補償するために、補償レンズ層４３０が、スタックの上部に配置され、下方のレンズスタック４５８、４５６、４５４、４５２の集約力を補償してもよい。（補償レンズ層４３０およびスタックされた導波アセンブリ４８０は、全体として、世界４７０から生じる光が、スタックされた導波アセンブリ４８０によって最初に受信されたときに光が有したものと実質的に同一レベルの発散（またはコリメーション）において、眼４１０に伝達されるように、構成されてもよい。）そのような構成は、利用可能な導波管／レンズ対と同じ数の知覚される焦点面を提供する。導波管の光抽出光学要素およびレンズの集束側面は両方とも、静的であってもよい（例えば、動的または電気活性ではない）。いくつかの代替実施形態では、一方または両方とも、電気活性特徴を使用して動的であってもよい。

図４を継続して参照すると、光抽出光学要素４４０ａ、４３８ａ、４３６ａ、４３４ａ、４３２ａは、光をその個別の導波管から再指向し、かつ導波管と関連付けられた特定の深度平面のための適切な量の発散またはコリメーションを用いて本光を出力することの両方のために構成されてもよい。その結果、異なる関連付けられた深度平面を有する導波管は、関連付けられた深度平面に応じて、異なる量の発散を伴う光を出力する、異なる構成の光抽出光学要素を有してもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に議論されるように、光抽出光学要素４４０ａ、４３８ａ、４３６ａ、４３４ａ、４３２ａは、具体的角度において光を出力するように構成され得る、立体または表面特徴であってもよい。例えば、光抽出光学要素４４０ａ、４３８ａ、４３６ａ、４３４ａ、４３２ａは、体積ホログラム、表面ホログラム、および／または回折格子であってもよい。回折格子等の光抽出光学要素は、２０１５年６月２５日に公開された米国特許公開第２０１５／０１７８９３９号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明される。

いくつかの実施形態では、光抽出光学要素４４０ａ、４３８ａ、４３６ａ、４３４ａ、４３２ａは、回折パターンを形成する回折特徴または「回折光学要素」（本明細書では、「ＤＯＥ」とも称される）である。好ましくは、ＤＯＥは、ビームの光の一部のみが、ＤＯＥの各交差点を用いて、眼４１０に向かって偏向される一方、残りが、全内部反射を介して、導波管を通して移動し続けるように、比較的に低回折効率を有する。画像情報を搬送する光は、したがって、複数の場所において導波管から出射する、いくつかの関連出射ビームに分割され、その結果、導波管内でバウンスする本特定のコリメートされたビームに関して、眼３０４に向かって非常に均一なパターンの出射放出となることができる。

いくつかの実施形態では、１つ以上のＤＯＥは、能動的に回折する「オン」状態と有意に回折しない「オフ」状態との間で切替可能であってもよい。例えば、切替可能なＤＯＥは、ポリマー分散液晶の層を備えてもよく、その中で微小液滴は、ホスト媒体中に回折パターンを備え、微小液滴の屈折率は、ホスト材料の屈折率に実質的に整合するように切り替えられることができる（その場合、パターンは、入射光を著しく回折させない）、または微小液滴は、ホスト媒体のものに整合しない屈折率に切り替えられることができる（その場合、パターンは、入射光を能動的に回折させる）。

いくつかの実施形態では、深度平面または被写界深度の数および分布は、視認者の眼の瞳孔サイズまたは配向に基づいて、動的に変動されてもよい。被写界深度は、視認者の瞳孔サイズと反比例して変化してもよい。その結果、視認者の眼の瞳孔のサイズが減少するにつれて、被写界深度は、その平面の場所が眼の焦点深度を越えるため判別不能である１つの平面が、判別可能となり、瞳孔サイズの低減および被写界深度の相当する増加に伴って、より合焦して現れ得るように増加する。同様に、異なる画像を視認者に提示するために使用される、離間される深度平面の数は、減少された瞳孔サイズに伴って減少されてもよい。例えば、視認者は、一方の深度平面から他方の深度平面への眼の遠近調節を調節せずに、第１の深度平面および第２の深度平面の両方の詳細を１つの瞳孔サイズにおいて明確に知覚することが可能ではない場合がある。しかしながら、これらの２つの深度平面は、同時に、遠近調節を変化させずに、別の瞳孔サイズにおいてユーザに合焦するには十分であり得る。

いくつかの実施形態では、ディスプレイシステムは、瞳孔サイズまたは配向の決定に基づいて、または特定の瞳孔サイズまたは配向を示す電気信号の受信に応じて、画像情報を受信する導波管の数を変動させてもよい。例えば、ユーザの眼が、２つの導波管と関連付けられた２つの深度平面間を区別不能である場合、コントローラ４６０（ローカル処理およびデータモジュール２６０の実施形態であり得る）は、これらの導波管のうちの１つへの画像情報の提供を停止するように構成またはプログラムされることができる。有利には、これは、システムへの処理負担を低減させ、それによって、システムの応答性を増加させ得る。導波管のためのＤＯＥがオンおよびオフ状態間で切替可能である実施形態では、ＤＯＥは、導波管が画像情報を受信するとき、オフ状態に切り替えられてもよい。

いくつかの実施形態では、出射ビームに視認者の眼の直径未満の直径を有するという条件を満たさせることが望ましくあり得る。しかしながら、本条件を満たすことは、視認者の瞳孔のサイズの変動性に照らして、困難であり得る。いくつかの実施形態では、本条件は、視認者の瞳孔のサイズの決定に応答して出射ビームのサイズを変動させることによって、広範囲の瞳孔サイズにわたって満たされる。例えば、瞳孔サイズが減少するにつれて、出射ビームのサイズもまた、減少し得る。いくつかの実施形態では、出射ビームサイズは、可変開口を使用して変動されてもよい。

ウェアラブルシステム４００は、世界４７０の一部を結像する、外向きに面した結像システム４６４（例えば、デジタルカメラ）を含むことができる。世界４７０の本部分は、世界カメラの視野（ＦＯＶ）と称され得、結像システム４６４は、時として、ＦＯＶカメラとも称される。世界カメラのＦＯＶは、視認者２１０のＦＯＶと同一である場合とそうではない場合があり、これは、視認者２１０が所与の時間に知覚する、世界４７０の一部を包含する。例えば、いくつかの状況では、世界カメラのＦＯＶは、ウェアラブルシステム４００の視認者２１０の視野より大きくあり得る。視認者による視認または結像のために利用可能な領域全体は、動眼視野（ＦＯＲ）と称され得る。ＦＯＲは、装着者が、その身体、頭部、または眼を移動させ、空間内の実質的に任意の方向を知覚することができるため、ウェアラブルシステム４００を囲繞する４πステラジアンの立体角を含んでもよい。他のコンテキストでは、装着者の移動は、より抑制されてもよく、それに応じて、装着者のＦＯＲは、より小さい立体角に接し得る。外向きに面した結像システム４６４から得られた画像は、ユーザによって行われるジェスチャ（例えば、手または指のジェスチャ）を追跡し、ユーザの正面における世界４７０内のオブジェクトを検出する等のために、使用されることができる。

ウェアラブルシステム４００は、オーディオセンサ２３２、例えば、マイクロホンを含み、周囲音を捕捉することができる。上記に説明されるように、いくつかの実施形態では、１つ以上の他のオーディオセンサが、発話源の場所の決定に有用なステレオ音受信を提供するために位置付けられることができる。オーディオセンサ２３２は、別の実施例として、指向性マイクロホンを備えることができ、これはまた、オーディオ源が位置する場所に関するそのような有用な指向性情報を提供することができる。ウェアラブルシステム４００は、発話源を特定する際に、または特定の瞬間等にアクティブな話者を決定するために、外向きに面した結像システム４６４およびオーディオセンサ２３０の両方からの情報を使用することができる。例えば、ウェアラブルシステム４００は、単独で、または（例えば、ミラーで見られるような）話者の反射画像と組み合わせて、音声認識を使用し、話者の身元を決定することができる。別の実施例として、ウェアラブルシステム４００は、指向性マイクロホンから入手される音声に基づいて、環境内の話者の位置を決定することができる。ウェアラブルシステム４００は、発話認識アルゴリズムを用いて、話者の位置から生じる音声を解析して発話の内容を決定し、音声認識技法を使用して話者の身元（例えば、氏名または他の人口統計情報）を決定することができる。

ウェアラブルシステム４００はまた、眼移動および顔移動等のユーザの移動を観察する、内向きに面した結像システム４６６（例えば、デジタルカメラ）を含むことができる。内向きに面した結像システム４６６は、眼４１０の画像を捕捉し、眼３０４の瞳孔のサイズおよび／または配向を決定するために使用されてもよい。内向きに面した結像システム４６６は、ユーザが見ている方向（例えば、眼姿勢）を決定する際に使用するため、または（例えば、虹彩識別を介した）ユーザのバイオメトリック識別のための画像を得るために使用されることができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのカメラが、眼毎に、独立して、各眼の瞳孔サイズおよび／または眼姿勢を別個に決定し、それによって、各眼への画像情報の提示がその眼に対して動的に調整されることを可能にするために利用されてもよい。いくつかの他の実施形態では、単一眼４１０のみの瞳孔直径または配向（例えば、一対の眼あたり単一カメラのみを使用して）が、決定され、ユーザの両眼に関して類似すると仮定される。内向きに面した結像システム４６６によって得られる画像は、ユーザに提示されるべきオーディオまたは視覚的コンテンツを決定するためにウェアラブルシステム４００によって使用され得る、ユーザの眼姿勢または気分を決定するために分析されてもよい。ウェアラブルシステム４００はまた、ＩＭＵ、加速度計、ジャイロスコープ、および同等物等のセンサを使用して、頭部姿勢（例えば、頭部位置または頭部配向）を決定してもよい。

ウェアラブルシステム４００は、ユーザが、コマンドをコントローラ４６０に入力し、ウェアラブルシステム４００と相互作用し得る、ユーザ入力デバイス４６６を含むことができる。例えば、ユーザ入力デバイス４６６は、トラックパッド、タッチスクリーン、ジョイスティック、多自由度（ＤＯＦ）コントローラ、容量感知デバイス、ゲームコントローラ、キーボード、マウス、指向性パッド（Ｄパッド）、ワンド、触知デバイス、トーテム（例えば、仮想ユーザ入力デバイスとして機能する）等を含むことができる。マルチＤＯＦコントローラは、コントローラの一部または全部の可能性として考えられる平行移動（例えば、左／右、前方／後方、または上／下）または回転（例えば、ヨー、ピッチ、またはロール）におけるユーザ入力を感知することができる。平行移動をサポートする、マルチＤＯＦコントローラは、３ＤＯＦと称され得る一方、平行移動および回転をサポートする、マルチＤＯＦコントローラは、６ＤＯＦと称され得る。ある場合には、ユーザは、指（例えば、親指）を使用して、タッチセンサ式入力デバイスを押下またはその上でスワイプし、入力をウェアラブルシステム４００に提供してもよい（例えば、ユーザ入力をウェアラブルシステム４００によって提供されるユーザインターフェースに提供するために）。ユーザ入力デバイス４６６は、ウェアラブルシステム４００の使用の間、ユーザの手によって保持されてもよい。ユーザ入力デバイス４６６は、ウェアラブルシステム４００と有線または無線通信することができる。
ウェアラブルシステムの他のコンポーネント

多くの実装では、ウェアラブルシステムは、上記に説明されるウェアラブルシステムのコンポーネントに加えて、またはその代替として、他のコンポーネントを含んでもよい。ウェアラブルシステムは、例えば、１つ以上の触知デバイスまたはコンポーネントを含んでもよい。触知デバイスまたはコンポーネントは、触覚をユーザに提供するように動作可能であってもよい。例えば、触知デバイスまたはコンポーネントは、仮想コンテンツ（例えば、仮想オブジェクト、仮想ツール、他の仮想構造）に触れると、圧力またはテクスチャの触覚を提供してもよい。触覚は、仮想オブジェクトが表す物理的オブジェクトの感覚を再現してもよい、または仮想コンテンツが表す想像上のオブジェクトまたはキャラクタ（例えば、ドラゴン）の感覚を再現してもよい。いくつかの実装では、触知デバイスまたはコンポーネントは、ユーザによって装着されてもよい（例えば、ユーザウェアラブルグローブ）。いくつかの実装では、触知デバイスまたはコンポーネントは、ユーザによって保持されてもよい。

ウェアラブルシステムは、例えば、ユーザによって操作可能であって、ウェアラブルシステムへの入力またはそれとの相互作用を可能にする、１つ以上の物理的オブジェクトを含んでもよい。これらの物理的オブジェクトは、本明細書では、トーテムと称され得る。いくつかのトーテムは、例えば、金属またはプラスチック片、壁、テーブルの表面等、無生物オブジェクトの形態をとってもよい。ある実装では、トーテムは、実際には、任意の物理的入力構造（例えば、キー、トリガ、ジョイスティック、トラックボール、ロッカスイッチ）を有していなくてもよい。代わりに、トーテムは、単に、物理的表面を提供してもよく、ウェアラブルシステムは、ユーザにトーテムの１つ以上の表面上にあるように見えるように、ユーザインターフェースをレンダリングしてもよい。例えば、ウェアラブルシステムは、トーテムの１つ以上の表面上に常駐するように見えるように、コンピュータキーボードおよびトラックパッドの画像をレンダリングしてもよい。例えば、ウェアラブルシステムは、トーテムとしての役割を果たす、アルミニウムの薄い長方形プレートの表面上に見えるように、仮想コンピュータキーボードおよび仮想トラックパッドをレンダリングしてもよい。長方形プレート自体は、任意の物理的キーまたはトラックパッドまたはセンサを有していない。しかしながら、ウェアラブルシステムは、仮想キーボードまたは仮想トラックパッドを介して行われた選択または入力として、長方形プレートを用いたユーザ操作または相互作用またはタッチを検出し得る。ユーザ入力デバイス４６６（図４に示される）は、トラックパッド、タッチパッド、トリガ、ジョイスティック、トラックボール、ロッカまたは仮想スイッチ、マウス、キーボード、多自由度コントローラ、または別の物理的入力デバイスを含み得る、トーテムの実施形態であってもよい。ユーザは、単独で、または姿勢と組み合わせて、トーテムを使用し、ウェアラブルシステムまたは他のユーザと相互作用してもよい。

本開示のウェアラブルデバイス、ＨＭＤ、およびディスプレイシステムと使用可能な触知デバイスおよびトーテムの実施例は、米国特許公開第２０１５／００１６７７７号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明される。
例示的眼画像

図５は、眼瞼５０４、強膜５０８（「白」眼）、虹彩５１２、および瞳孔５１６を伴う眼５００の画像を図示する。曲線５１６ａは、瞳孔５１６と虹彩５１２との間の瞳孔境界を示し、曲線５１２ａは、虹彩５１２と強膜５０８との間の辺縁境界を示す。眼瞼５０４は、上眼瞼５０４ａおよび下眼瞼５０４ｂを含む。眼５００は、（例えば、ユーザの顔および凝視が両方とも、ユーザの直接前の遠隔オブジェクトに向かうであろう際に配向される）自然静止姿勢で図示される。眼５００の自然静止姿勢は、自然静止姿勢（例えば、図５に示される眼５００の平面の直接外）にあり、本実施例では、瞳孔５１６内で心合されたときに、眼５００の表面と直交する方向である、自然静止方向５２０によって示されることができる。

眼５００が移動して異なるオブジェクトに向かって見ると、眼姿勢は、自然静止方向５２０に対して変化するであろう。現在の眼姿勢は、眼５００の表面に直交する（かつ瞳孔５１６内で心合される）が、眼が現在指向されているオブジェクトに向かって配向される方向である、眼姿勢方向５２４を参照して決定されることができる。図５Ａに示される例示的座標系を参照すると、眼５００の姿勢は、両方とも眼の自然静止方向５２０に対して眼の眼姿勢方向５２４の方位角偏向および天頂偏向を示す、２つの角度パラメータとして表されることができる。例証の目的のために、これらの角度パラメータは、θ（基準方位角から決定される方位角偏向）およびφ（時として極性偏向とも称される天頂偏向）として表されることができる。いくつかの実施形態では、眼姿勢方向５２４の周囲の眼の角度ロールが、眼姿勢の決定に含まれることができ、角度ロールは、以降の分析に含まれることができる。いくつかの実施形態では、眼姿勢を決定するための他の技法、例えば、ピッチ、ヨー、および随意に、ロールシステムが、使用されることができる。

眼画像は、任意の適切なプロセスを使用して、例えば、１つ以上の連続フレームから画像を抽出し得るビデオ処理アルゴリズムを使用して、ビデオから得られることができる。眼の姿勢は、種々の眼追跡技法を使用して、眼画像から決定されることができる。例えば、眼姿勢は、提供される光源への角膜のレンズ効果を考慮することによって決定されることができる。任意の好適な眼追跡技法が、本明細書に説明される眼瞼形状推定技法において眼姿勢を決定するために使用されることができる。
例示的眼追跡システム

図６は、眼追跡システムを含む、ウェアラブルシステム６００の概略図を描写する。ウェアラブルシステム６００は、いくつかの実施形態では、頭部搭載型ユニット６０２の中に位置するコンポーネントと、非頭部搭載型ユニット６０４の中に位置するコンポーネントとを含んでもよい。非頭部搭載型ユニット６０４は、実施例として、ベルト搭載型コンポーネント、ハンドヘルドコンポーネント、バックパックの中のコンポーネント、遠隔コンポーネント、および同等物であってもよい。非頭部搭載型ユニット６０４の中にウェアラブルシステム６００のコンポーネントのうちのいくつかを組み込むことは、頭部搭載型ユニット６０２のサイズ、重量、複雑性、および費用を削減することに役立ち得る。いくつかの実装では、頭部搭載型ユニット６０２および／または非頭部搭載型６０４の１つ以上のコンポーネントによって実施されるものとして説明される機能性の一部または全ては、ウェアラブルシステム６００の中の他の場所に含まれる１つ以上のコンポーネントを介して提供されてもよい。例えば、頭部搭載型ユニット６０２のＣＰＵ６１２に関連して下記に説明される機能性の一部または全ては、非頭部搭載型ユニット６０４のＣＰＵ６１６を介して提供されてもよく、その逆も同様である。いくつかの実施例では、そのような機能性の一部または全ては、ウェアラブルシステム６００の周辺デバイスを介して提供されてもよい。さらに、いくつかの実装では、そのような機能性の一部または全ては、図２を参照して上記に説明されているものに類似する様式で、１つ以上のクラウドコンピューティングデバイスまたは他の遠隔に位置するコンピューティングデバイスを介して提供されてもよい。

図６に示されるように、ウェアラブルシステム６００は、ユーザの眼６１０の画像を捕捉するカメラ３２４を含む、眼追跡システムを含むことができる。所望される場合、眼追跡システムはまた、光源３２６ａおよび３２６ｂ（発光ダイオード「ＬＥＤ」等）を含んでもよい。光源３２６ａおよび３２６ｂは、閃光（すなわち、カメラ３２４によって捕捉される眼の画像に現れる眼６１０からの反射）を生成してもよい。カメラ３２４に対する光源３２６ａおよび３２６ｂの位置が、把握されてもよく、結果として、カメラ３２４によって捕捉される画像内の閃光の位置が、眼６１０を追跡する際に使用されてもよい。いくつかの実施形態では、眼６１０のうちの単一のものと関連付けられる、１つの光源３２６および１つのカメラ３２４が存在し得る。いくつかの実施形態では、眼６１０のそれぞれと関連付けられる、１つの光源３２６および１つのカメラ３２４が存在し得る。いくつかの実施形態では、眼６１０のうちの一方またはそれぞれと関連付けられる、１つ以上のカメラ３２４および１つ以上の光源３２６が存在し得る。いくつかの実施形態では、眼６１０のそれぞれと関連付けられる、２つの光源３２６ａおよび３２６ｂおよび１つ以上のカメラ３２４が存在し得る。いくつかの実施形態では、眼６１０のそれぞれと関連付けられる、光源３２６ａおよび３２６ｂ等の３つ以上の光源および１つ以上のカメラ３２４が存在し得る。

眼追跡モジュール６１４は、眼追跡カメラ３２４から画像を受信してもよく、画像を分析して種々の情報を抽出してもよい。実施例として、眼追跡モジュール６１４は、眼６１０の姿勢、眼追跡カメラ３２４（および頭部搭載型ユニット６０２）に対する眼６１０の３次元位置、眼６１０の一方または両方が合焦される方向、ユーザの輻輳・開散運動深度（すなわち、ユーザが合焦しているユーザからの深度）、瞳孔の位置、角膜および角膜球体の位置、眼のそれぞれの回転中心、および眼、眼の虹彩、および同等物の視点中心を検出してもよい。図６に示されるように、眼追跡モジュール６１４は、頭部搭載型ユニット６０２の中のＣＰＵ６１２を使用して実装されるモジュールであってもよい。

眼追跡モジュール６１４からのデータは、ウェアラブルシステム６００の中の他のコンポーネントに提供されてもよい。実施例として、そのようなデータは、明視野レンダリングコントローラ６１８および虹彩モジュール６２０のためのモジュールを含む、ＣＰＵ６１６等の非頭部搭載型ユニット６０４の中のコンポーネントに伝送されてもよい。

レンダリングコントローラ６１８は、眼追跡モジュール６１４からの情報を使用し、レンダリングエンジン６２４（例えば、ＧＰＵ６６２０の中のモジュールであり得、画像をディスプレイ２２０に提供し得る、レンダリングエンジン）によってユーザに表示される画像を調節してもよい。

時として、「ピンホール視点カメラ」（または単純に「視点カメラ」）または「仮想ピンホールカメラ」（または単純に「仮想カメラ」）とも称される、「レンダリングカメラ」は、おそらく仮想世界内のオブジェクトのデータベースからの仮想画像コンテンツをレンダリングする際に使用するためのシミュレートされたカメラである。オブジェクトは、ユーザまたは装着者に対する、かつおそらくユーザまたは装着者を囲繞する環境内の実際のオブジェクトに対する、場所および配向を有してもよい。換言すると、レンダリングカメラは、ユーザまたは装着者がレンダリング空間の３Ｄ仮想コンテンツ（例えば、仮想オブジェクト）を視認するレンダリング空間内の視点を表してもよい。レンダリングカメラは、眼６１０に提示される仮想オブジェクトのデータベースに基づいて仮想画像をレンダリングするように、レンダリングエンジン６２４によって管理されてもよい。仮想画像は、ユーザの視点から撮影された場合のようにレンダリングされてもよい。例えば、仮想画像は、内因性パラメータの具体的セット（例えば、焦点距離、カメラピクセルサイズ、主点座標、傾斜／歪曲パラメータ等）および外因性パラメータの具体的セット（例えば、仮想世界に対する平行移動成分および回転成分）を有する、ピンホールカメラ（「レンダリングカメラ」に対応する）によって捕捉された場合のようにレンダリングされてもよい。仮想画像は、レンダリングカメラの位置および配向（例えば、レンダリングカメラの外因性パラメータ）を有する、そのようなカメラの視点から撮影される。本システムは、内因性および外因性レンダリングカメラパラメータを定義および／または調節し得ることになる。例えば、本システムは、仮想画像が、ユーザの視点からであるように見える画像を提供するように、眼に対する具体的場所を有するカメラの視点から捕捉された場合のようにレンダリングされ得るように、外因性レンダリングカメラパラメータの特定のセットを定義し得る。本システムは、後に、該具体的場所との位置合わせを維持するように、外因性レンダリングカメラパラメータをオンザフライで動的に調節してもよい。同様に、内因性レンダリングカメラパラメータが、定義され、経時的に動的に調節されてもよい。いくつかの実装では、画像は、ユーザまたは装着者の眼に対する具体的場所（視点中心または回転中心または他の場所等）に開口（例えば、ピンホール）を有する、カメラの視点から捕捉された場合のようにレンダリングされる。

いくつかの実施形態では、本システムは、ユーザの眼が相互から物理的に分離され、したがって、異なる場所に一貫して位置付けられると、ユーザの左眼のための１つのレンダリングカメラおよびユーザの右眼のための別のレンダリングカメラを作成する、または動的に再配置および／または再配向してもよい。少なくともいくつかの実装では、視認者の左眼と関連付けられるレンダリングカメラの視点からレンダリングされる仮想コンテンツは、頭部搭載型ディスプレイ（例えば、頭部搭載型ユニット６０２）の左側のアイピースを通してユーザに提示され得、右眼と関連付けられるレンダリングカメラの視点からレンダリングされる仮想コンテンツは、そのような頭部搭載型ディスプレイの右側のアイピースを通してユーザに提示され得ることになる。レンダリングプロセスにおけるレンダリングカメラの作成、調節、および使用について議論するさらなる詳細は、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＭＢＩＮＩＮＧ ＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＩＮ ３Ｄ ＲＥＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ」と題された米国特許出願第１５／２７４，８２３号（あらゆる目的のために参照することによってその全体として本明細書に明示的に組み込まれる）の中で提供される。

いくつかの実施例では、ウェアラブルシステム６００の１つ以上のモジュール（またはコンポーネント）（例えば、明視野レンダリングコントローラ６１８、レンダリングエンジン６２４、および同等物）は、（例えば、それぞれ、頭部姿勢および眼追跡データから決定されるような）ユーザの頭部および眼の位置および配向に基づいて、レンダリング空間内のレンダリングカメラの位置および配向を決定してもよい。
すなわち、ウェアラブルシステム６００は、ユーザの頭部および眼の位置および配向を３Ｄ仮想環境内の特定の場所および角度位置に効果的にマッピングし、３Ｄ仮想環境内の特定の場所および角度位置にレンダリングカメラを配置および配向し、ユーザのための仮想コンテンツをレンダリングカメラによって捕捉されるであろうものとしてレンダリングしてもよい。実世界・仮想世界マッピングプロセスについて議論するさらなる詳細は、「ＳＥＬＥＣＴＩＮＧ ＶＩＲＴＵＡＬ ＯＢＪＥＣＴＳ ＩＮ Ａ ＴＨＲＥＥ−ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ ＳＰＡＣＥ」と題された米国特許出願第１５／２９６，８６９号（あらゆる目的のために参照することによってその全体として本明細書に明示的に組み込まれる）の中で提供される。実施例として、レンダリングコントローラ６１８は、画像を表示するために任意の所与の時間に利用される深度平面（または複数の深度平面）を選択することによって、画像が表示される深度を調節してもよい。いくつかの実装では、そのような深度平面切替は、１つ以上の内因性レンダリングカメラパラメータの調節を通して実施されてもよい。

虹彩モジュール６２０は、眼追跡モジュール６１４からの情報を使用し、例えば、下記に説明されるような虹彩コードを生成してもよい。例えば、虹彩モジュール６２０は、画像プロセッサと、虹彩コード発生器と、虹彩コード分析器と、データベースと、アクセス制御モジュールと、下記に説明されるような任意の他の好適なコンポーネントとを含んでもよい
虹彩認識

虹彩認識システムは、種々の環境、例えば、集団のデータベースから具体的人物を識別する、建物／部屋アクセス制御システム、銀行識別検証、および空港スクリーニングプログラムで使用される。虹彩認識システムは、虹彩の１つ以上の入手された画像からの入手された画像データ、例えば、カメラを用いてユーザの眼から入手された虹彩画像からの虹彩コードを、１つ以上の虹彩画像からのデータの（例えば、データベース内の）セットに対して比較しようとしてもよい。入手された画像データがセットの中で見出される（「整合」）場合、虹彩認識システムは、ユーザがセットの中にいることを示してもよく、ユーザを識別および／または認証してもよい。入手された画像データがセットの中で見出されない（「不整合」）場合、虹彩認識システムは、ユーザがセットの中にいないことを示してもよく、ユーザを認証しない場合がある。本明細書に説明されるシステムおよび方法は、ユーザウェアラブルデバイスを組み込むものを含む、種々の虹彩認識システムと併用されてもよい。そのようなユーザウェアラブルデバイスは、ユーザの虹彩から画像データを入手するように構成される結像デバイスを含み得る、頭部搭載型ディスプレイデバイスを含んでもよい。

虹彩認識は、ヒトの指紋、声、または顔を認識するように設計されるもの等の他のバイオメトリックシステムより耐性があり、堅調であり得る。例えば、虹彩認識システムは、画像サイズ（瞳孔サイズを含む）、位置、および配向の有意な変動に適応してもよい。虹彩認識システムはまた、虹彩画像等の入力データが非常に異なる条件下で入手され、非常に異なって見え得る場合でさえも、高い感度を呈し得る。

虹彩認識システムは、上記に説明されるような頭部搭載型ディスプレイデバイスに関連して使用するために特に望ましくあり得る。そのようなデバイスの目標は、頻繁に、例えば、デバイスのディスプレイ上に提示されるような仮想環境への没入感を達成することである。没入感覚は、仮想環境からユーザを心理的に引き出し得る、マウスおよびキーボード等の入力デバイスに取って代わる、またはそれを増補するように、虹彩走査の使用によって増進されることができる。虹彩認識システムを介して虹彩入力を提供することは、従来の入力デバイスを使用するよりも自然または直感的として知覚され得る。さらに、ユーザの自分の実際の環境のビューが覆い隠される用途（例えば、仮想現実）では、そのような入力デバイスの使用は、デバイスを見るユーザの能力が損なわれ得るため困難であり得る。マウスまたはキーボードと異なり、例えば、頭部搭載型デバイスに対して（拡張によってユーザの眼に）固定されるカメラは、ユーザによってアクションが殆どまたは全く要求されることなく、実際の環境のユーザのビューが覆い隠されている間に、および／またはユーザの手が他のタスクに専念している間に、（例えば、ユーザの眼を走査することによって）ユーザ入力を得ることができる。１つの例示的用途として、虹彩認識を使用し、仮想環境を表す仮想現実デバイスのユーザを認証することは、キーボードを使用してパスワードを入力すること等の潜在的に煩雑な認証手順を回避することによって、仮想環境へのユーザの没入感を維持または留保することができる。同様に、虹彩認識は、入力を支払システムに提供する、セキュアシステムまたは特徴をロック解除または有効にする、個人的に識別可能な情報（例えば、医療記録）へのアクセスを提供する、または比較的にシームレスかつ直感的な様式で他の好適な機能を果たすために、頭部搭載型デバイスで使用されることができる。

虹彩認識システムに関して、虹彩コードが、虹彩画像から生成され、他の虹彩画像からの虹彩コードに対する比較に使用されてもよい。一般的に言えば、２つの虹彩コードを比較し、それらが同一の虹彩に属するかどうかを決定することは、試験の不合格が、虹彩コードが整合であることを示す、統計的独立の試験を適用することである。虹彩コードが多くの自由度を有する、いくつかの実施例では、２つの異なる眼の虹彩画像の虹彩コード間の誤整合、すなわち、虹彩画像の２つの虹彩コードが同一のユーザに属するという誤った識別の可能性は、非常に低い。誤整合の仮定上の見込みは、例えば、使用される整合パラメータに応じて、１００，０００分の１〜１００兆分の１に及び得る。例えば、誤整合の見込みは、（例えば、小規模虹彩コードデータベースに対して）虹彩認識が比較的に少数の潜在的ユーザの検証を実施するために使用される場合はより低い、（例えば、大規模虹彩コードデータベースに対して）または虹彩認識が比較的多数の潜在的ユーザの検証を実施するために使用される場合はより高くあり得る。

図７は、いくつかの実施形態による、虹彩認識システムの実施例を描写する。例示的虹彩認識システム１０００（以降では「システム１０００」と称される）は、システム１０００のユーザの眼の虹彩１０２０の画像のうちの１つ以上のものを入力および分析するように構成され、１つ以上の機能１２００（以降では「機能１２００」と称される）へのアクセスを制御してもよい。いくつかの実施例では、虹彩認識システム１０００は、虹彩１０２０のデジタル強度画像等の画像を生成するために使用され得る、眼結像カメラ１０４０（以降では、「カメラ１０４０」と称される）を含むように構成されてもよい。いくつかの実施例では、カメラ１０４０によって生成される１つ以上の画像は、画像プロセッサ１０６０に入力される。いくつかの実施例では、画像プロセッサ１０６０は、虹彩コード発生器１１２０によって数値虹彩コードに変換され得るように、（単独で、または内部センサ１０８０および／または外部センサ１１００からの付加的入力を用いて）画像を操作する。いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、既存の虹彩コード（関係データベース等のデータベース１１６０の中に記憶され得る）に対して虹彩コードを比較し、ユーザの身元に関連する１つ以上の値を決定する。いくつかの実施例では、アクセスコントローラ１１８０は、これらの１つ以上の値を使用し、ユーザが機能１２００を利用し得るかどうか、およびその方法を決定する。いくつかの実施例では、内部センサ１０８０および／または外部センサ１１００からの入力は、アクセスコントローラ１１８０を補助するために使用される。いくつかの実施例では、これらのコンポーネントのうちの１つ以上のものは、図６に関して上記に説明される虹彩モジュール６２０の中に含まれてもよい。

カメラ１０４０は、虹彩１０２０の画像に対応する画像データを出力する。カメラ１０４０は、汎用光学カメラ、または、例えば、（例えば、カメラ１０４０が頭部搭載型デバイスの中で虹彩１０２０に近接近して搭載され得るように）近い焦点距離において、または虹彩１０２０全体の合焦画像を得るために十分な被写界深度を用いて、オブジェクトを結像する能力を処理することによって、ヒト虹彩を結像するために特別に構成されるカメラであってもよい。いくつかの実施例は、接近眼結像（例えば、頭部搭載型デバイスの場合のように、カメラ１０４０と眼との間の１２インチ未満）のために構成されもよいが、他の実施例は、例えば、２〜１０フィートまたは１０〜３０フィート以上の、中間またはより長い距離の眼結像のために構成されもよい。いくつかの実施例では、カメラ１０４０は、デジタル画像センサ（ＣＣＤセンサ等）を含み、画像センサの対応する領域（例えば、ピクセル）に入射する光の強度に対応する一連の値を出力する。例えば、画像センサは、ピクセルに入射する光の強度が０〜２５５の単一の値として表される、８ビットグレースケール画像を出力してもよい。いくつかの実施例では、画像センサは、ピクセルに入射する光の強度が、それぞれ、赤色、緑色、および青色光の強度を表す、０〜２５５の３つの値として表される、２４ビットカラー画像を出力してもよい。画像データの他の眼結像技術および表現も、可能であり、具体的システム要件に応じて、好ましくあり得る。

画像プロセッサ１０６０を使用する実施例では、カメラ１０４０によって出力される画像データは、画像プロセッサ１０６０に入力されてもよい。画像プロセッサ１０６０は、画像データに１つ以上の処理動作を実施し、例えば、その画像データから生成される虹彩コードの信頼性を向上させ、次いで、例えば、処理された画像データを虹彩コード発生器１１２０に出力してもよい。いくつかの実施例では、画像プロセッサ１０６０は、例えば、フーリエまたはウェーブレット変換を使用し、合焦画像と相関性がある中間および上限周波数の存在を決定することによって、虹彩画像が合焦している程度を決定してもよい。焦点情報は、低品質画像を拒否するため、または非合焦画像から生成される虹彩コードよりも潜在的に信頼性がある、または情報を与えるものとして、合焦画像から生成される虹彩コードにフラグを付けるために有用であり得る。例えば、最小限に容認可能な合焦画像の閾値は、閾値を下回る画像が拒否され得るように設定されてもよい。いくつかの実施例では、焦点は、画像内の中間および上限周波数の存在を増加させるように調節されてもよい。いくつかの実施例では、より優れた処理効率を達成するために、画像焦点は、任意の画像処理または虹彩コーディング動作の前に査定されてもよい。いくつかの実施例では、画像焦点は、１つ以上の画像処理または虹彩コーディング動作の後に査定されてもよい。

いくつかの実施例では、画像プロセッサ１０６０は、虹彩コードの生成を促進するフォーマットで画像データを配列してもよい。１つのそのようなフォーマットは、虹彩の辺縁と瞳孔縁との間の虹彩のリング状領域を含む、２次元空間内の座標に対して画像データを整合させる、疑似極性フォーマットである。画像プロセッサ１０６０はまた、縁検出動作を実施し、辺縁および瞳孔縁を識別してもよい。いくつかの実施例では、画像プロセッサ１０６０は、虹彩が眼瞼等によって覆い隠される、画像データの領域を検出し、本画像データを除去する、または虹彩コード生成等の虹彩データへの動作に干渉しないような方法でそれを提示してもよい。

いくつかの実施例では、システム１０００は、カメラ１０４０と同一のユーザに指向され得る、１つ以上の内部センサ１０８０、および／またはローカル環境および／または遠隔環境内の情報を検出するように構成される１つ以上の外部センサ１１００（例えば、インターネットまたはクラウドベースのセンサ）を含んでもよい。センサ１０８０および／または１１００は、データを提供し、システム１０００の種々の特徴を補助してもよい。例示的センサは、加速度計、外部光センサ、内部光センサ（すなわち、ユーザに面する）、網膜センサ、地理位置／フェンスセンサシステム、および同等物を含んでもよい。いくつかの実施例では、センサ１０８０および／または１１００は、頭部搭載型ディスプレイデバイスの中に組み込まれてもよい。いくつかの実施例では、センサ１０８０および／または１１００は、眼配向の初期査定を行い、適切な虹彩画像の可能性を決定するため、または補正を軸外画像に適用することを補助するために、使用されてもよい。いくつかの実施例では、虹彩認識の整合閾値は、センサ情報を使用して設定されてもよい。例えば、地理位置センサシステムは、ユーザが、虹彩画像が一貫した照明条件において生成され、比較的に低いエラー率が予期され得る、家庭環境にいること、またはユーザが、虹彩画像があまり一貫していない場合があり、より高いエラー率が予期され得る、屋外環境にいることを示してもよい。いくつかの実施例では、地理位置センサシステムは、頭部搭載型ディスプレイデバイスへの近接性を検出するために、または、例えば、ローカルネットワーキングコンポーネントに接続することによって、追加セキュリティを提供するために使用され得る、「フォブ」等のハードウェアコンポーネントを含んでもよい。

内部センサ１０８０および／または外部センサ１１００はまた、頭部搭載型ディスプレイデバイスがユーザによって係脱されたときを決定するために役立ち得る。例えば、頭部搭載型ディスプレイデバイスの係脱は、加速度計測定によって、光測定によって、またはアイウェアのステムの位置によって示されてもよい。光測定は、ユーザの顔または皮膚からの反射光に基づいて、および／またはユーザから生じるセンサによって検出される赤外線信号の不在に基づいてもよい。係脱はまた、システム１０００がもはや虹彩１０２０を正常に結像することができなくなるときに決定されてもよい。本決定は、例えば、いくつかの整合失敗がある時間周期内に検出された後に起こってもよい。

いくつかの実施例では、画像プロセッサ１０６０によって出力される、処理された画像データは、虹彩コード発生器１１２０への入力として使用されてもよい。虹彩コード発生器１１２０は、１つ以上の虹彩画像を表す虹彩データを受信し、虹彩データに対応する１つ以上の数値虹彩コードを生成する。いくつかの実施例では、虹彩コード発生器１１２０は、虹彩データをセルに分割し、虹彩セルにそれぞれ対応する１つ以上の値を含む、虹彩コードを生成する。例えば、虹彩コードは、合計２，０４８ビットまたは２５６バイトに関して、複素平面内の位相ベクトルの座標に対応し得る、１つのセルあたり２ビットを使用して、１，０２４個のセルを表してもよい。いくつかの実施例は、より多いまたは少ないセル、および１つのセルあたりより多いまたは少ないデータを使用し、より小さいまたは大きい虹彩コードをもたらしてもよい。例えば、虹彩コードは、６４バイト〜１，０２４バイトまたは２５６バイト〜４，０９６バイトの範囲内であってもよい。さらに、虹彩コードは、８ビットまたはバイトの倍数にある必要はない。

いくつかの実施例では、虹彩コード発生器１１２０は、１つ以上の虹彩画像を蓄積するように、かつ１つ以上の画像から虹彩コードを生成するように構成されてもよい。虹彩コードを生成するために使用される虹彩画像の数を増加させることは、特に、より多くの計算および処理能力を潜在的に要求することを犠牲にして、虹彩画像データが低信頼であり得る環境内で、虹彩コードの信頼性および堅調性を向上させ得る。

虹彩コード発生器１１２０によって生成される虹彩コードは、虹彩コード分析器１１４０によって入力として使用されてもよい。虹彩コード分析器１１４０は、データベース１１６０の中に記憶された虹彩コード・ユーザペアのセット等のデータのセットに対して１つ以上の入力虹彩コードを比較し、ユーザの身元に関連する１つ以上の値を決定してもよい。いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、虹彩コード・ユーザペアのセットの中の虹彩コード等の記憶された虹彩コードに対して１つ以上の入力虹彩コードを比較し、整合値を生成してもよい。いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、入力虹彩コードに対応するユーザの身元を出力してもよい。いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、整合が見出されるかどうか、すなわち、入力虹彩コードがデータベース１１６０の中等の虹彩データのセットの中の記憶された虹彩コード等の虹彩データに対応するかどうかに対応する、２進値を出力してもよい。いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、整合が入力虹彩コードのために存在する、または存在しないという統計的信頼等の虹彩データに関する統計的データに対応する、１つ以上の値を出力する。いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、ユーザセッションから生成された虹彩コードの群を継続的に更新してもよい。例えば、生成された虹彩コードは、規定数の生成された虹彩コードを記憶するように構成される、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファの中に蓄積されてもよい。いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、複数の虹彩コードを蓄積し、複数の虹彩コードから単一の虹彩コード（ファジー虹彩コード等）を生成してもよい。いくつかの実施例では、バッファサイズは、特定のアプリケーションの必要性、または内部センサ１０８０および／または外部センサ１１００からの入力に応じて、ユーザセッション中に変動されてもよい。

いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、ユーザセッション中に生成される虹彩コードを周期的にリセットしてもよい。いくつかの実施例では、リセットは、ある数の不整合が検出された後、またはある時間周期が経過した後に実施されてもよい。いくつかの実施例では、リセットは、イベントによってトリガされてもよい。例えば、頭部搭載型ディスプレイデバイスを組み込むシステムでは、内部センサ１０８０および／または外部センサ１１００が、ユーザからの頭部搭載型ディスプレイデバイスの係脱、または環境照明条件の急激な変化（頭部搭載型ディスプレイデバイスの可能性として考えられる除去を示す）を検出する場合、リセットが実施されてもよい。

いくつかの実施例では、アクセスコントローラ１１８０は、虹彩コード分析器１１４０によって出力される値を使用し、セキュリティまたはアクセス制御を、機能１２００、またはシステム１０００の他の特徴または機能性に提供してもよい。例えば、機能１２００は、あるユーザのみが保護エリアへのドアをロック解除することを可能にされるように、建物の保護エリア内のドアロックを制御する機能を含んでもよい。ドアロックをロック解除する許可を伴うユーザとしてユーザを識別する、虹彩コード分析器１１４０の出力値、例えば、閾値を超える虹彩整合値である出力値によると、アクセスコントローラ１１８０は、例えば、ドアをロック解除するように機能１２００に指図することによって、ドアロック解除機能性をアクティブ化してもよい。同様に、ドアロックをロック解除する許可を伴うユーザとしてユーザを識別しない、虹彩コード分析器１１４０の出力値によると、アクセスコントローラ１１８０は、ドアをロックされた状態で維持するように機能１２００に指図してもよい。

図７に示されるシステム１０００の要素のうちのいくつかまたは全ては、１つ以上のプロセッサによって実行されるソフトウェア命令を使用して、実装されてもよい。そのようなプロセッサは、限定ではないが、通信デバイス（例えば、携帯電話、スマートフォン）、マルチメディアデバイス（例えば、ＭＰ３プレーヤ、ＴＶ、ラジオ）、携帯用またはハンドヘルドコンピュータ（例えば、タブレット、ノートブック、ラップトップ）、デスクトップコンピュータ、一体型デスクトップ、周辺デバイス、ウェアラブルデバイス（頭部搭載型ディスプレイデバイスを含み得る、頭部搭載型デバイスを含む）、またはこれらのタイプのデバイスのうちの２つ以上のものの組み合わせを含む、システム１０００の包含に適合可能な任意の他のシステムまたはデバイスを含む、携帯用または非携帯用デバイス内で具現化されてもよい。

図７に示されるシステム１０００は、システム１０００の１つの例示的アーキテクチャにすぎず、システム１０００は、示されるものよりも多いまたは少ないコンポーネント、またはコンポーネントの異なる構成を有し得ることが明白となるはずである。図７に示される種々のコンポーネントは、１つ以上の信号処理および／または特定用途向け集積回路を含む、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実装されてもよい。さらに、開示される方法が実施される場合、これらの方法のステップは、連続的に実施される必要はない。

本開示は、図７に示されるシステム１０００のいかなる特定の物理的実施形態にも限定されない。例えば、システム１０００は、単一の物理的筐体、または２つ以上の別個の筐体の中に実装されてもよい。いくつかの実施例では、１つ以上のコンポーネントが、仮想現実（ＶＲ）または拡張現実（ＡＲ）頭部搭載型ディスプレイデバイス等のウェアラブルコンピューティングデバイスの中で提供されてもよい一方で、１つ以上の他のコンポーネントは、携帯電話、タブレットコンピュータ、ラップトップ、デスクトップ、腕時計、衣類、ベルトパック、バックパック、またはヘッドバンド用等の別個の筐体またはケーシングに有線または無線配列でテザリングされてもよい。例えば、カメラ１０４０およびセンサ１０８０／１１００のうちの１つ以上のものは、カメラおよび／またはセンサがユーザの頭部および眼（それら自体が頭部搭載型ディスプレイデバイスに対して固定され得る）に対して固定されたままであるように、頭部搭載型ディスプレイデバイスに搭載されてもよい。

システム１０００は、単一の虹彩１０２０のみを結像することに限定されない。いくつかの実施例では、システム１０００は、ユーザの単一の虹彩のみを結像および処理してもよいが、いくつかの実施例では、システム１０００は、ユーザの両眼（典型的には独立した虹彩パターンを呈する）、または複数のユーザからの複数の眼を結像および処理するように構成されてもよい。
画像処理

使用可能な虹彩画像データは、眼瞼によって覆い隠されない、虹彩の辺縁と瞳孔縁との間の眼の領域に対応する。画像プロセッサ１０６０は、虹彩の辺縁および瞳孔縁、および眼瞼境界を検出するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、本縁検出を実施することは、例えば、方程式（１）として、Ｄａｕｇｍａｎ， Ｈｏｗ Ｉｒｉｓ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ Ｗｏｒｋｓ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｖｉｄｅｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ． １４， Ｎｏ． １， Ｊａｎｕａｒｙ ２００４， ｐｐ． ２１−３０に教示されるように、円形縁検出器動作を利用する。

方程式（１）では、Ｉ（ｘ，ｙ）は、デカルト座標（ｘ，ｙ）における虹彩画像データの強度を表し、^＊記号は、コンボリューション演算子を表し、ｒは、半径を表し、Ｇ_σ（ｒ）は、平滑化関数である。Ｄａｕｇｍａｎに説明されるように、例えば、上記に説明される演算は、画像ドメイン（ｘ，ｙ）内で、半径ｒの円弧ｄｓおよび中心座標（ｘ_０，ｙ_０）に沿って、Ｉ（ｘ，ｙ）の閉曲線積分の不鮮明な偏導関数の最大値を反復して識別することによって、画像内の虹彩境界を検出するために使用されてもよい。虹彩境界の検出後、干渉または画像異常の測定値が、（例えば、眼瞼被覆の量を計算することによって）査定されてもよい。いくつかの実施例では、画像データは、（例えば、画像プロセッサ１０６０によって）拒否されてもよく、および／または対応する虹彩コードは、過剰な干渉または画像異常が見出される場合に（例えば、虹彩コード分析器１１４０によって）分析から省略されてもよい。

初期虹彩画像は、デカルト座標系から疑似極座標系に変換または転換されてもよい。いくつかの実施例では、虹彩１０２０の辺縁および瞳孔縁、および睫毛および眼瞼による任意の重複を識別した後、結果として生じる環状虹彩画像は、長方形のゴムシートを使用して「開封」され、および／またはデカルト（例えば、ｘ，ｙ）座標系から極性（例えば、ｒ，θ）座標系に変換される。例えば、これは、部分的に、例えば、方程式（２）としてＤａｕｇｍａｎに説明されるように、虹彩画像Ｉ（ｘ，ｙ）を、ｒが単位間隔［０，１］として瞳孔境界から辺縁まで及ぶ、無次元非同心極座標系（ｒ，θ）に変換することによって、実施されてもよい。

方程式（２）では、ｘ_ｐおよびｙ_ｐは、内側虹彩境界を画定する瞳孔境界点であり、ｘ_ｓおよびｙ_ｓは、外側虹彩境界を画定する強膜境界である。これらの境界は、ｘ（ｒ，θ）およびｙ（ｒ，θ）方程式を最大限にすることによって、検出されてもよい。
虹彩コード生成

本開示は、画像データから虹彩コードを生成することの特定の様式に限定されない。いくつかの実施例では、虹彩コードは、画像データを複数の領域またはセルに分割し、２ビットを使用して、セル毎に位相情報に対応する複素平面内のベクトルを符号化することによって、表されてもよい。画像強度ではなく位相情報から虹彩コードを生成することは、位相情報が不良な結像条件でさえも確実に回復され得るように、位相情報が、概して、ファジーまたは低解像度画像内でさえも留保され得るという点で、有利であり得る。位相情報は、虹彩画像から抽出されてもよい。例えば、Ｄａｕｇｍａｎに説明されるような２Ｄガボールウェーブレットが、虹彩パターンを位相復調し、方程式（３）等で実および虚数成分と複素値係数を生成するために使用されてもよい。

方程式（３）では、ｈ_{｛Ｒｅ，Ｉｍ｝}は、その実および虚数部分が、２Ｄ積分の記号に基づいて１または０のいずれかである、フェーザであり、Ｉ（ρ，φ）は、（ゴムシートモデルを使用した正規化後の）疑似極座標内の虹彩画像の強度であり、αおよびβは、ウェーブレットパラメータであり、ωは、βに反比例するウェーブレット周波数であり、（ｒ_０，θ_０）は、虹彩のセルの極座標である。セルの複素値は、それぞれ２ビットによって表される、複素平面内の４つの象限（例えば、［０，１］、［１，１］、［１，０］、および［０，０］）のうちの１つに量子化されてもよい。虹彩画像データの角度配向の変動は、最良整合を求めるように極座標系の角度成分の周期的スクロールによって対処されてもよい。代替として、基礎的画像データは、虹彩コードが生成される前に、例えば、オイラー行列または別の変換を使用して、回転整合されてもよい。

いくつかの実施例では、１つ以上の虹彩画像からのセル値は、セル安定性または変動性の割当要件または他の決定を満たすことができない場合がある。（虹彩コード自体に類似する）そのようなセルのマスクまたはマップが、生成されてもよい。例えば、２Ｄガボールウェーブレット変換から投影される、いくつかの複素値が、複素平面の一方または両方の軸の近傍に位置してもよく、サンプル変動が、これらの値を非一貫的または不正確に量子化させ得る。虹彩コード分析からこれらの一貫性のないビットまたはセル値を省略することは、虹彩認識正確度を向上させ得る。いくつかの実施例では、マスクを表すビット単位のマップが、例えば、虹彩コード分析器（例えば、虹彩コード分析器１１４０）によって無視されるべきであるビットまたはセル値を識別するように、虹彩コードに適用されてもよい。本ビット単位のマップは、記憶された虹彩コードと生成された虹彩コードとの間の整合を決定するときに、虹彩コードの可変または非一貫性セルを隠す、または除外するために使用されてもよい。いくつかの実施例では、マップは、虹彩画像の虹彩領域に対応する虹彩コードの一貫性および非一貫性セルの両方を含むが、眼瞼、睫毛、および／または反射光効果を除外してもよい。

いくつかの実施例では、複素値の第２のセットが、２Ｄガボールウェーブレット変換の第１のセットと異なる配向を有する、２Ｄガボールウェーブレット変換の第２のセットから投影されてもよい。複素値の第２のセットは、一貫性のないビットの異なるパターンを有する、または別様に２Ｄガボールウェーブレット変換の第１のセットの座標系に対して４５度回転される座標系に量子化されてもよい。２Ｄガボールウェーブレット変換の第１のセットからの一貫性のないビットは、次いで、より一貫性があり、したがって、整合検証の正確度を向上させ得る、２Ｄガボールウェーブレット変換の第２のセットから生成されるセル値と置換されてもよい。いくつかの実施例では、虹彩画像のセル毎の複素値は、量子化に起因し得る非一貫性を低減または回避するように、記憶された虹彩画像から生成される複素値と直接平均化および／または比較されてもよい。

いくつかの実施例では、１つ以上の虹彩画像が、入手され、複合虹彩コードを生成するために使用されてもよい。複合虹彩コードのセル毎に、最終値が、そのセルに割り当てられてもよい。いくつかの実施例では、「投票方式」（例えば、単純多数）が、最終値を算出するために使用されてもよい。いくつかの実施例では、各値は、優勢値が１つ以上の虹彩画像からのそのセルに関して存在するかどうかを決定するように、他のカテゴリ値の各グループと統計的に比較されてもよい。いくつかの実施例では、（その分布への信頼の測定値の有無にかかわらず）確率分布等の分布メトリックが、虹彩コード間の整合の可能性を決定するために使用されてもよい。
虹彩コード分析および整合

虹彩コード分析器１１４０は、記憶された虹彩コード（いくつかの実施例では、データベース１１６０の中に記憶される）に対して生成された虹彩コード（複合虹彩コード等）を比較し、生成された虹彩コードが記憶された虹彩コードのための整合であるかどうかを決定してもよい。本開示は、整合が存在するかどうかを決定するための特定の機構に限定されない。いくつかの実施例では、整合が存在するかどうかは、２つの虹彩コードが統計的に独立しているかどうかの試験の結果を使用して決定され、生成された虹彩コードが記憶された虹彩コードから統計的に独立していないように、試験が不合格である場合には、生成された虹彩コードは、記憶された虹彩コードのための整合と見なされてもよい。

いくつかの実施形態では、虹彩コード分析の正確度を最大限にすることが望ましくあり得る。例えば、不整合が整合として不正確に識別される可能性である、他人受入率（ＦＡＲ）またはタイプＩＩエラー、また、整合が不整合として不正確に識別される可能性である、本人拒否率（ＦＲＲ）またはタイプＩエラーの両方を低減させることが望ましい。これらのエラー率は、整合および不整合を分類するために使用される閾値に依存し得る。異なる虹彩認識システムおよびアルゴリズムの正確度を比較するために使用され得る測定値は、等価エラー率（ＥＥＲ）、または整合画像ペアの本人拒否率が不整合画像ペアの他人受入率に等しい、閾値におけるエラー率である。一般的に言えば、より低いＥＥＲを伴うシステムは、より高いＥＥＲを伴うシステムよりも正確な結果を達成し得る。

虹彩認識システムの向上された正確度は、いくつかの方法で達成され得る。例えば、より良好なシステムコンポーネントは、より高い分解能の画像、より良好な集束機構、および／または環境内の不要な光から結像面積を遮蔽する改良された方法を可能にし得る。これは、虹彩コードがより正確かつ確実に生成され得る、より高品質でより再現可能な虹彩画像を可能にし得る。正確度はまた、低品質画像を破棄することによって向上され得る。例えば、虹彩画像は、虹彩認識におけるその画像の有用性に関する品質スコアを割り当てられてもよい。実施例として、焦点がずれている、過剰な反射成分を有する、過剰な眼瞼被覆を有する、または極端な角度で撮影された画像は、これらの因子が虹彩認識のためのその有用性を限定するため、低品質スコアを割り当てられてもよい。本システムは、画像の品質スコアを閾値と比較し、その品質スコアが閾値を満たさない場合に画像を破棄してもよい。いくつかの実施例では、本システムは、適切またはより高い品質の画像が得られるまで、付加的画像を入手してもよい。いくつかの実施例では、本システムは、ユーザ命令または閃光等のユーザキューを提供し、画像入手のための所望の眼配向を促進してもよい。

種々の方法が、虹彩認識システムにおいて２つの虹彩コードの間の差を定量化するために使用されてもよく、使用される１つまたは複数の方法は、システムにＥＥＲを知らせる、またはそれに影響を及ぼし得る。本差を定量化するための１つのそのようなメトリックは、ハミング距離（ＨＤ）である。（ハミング距離計算から除外される虹彩コードビットを識別する）ｍａｓｋＡおよびｍａｓｋＢが、それぞれ適用される、ｃｏｄｅＡとｃｏｄｅＢとの間のハミング距離は、方程式（４）として定義され得る。

方程式（４）では、ブール排他的ＯＲ演算子（
）は、２つの虹彩コード（例えば、ｃｏｄｅＡおよびｃｏｄｅＢ）の間のビット単位の差を出力する。ビット単位の値ｍａｓｋＡおよびｍａｓｋＢは、例えば、ｍａｓｋＡ、ｍａｓｋＢ、および排他的ＯＲ演算の出力の間でビット単位のＡＮＤ演算を実施し、次いで、隠されていないビットの総数によって結果を正規化することによって（すなわち、
）、ハミング距離計算から除外されるべきである、眼瞼、睫毛、照明収差、または虹彩認識への他の障害物に対応する虹彩コード領域を表すために、ゼロの値を使用してもよい。

結果として生じるハミング距離（ＨＤ）は、２つの虹彩コードの間のビット単位の類似性の測定値を提供する。より小さいハミング距離は、２つの虹彩コードの間のさらなる類似性に対応する。いくつかの実施例では、２つの虹彩コードの間のハミング距離は、整合が存在するかどうかを決定するように閾値と比較される。例えば、閾値を下回る２つの虹彩コードの間のハミング距離は、２つの虹彩コードが整合することを示してもよい。より低い閾値は、より多くの本人拒否を生成する危険を冒すが、より少ない整合を識別させ得る。同様に、より高い閾値は、より多くの他人受入を生成する危険を冒すが、より多くの整合を識別させ得る。いくつかの実施例では、閾値は、虹彩コードが生成される画像データの信頼性および一貫性等の考慮事項に応じて、約０．２５〜約０．３６の範囲内に設定されてもよい。いくつかの実施例では、複数の閾値が、採用されてもよい。

いくつかの実施例では、記憶および生成された虹彩コードのマスク（例えば、虹彩コードｃｏｄｅＡおよびｃｏｄｅＢに対応するｍａｓｋＡおよびｍａｓｋＢ）もまた、例えば、虹彩コード自体を生成するために使用される同一の計算を使用して比較されてもよく、結果は、２つの虹彩コードの間の整合の決定の正確度をさらに向上させるために使用されてもよい。虹彩コード毎に、各ビット／特徴の信頼性を伝えるマップが、生成されてもよい。例えば、２つの虹彩コードのために生成される（例えば、眼瞼領域に対応する）２つのマップの間の類似性は、虹彩コードが同一の虹彩に属し、したがって、整合が２つの虹彩コードの間に存在することを示し得る。同様に、第１の虹彩コードの中の可変または一貫性のないセルの第１のマップは、１つ以上の虹彩コードからの可変または一貫性のないセルの第２のマップと比較されてもよい。第１のマップと第２のマップとの間の類似性は、第１の虹彩コードが１つ以上の虹彩コードと同一の虹彩に対応することを示し得る。

図７を参照すると、いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、虹彩コードのセルの変動を分析および定量化し、変動性または確率情報を利用し、虹彩整合計算の正確度を向上させ得る。いくつかの実施例では、比較的により高い変動性を呈し、したがって、あまり有用ではない情報を伝達し得るセルは、整合検出から除外されてもよい。いくつかの実施例では、セル変動に対応する情報（統計的情報等）が、量子化された値を可変セルにより正確に割り当てるために使用されてもよい。いくつかの実施例では、部分整合値または他の加重値が、整合検出のために可変セルに割り当てられてもよい。

虹彩コードは、虹彩コード分析器１１４０によって確率値を使用して表されてもよい。これは、特に、小さいサンプルサイズを使用する、または虹彩コードまたは画像データが高い変動性を呈するシステムにおいて、虹彩認識正確度を向上させ得る。
例えば、虹彩コードが、単一ビット結果（例えば、虹彩画像の領域とのフィルタのコンボリューションの正または負の値に対応する、１および０）として表される１つ以上のセルを含む、実施例では、各そのようなビットは、サンプルサイズに基づいて確率または加重値として特性評価され得る。これは、ある確率ｘを伴う表の値ｘおよび確率（１−ｘ）を伴う裏の値を生成する、加重コインに類似する。推定値の統計的品質についての情報を含む、ｘの推定値は、２つの虹彩コードの間の整合の品質を算出するために使用されてもよい。例えば、虹彩コードの中のビット毎に、確率ｘは、そのビットの加重の可能性として考えられる結果の事前分布を使用して推定されてもよい。可能性として考えられる加重にわたる事前確率分布は、ベータ分布を使用してモデル化されてもよく、予備知識の状態は、形状パラメータａおよびｂを使用してモデル化されてもよい。１つの例示的ベータ分布は、方程式（５）として表され得る。

方程式（５）では、形状パラメータａおよびｂの例示的値は、それぞれ、０．０１および０．１を含んでもよい。Γは、ガンマ関数である（すなわち、Γ（ｎ）＝（ｎ＝１）！）。

ビットが１ｎ回の値および０ｍ回の値を有することが観察される、ビットの観察の数ｎ＋ｍの後、可能性として考えられる加重の確率分布は、Ｂｅｔａ（ｘ；ａ＋ｎ，ｂ＋ｍ）として表され得る。本モデル、期待値Ｅ［ｘ］、およびｘに関するモデル分布の分散ｖａｒ［ｘ］は、それぞれ、方程式（６）、（７）、および（８）として表され得る。

したがって、期待値および分散は、ｎ＋ｍ回観察された虹彩における各ビットの加重に関して表され得る。虹彩コード分析器１１４０は、本統計的情報を使用し、虹彩コード演算への信頼の程度を定量化してもよい。いくつかの実施形態では、虹彩コード分析器１１４０が、未加工サンプルビット情報の全てではないが虹彩コードの中のビット毎に、期待値Ｅ［ｘ］および分散ｖａｒ［ｘ］または（ａ＋ｂ）および（ｂ＋ｍ）のいずれかを記憶することが十分であり得る。したがって、いくつかの実施例では、２，０４８の単一ビット入力を含む、虹彩コードが、期待値および分散を表す２，０４８対の実数によって、虹彩コード分析器１１４０において置換されてもよい。これは、「ファジー虹彩コード」（ＦＩＣ）と称され得る。

虹彩コード分析器１１４０は、種々の差メトリックを使用し、２つのファジー虹彩コードの間の差を定量化してもよい。そのようなメトリックは、前述で説明されたハミング距離に類似する「距離」測定の形態によって特性評価され得る。いくつかの実施例では、差メトリックは、虹彩コードの中のビット数に対して正規化され得る。

１つの例示的差メトリックは、「ソフトハミング距離」（ＳＨＤ）である。ファジーコードｊからのビットｉの期待値をＥ［ｘ_ｉ ^（ｊ）］として定義し、ＳＨＤは、方程式（９）のように、虹彩コード分析器１１４０において、全てのビットを横断した期待値の絶対差の総和として表され得る。

別の例示的差メトリックは、「中央ハミング距離」（ＭＨＤ）である。ファジーコードｊからのビットｉの中央値（ここでは、０および１の最確値）をｍｅｄ［ｘ_ｉ ^（ｊ）］として定義し、ＭＨＤは、方程式（１０）のように、虹彩コード分析器１１４０において、全てのビットを横断した中央値の絶対差の総和として表され得る。

別の例示的差メトリックは、「ファジーＺ−スコア」（ＦＺＳ）である。ファジーコードｊからのビットｉの加重についての分布の分散は、ｖａｒ［ｘ_ｉ ^（ｊ）］として定義され得る。ＦＺＳは、次いで、方程式（１１）のように、虹彩コード分析器１１４０において、全てのビットを横断した期待値の絶対差の総和として表され得、各そのような差は、関連付けられる分散の総和によってスケーリングされる。

これらの例示的差メトリックのうちの１つ以上のものを使用して、虹彩コード分析器１１４０は、２つのファジー虹彩コードを比較し、例えば、ある事前決定された閾値に基づいて、同一の虹彩への整合があるかどうかを決定してもよい。

ある差メトリックは、Ｋ＝２^ｚ個の可能性として考えられる結果の確率が多項分布によって規定されるように、基礎的加重を有するランダムプロセスとしてｚビットのグループを扱うものとして説明され得る。いくつかの実施形態では、マッピングが、可能性として考えられる結果をグループ化するように可能性として考えられる結果に適用されてもよい。マッピングは、教師付きまたは教師なし機械学習、クラスタリングを使用して、決定／適用される、または分析的に構築されてもよい。例えば、虹彩上の同一の場所における２つの異なるフィルタのコンボリューションに対応するビットペアは、ｚ＝２を伴うグループ、したがって、Ｋ＝２^ｚ＝４個の可能性として考えられる結果を構成するであろう。（しかしながら、グループの中のビットは、虹彩の同一、隣接、または完全に異なる面積において適用されるフィルタの結果であり得るため、虹彩画像上の同一の場所に対応する場合とそうではない場合がある。）これは、Ｋ個のカテゴリ毎に１つの要素（すなわち、ビットグループの可能性として考えられる結果）を有する、確率
のベクトルを伴うカテゴリ分布として表され得る。ｘ_ｋの値は、それらの総和が１に等しいように正規化されてもよい。加重は、２項事例においてベータ分布に関して上記に説明されるパラメータａおよびｂに類似する、Ｋ個の形状パラメータ（または「集中パラメータ」）を伴うディリクレ分布
によって特性評価され得る。形状パラメータは、ビットグループの事前情報を符号化する値から始まってもよく、個々の測定が異なる虹彩画像内の対応するグループについて行われると更新されてもよい。

いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、ＦＩＣの代わりに「ファジー多項虹彩コード」（ＦＭＩＣ）を使用してもよい。グループサイズｚに関して、ＦＭＩＣは、Ｋ＝２^ｚ個の実際の形状パラメータによってそれぞれ表される、２，０４８／ｚ個のエントリを有してもよい。２項事例に関して上記で定義される例示的差メトリックは、下記に示されるように、多項事例に一般化されてもよい。いくつかの実施例では、インジケータベクトル
は、全ての要素が、１に設定される特定のグループのための加重ベクトルにおける最高確率に対応する要素を除いて、０に設定される、Ｋ次元ベクトルのセットであってもよい。ベクトル
は、第ｊのＦＭＩＣの中の第ｉのビットグループに対応する、インジケータベクトルとして定義され得る。
は、第ｉのグループのためのＫ次元加重ベクトルの期待値（すなわち、そのグループのための加重の最良推定値）として定義され得、方程式（１２）として表され得る。

方程式（１３）は、特定のグループに関する形状パラメータの総和を表し得る。μ_ｉ＝Ｅ（Ｘ_ｉ）を定義すると、共分散行列Σは、方程式（１４）として表され得る。

（ビットの数ではなく）ビットグループの数を意味するようにＮを定義すると、例示的差メトリックの多項バージョンは、方程式（１５）、（１６）、および／または（１７）として表され得る。

いくつかの実施例では、上記の例示的差メトリックは、最小分散εを用いて評価され得る。これらの実施例では、計算で使用される分散は、最小分散εを加えた観察された分散、または観察された分散および最小分散εのうちの大きい方であってもよい。最小分散εは、差メトリックをより良好に調整するように加算されてもよい。これは、データの欠如を補償するように行われてもよい。

図８は、いくつかの実施形態による、虹彩コードを比較するための例示的プロセスを描写する。図８では、虹彩コード分析器１１４０は、２つの虹彩コードを比較するプロセスを実行して示されている。虹彩コード分析器１１４０は、セル確率分布をリセットし（２０２０）、現在のユーザセッションからいくつかの虹彩コードを蓄積し（２０４０）、１つ以上のセルに関してセル確率分布を計算する（２０６０）ように構成されてもよい。１つ以上のセルの値が、識別または決定されてもよく（２０８０）、サイズ依存性信頼値が、１つ以上のセルに関して計算されてもよい（２１００）。いくつかの実施例では、値は、ある変動性基準を満たさないセルに関して計算されない。いくつかの実施例では、生成された虹彩コードの信頼区間／値を記憶された虹彩コードの信頼区間／値と比較すること等の統計的比較に基づいて、セルは、生成された虹彩コードと記憶された虹彩コードとの間のハミング距離を計算する（２１４０）前に、値を割り当てられる（２１２０）、または省略されてもよい。いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、ＳＨＤ、ＭＨＤ、および／またはＦＺＳメトリック、または別のファジーメトリックを使用し、２つの（ファジー）虹彩コードを比較してもよい。

いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、単一の生成された虹彩コードを記憶された虹彩コードと比較するように、または２つ以上の生成された虹彩コードに基づいて複合虹彩コードを生成するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、複合虹彩コードを生成するために、最小数または事前決定された数（例えば、２、５０、１，０００、３，０００）の虹彩画像または虹彩コードを要求し得る。

図９は、いくつかの実施形態による、虹彩コードを蓄積および比較するための例示的プロセスを描写する。図９では、虹彩コード分析器１１４０は、いくつかの生成された虹彩コードを蓄積し（３０２０）、セル毎にファジー虹彩コードを生成する（３０４０）ように構成されてもよい。いくつかの実施例では、虹彩コードのセットを横断したビットの平均（または１の２進ビット値の確率）に対応する、０〜１に及ぶ非２進値が、計算されてもよい。各非２進値の信頼は、十分に大きいサンプルサイズを用いた実施例において確実に再現可能であり得る。例えば、０または１結果の確率が等しい（例えば、平均ビット値が０．５である）、非２進複合虹彩コードでは、一貫性のないビットは、再現可能であり得る（すなわち、確率は、極めて信頼性があり得、確率ベルヌーイ変数として挙動し得る）。いくつかの実施例では、ハミング距離計算から対応するビットまたはセル値を省略するのではなく、修正されたハミング距離計算（３０６０）が、平均非２進ビット値を使用して実施されてもよい。非２進複合虹彩コードが、別の非２進複合虹彩コード、または各ビットの２進値が０〜１の範囲内の連続値として扱われる２進複合虹彩コードに対して整合するために、使用されてもよい。これは、整合および非整合のためのハミング距離分布の間の分離を向上させ、ひいては、有効ＥＥＲを低下させ得る。

図１０Ａは、いくつかの実施形態による、例示的２進虹彩コードおよび例示的ファジー虹彩コードを描写する。値１０１１０００１００を伴う記憶された２進虹彩コードの例示的１０ビット部分が、線４０００として示される。線４１００は、１つ以上の生成された虹彩コードの中の対応するビット値毎に「１」値の確率を表す、ファジー虹彩コードを示す。いくつかのビットは、それらの対応する確率値に基づいて、一貫性がないとして特性評価され得る。例えば、図１０Ａのビット１に関するもの等の０．４０〜０．６０の範囲内の確率値は、不確定として特性評価され得る。虹彩コードの生成されたセットの残りのビットは、次いで、ビット部分がＸ０１１００００００（「Ｘ」が一貫性のないビットを表す）の値を有し、ビット８における不整合を示すように、０または１のいずれかの値に量子化され、２進虹彩コードは、１の値を有し、ファジー虹彩コードは、０の値を有する。一貫性のないビットが不整合ビットとして扱われる場合、２つの虹彩コード部分に関するハミング距離は、ビット１および８における不整合に起因して、２／１０、すなわち、０．２として算出されてもよい。いくつかの実施例では、ビット１がハミング距離計算から省略される場合、結果は、１／１０、すなわち、０．１であろう。いくつかの実施例では、ビット１がハミング距離計算から省略される場合、結果は、１／９であろう。いくつかの実施例では、ビット１が０．５の値を有するものとして扱われる場合には、ビット１の差は、｜１−０．５｜、すなわち、０．５となり、１．５／１０、すなわち、０．１５のハミング距離をもたらすであろう。

虹彩コード分析器１１４０が、０．２〜０．８の任意の確率値を一貫性がないとして特性評価するように構成される、実施例では、次いで、虹彩コードの例示的な生成されたセットは、３つの一貫性のないビット（ビット１、４、および６）を反映する、Ｘ０１Ｘ０Ｘ００００の値と、ビット８における不整合とを有するであろう。いくつかの実施例では、３つの一貫性のないビットが不整合として特性評価される場合には、ハミング距離は、４／１０、すなわち、０．４０００であろう。いくつかの実施例では、一貫性のないビット１、４、および６が、それぞれ、０．５、０．８、および０．３のそれらの確率値を割り当てられる場合には、｜１−０．５｜、｜１−０．８｜、および｜０−０．３｜の対応する微分値が、ハミング距離（０．５＋０．２＋０．３＋１）／１０＝０．２０を計算するために使用されるであろう。

図１０Ａに関して説明される実施例は、ファジー複合虹彩コードと２進虹彩コードとの間の整合比較を伴うが、いくつかの実施例は、２つのファジー虹彩コードの間の整合比較を伴い得る。図１０Ｂは、２つの例示的ファジー虹彩コードを描写する。図１０Ｂは、４２００として、記憶されたファジー虹彩コードの値、すなわち、０．７／０．０／１．０／１．０／０．２／０．２／０．２／１．０／０．０／０．０を示す。図１０Ｂはまた、４３００として、生成されたファジー虹彩コードの値、すなわち、０．５／０．１／１．０／０．８／０．１／０．３／０．１／１．０／０．０／０．０を示す。これら２つの非２進複合虹彩コードを比較するときの修正されたハミング距離は、（０．２＋０．１＋０．０＋０．２＋０．１＋０．１＋０．１＋１．０＋０．０＋０．０）／１０．０、すなわち、０．１８である。

いくつかの実施例では、１つを上回る記憶された虹彩コードが、ユーザと関連付けられてもよい。これらの記憶された虹彩コードは、ユーザ条件、環境条件、内部および／または外部センサによって検出可能な状態、または他の基準と関連付けられてもよい。例えば、記憶された虹彩コードは、内部および／または外部センサによって検出されるある光条件と、または内部センサによって（凝視追跡等によって）識別されるある眼配向と関連付けられてもよい。いくつかの実施例では、虹彩コードの多数の記憶されたセットから誤検出整合の危険性を低減させるために、虹彩コード分析器１１４０は、ある条件下で、例えば、センサ入力がある入力パラメータを満たす場合に、付加的虹彩コードを利用するようにのみ構成されてもよい。いくつかの実施例では、虹彩コード分析器１１４０は、異なる虹彩コードに異なるハミング距離閾値を利用するように構成されてもよい。例えば、虹彩コード分析器１１４０は、第１の虹彩コードを使用して整合を検証するために、第１のハミング距離閾値を、第２の虹彩コードを使用して整合を検証するために、第２のより低い（したがってより厳密な）ハミング距離閾値を使用してもよい。

頭部搭載型ディスプレイデバイスを組み込むシステムは、虹彩コード比較を精緻化するための機会を提供してもよい。例えば、ユーザに結合されない結像デバイスを使用して初期虹彩画像を入手するシステムと異なり、ユーザウェアラブルシステムは、初期ユーザ識別後にユーザと係合されたままであり、初期ユーザ整合が確認された後でさえも継続中の虹彩画像入手を可能にし得る。整合後画像は、ユーザの身元を再確認するため、将来のユーザ識別に使用される、記憶された虹彩コードをさらに精緻化するため、および／または整合への統計的信頼を向上させるために、使用されてもよい。

いくつかの実施例では、虹彩認識システムは、頭部搭載型または非頭部搭載型システムの中にあるかどうかにかかわらず、整合プロセス事態に関する他のデータを収集および／または計算してもよい。例えば、これは、正整合の分布（例えば、セッション中の初期整合検証および／または再検証において達成されるハミング距離）、または（信頼または分散測定値の有無にかかわらず）達成される平均ハミング距離を含んでもよい。本データは、例えば、アクセスコントローラを較正するために使用されてもよい。例えば、一部のユーザは、他のユーザよりも低いハミング距離を一貫して達成することが可能であり得、システムによって設定される閾値は、所望のセキュリティおよび／またはユーザ体験を達成するように、それに応じて調節されてもよい。いくつかの実施例では、本システムはまた、整合または不整合と相関性がある場合とそうではない場合がある、他のセンサシステムからのデータを収集または処理してもよい。いくつかの実施例では、ユーザまたはアカウントは、同一のユーザのための複数の虹彩コードと関連付けられてもよい。いくつかの実施例では、虹彩コードのうちのいずれかへの整合は、整合を達成するために十分であり得、いくつかの実施例では、虹彩コードのうちの１つ以上のものは、他のセンサ基準が満たされる場合にのみ整合が可能にされる、二次虹彩コードであってもよい。

いくつかの実施例では、整合は、周期的に再検証されてもよく、これは、整合ユーザの継続的存在を確認することによってセキュリティを増進し得る。再検証は、例えば、１秒毎、１０秒毎、１分毎、または１時間毎に行われてもよい。いくつかの実施例では、再査定率は、使用または要求されているユーザ機能に応じて変動し得る。例えば、ゲーム機能を果たすとき、再検証は、要求されない場合がある、またはゲームセッションの終了に応じて開始してもよいが、機密財政または健康情報にアクセスすることは、アクセス周期中に周期的再検証を要求し得る。いくつかの実施例では、アクセスコントローラ１１８０は、例えば、ユーザが、（異なる虹彩がある）別のユーザがシステムを使用することを可能にするように所望する場合に、ユーザが再検証を一時的に、または条件付きで一時停止することを可能にするように構成されてもよい。いくつかの実施例では、再検証を一時停止するユーザの能力は、機密財政または健康情報、または機密としてタグ付けされたコンテンツ等のあるユーザ機能またはデータに対して選択的にブロックされてもよい。

いくつかの実施例では、異なるレベルのセキュリティアクセスが、異なるレベルのアカウントアクセスまたは機能性と関連付けられてもよい。例えば、より低いレベルのセキュリティアクセスが、準最適画像入手条件下でより速い虹彩検証を可能にし得、基本的ユーザ機能性のために十分であり得る一方で、ユーザの身元へのより高いレベルの信頼に対応する、より高いレベルのセキュリティは、複数の虹彩画像を入手および分析した後のみ許可され得る。図７を参照すると、いくつかの実施形態では、システム１０００は、虹彩検証が、不整合または完全整合のいずれかに対応する整合値だけではなく、条件付きまたは部分整合に対応する値も提供するように、構成されてもよい。いくつかの実施例では、システム１０００の第１の機能性（機能１２００のうちの１つ以上のもの等）が、完全整合に応答してアクティブ化されてもよい一方で、システム１０００の第２の機能性は、条件付き整合に応答してアクティブ化されてもよい。第２の機能性は、第１の機能性のサブセットであってもよい、第１の機能性よりも限定されてもよい、または別様に第１の機能性と同じではなくてもよい。いくつかの実施例では、機能１２００のうちの１つ以上のものが、虹彩検証を殆どまたは全く伴わずに使用可能であり得る一方で、他の機能１２００は、ユーザの身元へのより高いレベルの信頼を要求し得る。いくつかの実施例では、ゲーム等のあまり機密ではない用途が、より高いハミング距離閾値を可能にし得る一方で、財政または健康情報へのアクセス等のより機密である用途は、より低いまたは厳密なハミング距離閾値を要求し得る。いくつかの実施例では、整合値が条件付き整合に対応すると決定することに応答して、システム１０００は、付加的虹彩画像を入手し、付加的虹彩コードを生成し、複合虹彩コードを生成し、完全整合または不整合に対応する新しい整合値を生成してもよい。

上記の例示的プロセスは、任意の好適な論理回路を使用して、コンピュータシステムで実装されてもよい。好適な論理回路は、ソフトウェアプログラムで実装される命令を実行するときにプロセスを実施する、１つ以上のコンピュータプロセッサ（例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ等）を含んでもよい。加えて、そのようなプロセスはまた、プロセスを提供する論理設計を実装する、プログラマブル論理（例えば、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ等）またはカスタマイズされた論理（例えば、ＡＳＩＣ等）等のハードウェア論理回路で実装される、対応する論理設計を介して、提供されてもよい。さらに、そのようなプロセスは、ソフトウェアおよびハードウェア論理回路を起動する、両方の１つ以上のプロセッサを組み合わせる実装を介して、提供されてもよい。

図１１は、上記の実施例のうちのいずれかまたは全てを実装するために使用され得る、例示的システム５０００を図示する。例示的システム５０００は、携帯用デバイス（ウェアラブルデバイスを含む）または非携帯用デバイス、例えば、通信デバイス（例えば、携帯電話、スマートフォン）、マルチメディアデバイス（例えば、ＭＰ３プレーヤ、ＴＶ、ラジオ）、携帯用またはハンドヘルドコンピュータ（例えば、タブレット、ノートブック、ラップトップ）、デスクトップコンピュータ、一体型デスクトップ、周辺デバイス、頭部搭載型デバイス（例えば、統合ディスプレイを含み得る）、またはこれらのタイプのデバイスのうちの２つ以上のものの組み合わせを含む、例示的システム５０００を含むように適合可能な任意の他のシステムまたはデバイスの中に含まれてもよい。上記の実施例は、無線ネットワークを介して通信する２つ以上のコンピュータ等の２つ以上の物理的に別個のデバイスで具現化されてもよい。上記の実施例は、データを、頭部搭載型ディスプレイデバイスへ、および／またはそこから通信する、ベルトパック等の２つ以上の物理的に異なるデバイスで具現化されてもよい。例示的システム５０００は、１つ以上のコンピュータ可読媒体５０１０と、処理システム５０４０と、Ｉ／Ｏサブシステム５０６０と、無線通信回路（例えば、ＲＦ回路）５０８０と、オーディオデバイス（例えば、スピーカ、マイクロホン）５１００と、センサ５１１０とを含む。これらのコンポーネントは、１つ以上の通信バスまたは信号ライン５０３０によって結合されてもよい。

図１１に示されるアーキテクチャは、例示的システム５０００の１つの例示的アーキテクチャにすぎず、例示的システム５０００は、示されるものよりも多いまたは少ないコンポーネント、またはコンポーネントの異なる構成を有してもよい。図１１に示される種々のコンポーネントは、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）および／または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実装されてもよい。

図１１の例示的システム５０００を参照すると、無線通信回路５０８０は、１つ以上の他のデバイスへの無線（例えば、ＲＦ）リンクまたはネットワークを経由して情報を送信および受信するために使用されてもよく、本機能を実施するための回路を含んでもよい。無線通信回路５０８０およびオーディオデバイス５１００は、周辺機器インターフェース５１６０を介して処理システム５０４０に結合されてもよい。周辺機器インターフェース５１６０は、周辺機器（例えば、無線通信回路５０８０、オーディオデバイス５１００、およびセンサ５１１０）と処理システム５０４０との間の通信を確立および維持するための種々の既知のコンポーネントを含んでもよい。オーディオデバイス５１００は、周辺機器インターフェース５１６０から受信される音声信号を処理し、ユーザが他のユーザとリアルタイムで通信することを可能にするための回路を含んでもよい。オーディオデバイス５１００は、例えば、１つ以上のスピーカおよび／または１つ以上のマイクロホンを含んでもよい。いくつかの実施例では、オーディオデバイス５１００は、ヘッドホンジャック（図示せず）を含んでもよい。

センサ５１１０は、限定されないが、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）または他の光エミッタ、１つ以上のフォトダイオードまたは他の光センサ、１つ以上の光熱センサ、磁力計、加速度計、ジャイロスコープ、気圧計、コンパス、近接性センサ、カメラ、周囲光センサ、温度計、ＧＰＳセンサ、電気眼球図記録（ＥＯＧ）センサ、および残存バッテリ寿命、電力消費量、プロセッサ速度、ＣＰＵ負荷、および同等物を感知し得る種々のシステムセンサを含む、種々のセンサを含んでもよい。頭部搭載型デバイス（ディスプレイを含み得る）を伴うこと等の実施例では、１つ以上のセンサは、ユーザの眼移動を追跡すること、またはその眼の画像に基づいてユーザを識別すること等のユーザの眼に関連する機能性に関連して採用されてもよい。

周辺機器インターフェース５１６０は、システム５０００の入力および出力周辺機器を、１つ以上のプロセッサ５１８０および１つ以上のコンピュータ可読媒体５０１０に結合してもよい。１つ以上のプロセッサ５１８０は、コントローラ５２００を介して１つ以上のコンピュータ可読媒体５０１０と通信してもよい。コンピュータ可読媒体５０１０は、１つ以上のプロセッサ５１８０によって使用するためのコードおよび／またはデータを記憶し得る、任意のデバイスまたは媒体（信号を除外する）であってもよい。いくつかの実施例では、コンピュータ可読媒体５０１０は、非一過性のコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読媒体５０１０は、限定ではないが、キャッシュ、メインメモリ、および二次メモリを含む、メモリ階層を含んでもよい。メモリ階層は、ＲＡＭ（例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＤＤＲＡＭ）、ＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ、ディスクドライブ、磁気テープ、ＣＤ（コンパクトディスク）、およびＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等の磁気および／または光学記憶デバイスの任意の組み合わせを使用して、実装されてもよい。コンピュータ可読媒体５０１０はまた、（信号を除外し、信号が変調される搬送波を除外するが）コンピュータ命令またはデータを示す情報伝達信号を搬送するための伝送媒体を含んでもよい。例えば、伝送媒体は、限定ではないが、インターネット（ワールドワイドウェブを含む）、イントラネット、ローカエルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、および同等物を含む、通信ネットワークを含んでもよい。

１つ以上のプロセッサ５１８０は、コンピュータ可読媒体５０１０の中に記憶された種々のソフトウェアコンポーネントを起動し、例示的システム５０００のための種々の機能を果たしてもよい。いくつかの実施例では、ソフトウェアコンポーネントは、オペレーティングシステム５２２０と、通信モジュール（または命令のセット）５２４０と、Ｉ／Ｏ処理モジュール（または命令のセット）５２６０と、グラフィックスモジュール（または命令のセット）５２８０と、１つ以上のアプリケーション（または命令のセット）５３００とを含んでもよい。これらのモジュールおよび上記のアプリケーションはそれぞれ、上記に説明される１つ以上の機能および本願に説明される方法（例えば、コンピュータ実装方法および本明細書に説明される他の情報処理方法）を実施するための命令のセットに対応し得る。これらのモジュール（すなわち、命令のセット）は、別個のソフトウェアプログラム、プロシージャ、またはモジュールとして実装される必要はなく、したがって、これらのモジュールの種々のサブセットは、種々の実施例では、組み合わせられる、または別様に再配列されてもよい。いくつかの実施例では、コンピュータ可読媒体５０１０は、上記で識別されるモジュールおよびデータ構造のサブセットを記憶してもよい。さらに、コンピュータ可読媒体５０１０は、上記に説明されていない付加的モジュールおよびデータ構造を記憶してもよい。

オペレーティングシステム５２２０は、一般的システムタスク（例えば、メモリ管理、記憶デバイス制御、電力管理等）を制御および管理するための種々のプロシージャ、命令のセット、ソフトウェアコンポーネント、および／またはドライバを含んでもよく、種々のハードウェアとソフトウェアコンポーネントとの間の通信を促進する。

通信モジュール５２４０は、１つ以上の外部ポート５３６０を経由して、または無線通信回路５０８０を介して、他のデバイスとの通信を促進してもよく、無線通信回路５０８０および／または外部ポート５３６０から受信されるデータを取り扱うための種々のソフトウェアコンポーネントを含んでもよい。

グラフィックスモジュール５２８０は、１つ以上のディスプレイ表面上でグラフィカルオブジェクトをレンダリング、動画化、および表示するための種々の既知のソフトウェアコンポーネントを含んでもよい。ディスプレイ表面は、２Ｄまたは３Ｄディスプレイを含んでもよい。ディスプレイ表面は、例示的システム５０００の１つ以上のコンポーネントに直接または間接的に結合されてもよい。タッチ感知ディスプレイ（例えば、タッチスクリーン）を伴う実施例では、グラフィックスモジュール５２８０は、タッチ感知ディスプレイ上でオブジェクトをレンダリング、表示、および動画化するためのコンポーネントを含んでもよい。いくつかの実施例では、グラフィックスモジュール５２８０は、遠隔ディスプレイをレンダリングするためのコンポーネントを含んでもよい。カメラを組み込むもの等のいくつかの実施例では、グラフィックスモジュール５２８０は、レンダリングされたグラフィックオブジェクトとカメラデータ（頭部搭載型カメラから捕捉されるもの等）または写真データ（衛星によって捕捉された画像等）を合成することによって形成される画像を作成および／または表示するためのコンポーネントを含んでもよい。いくつかの実施例では、グラフィックスモジュール５２８０は、画像を頭部搭載型ディスプレイデバイスにレンダリングするためのコンポーネントを含んでもよい。いくつかの実施例では、画像は、仮想コンテンツの要素のビュー（例えば、３次元仮想環境内のオブジェクト）および／または物理的世界のビュー（例えば、ユーザの物理的周辺を示すカメラ入力）を含んでもよい。いくつかの実施例では、ディスプレイは、仮想コンテンツおよび物理的世界のビューの合成画像を提示してもよい。いくつかの実施例では、物理的世界のビューは、レンダリングされた画像であってもよく、いくつかの実施例では、物理的世界のビューは、カメラからの画像であってもよい。

１つ以上のアプリケーション５３００は、限定ではないが、ブラウザ、アドレス帳、連絡先リスト、Ｅメール、インスタントメッセージ、文書処理、キーボードエミュレーション、ウィジェット、ＪＡＶＡ（登録商標）対応アプリケーション、暗号化、デジタル著作権管理、音声認識、音声複製、場所決定能力（全地球測位システム（ＧＰＳ）によって提供されるもの等）、音楽プレーヤ等を含む、例示的システム５０００上にインストールされた任意のアプリケーションを含んでもよい。

Ｉ／Ｏサブシステム５０６０は、種々の機能を制御する、または果たすための１つ以上のＩ／Ｏデバイス５１４０に結合されてもよい。眼追跡または虹彩認識機能性を含む実施例等の眼データの処理を伴う実施例では、Ｉ／Ｏサブシステム５０６０は、眼関連入力および出力専用の１つ以上のＩ／Ｏデバイス５１２０に結合されてもよい。１つ以上の眼Ｉ／Ｏデバイス５１２０は、眼入力（例えば、眼追跡のためのセンサ）またはユーザジェスチャ入力（例えば、光学センサ）を処理するための種々のコンポーネントを含み得る、眼Ｉ／Ｏデバイスコントローラ５３２０を介して、処理システム５０４０と通信してもよい。１つ以上の他のＩ／Ｏコントローラ５３４０は、電気信号を他のＩ／Ｏデバイス５１４０に送信し、そこから受信してもよい。そのようなＩ／Ｏデバイス５１４０は、物理的ボタン、ダイヤル、スライダスイッチ、スティック、キーボード、タッチパネル、付加的ディスプレイ画面、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

Ｉ／Ｏ処理モジュール５２６０は、限定されないが、眼Ｉ／Ｏデバイスコントローラ５３２０を介して眼Ｉ／Ｏデバイス５１２０から、またはＩ／Ｏコントローラ５３４０を介して他のＩ／Ｏデバイス５１４０から受信される、入力を受信および処理することを含む、１つ以上の眼Ｉ／Ｏデバイス５１２０および／または１つ以上の他のＩ／Ｏデバイス５１４０と関連付けられる種々のタスクを実施するための種々のソフトウェアコンポーネントを含んでもよい。いくつかの実施例では、Ｉ／Ｏデバイス５１４０および／またはＩ／Ｏ処理モジュール５２６０は、触知または非触知手段によって提供され得る、ジェスチャ入力と関連付けられる種々のタスクを実施してもよい。いくつかの実施例では、ジェスチャ入力は、例えば、ユーザの眼、腕、手、および／または指の移動を検出するためのカメラまたは別のセンサによって提供されてもよい。いくつかの実施例では、１つ以上のＩ／Ｏデバイス５１４０および／またはＩ／Ｏ処理モジュール５２６０は、ユーザが相互作用することを所望するディスプレイ上のオブジェクト、例えば、ユーザが指し示しているＧＵＩ要素を識別するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、１つ以上の眼Ｉ／Ｏデバイス５１２０および／またはＩ／Ｏ処理モジュール５２６０は、ユーザが見ているオブジェクトまたはディスプレイ上の領域を識別すること等の眼追跡タスクを実施するように（光学またはＥＯＧセンサの助けを借りて等）構成されてもよい。いくつかの実施例では、デバイス（ハードウェア「ビーコン」等）が、２Ｄまたは３Ｄ環境に対するユーザの手の場所を識別すること等の１つ以上のＩ／Ｏデバイス５１４０および／またはＩ／Ｏ処理モジュール５２６０のジェスチャ関連タスクを補助するように、ユーザによって装着または保持されてもよい。いくつかの実施例では、１つ以上の眼Ｉ／Ｏデバイス５１２０および／またはＩ／Ｏ処理モジュール５２６０は、ユーザの眼に関するカメラセンサからのデータ等のセンサ入力に基づいて、ユーザを識別するように構成されてもよい。

いくつかの実施例では、グラフィックスモジュール５２８０は、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）内で視覚出力をユーザに表示してもよい。視覚出力は、テキスト、グラフィック、ビデオ、およびそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。視覚出力の一部または全ては、ユーザインターフェースオブジェクトに対応してもよい。いくつかの実施例では、１つ以上のＩ／Ｏデバイス５１２０および／または５１４０および／またはコントローラ５３２０および／または５３４０は（媒体５０１０内の任意の関連付けられるモジュールおよび／または命令のセットとともに）、ジェスチャおよび／または眼移動を検出および追跡してもよく、検出されたジェスチャおよび／または眼移動を、１つ以上のユーザインターフェースオブジェクト等のグラフィカルオブジェクトとの相互作用に変換してもよい。１つ以上の眼Ｉ／Ｏデバイス５１２０および／または眼Ｉ／Ｏデバイスコントローラ５３２０が、ユーザの眼移動を追跡するように構成される、実施例では、ユーザは、グラフィカルオブジェクトを見ることによって、それらと直接相互作用してもよい。

フィードバックが、表示されているものおよび／または例示的システム５０００の１つまたは複数の状態に基づいて、１つ以上の眼Ｉ／Ｏデバイス５１２０または１つ以上の他のＩ／Ｏデバイス５１４０によって等、提供されてもよい。フィードバックは、光学的に（例えば、光信号または表示された画像）、機械的に（例えば、触知フィードバック、タッチフィードバック、力フィードバック、または同等物）、電気的に（例えば、電気刺激）、嗅覚、音響的に（例えば、ビープ音または同等物）、または同等物、またはそれらの任意の組み合わせで、かつ可変または非可変様式で、伝送されてもよい。

例示的システム５０００はまた、種々のハードウェアコンポーネントに給電するための電力システム５４４０を含んでもよく、電力管理システム、１つ以上の電源、再充電システム、停電検出回路、電力コンバータまたはインバータ、電力状態インジケータ、および典型的には携帯用デバイスにおける電力の生成、管理、および分配と関連付けられる任意の他のコンポーネントを含んでもよい。

いくつかの実施例では、周辺機器インターフェース５１６０、１つ以上のプロセッサ５１８０、およびコントローラ５２００は、処理システム５０４０等の単一のチップ上に実装されてもよい。いくつかの他の実施例では、それらは、別個のチップ上に実装されてもよい。

いくつかの実施例では、システムが開示される。本システムは、虹彩画像を入手するように構成される、虹彩結像装置と、虹彩結像装置から第１の複数の虹彩画像を受信し、第１の複数の虹彩画像に対応する第１の複数の虹彩コードを生成し、虹彩セル場所に対応する分布メトリックを生成し、分布メトリックを使用して、第１の複合虹彩コードを生成し、第１の複合虹彩コードおよび第１の記憶された虹彩コードを使用して、第１の整合値を生成するように構成される、プロセッサとを備えてもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、第１の複数の虹彩コードのうちの各虹彩コードは、複数の値を備えてもよく、複数の値のうちの各値は、虹彩セルに対応する。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、虹彩セル場所は、第１の虹彩セルに対応してもよく、第１の複数の虹彩コードのうちの各虹彩コードは、第１の虹彩セルに対応する値を備えてもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、プロセッサはさらに、第１の整合値が閾値を超えるという決定に応答して、システムの機能性をアクティブ化するように構成されてもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、本システムはさらに、頭部搭載型ディスプレイを備えてもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、第１の複合虹彩コードおよび第１の記憶された虹彩コードはそれぞれ、ファジー虹彩コードであってもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、第１の整合値は、ソフトハミング距離、中央ハミング距離、およびファジーＺ−スコアのうちの少なくとも１つであってもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、分布メトリックを生成するステップは、サンプルサイズ依存性信頼値を決定するステップを含んでもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、第１の整合値を生成するステップは、第１の複合虹彩コードの信頼区間を第１の記憶された虹彩コードの信頼区間と比較するステップを含んでもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、分布メトリックを生成するステップは、セル値の確率を決定するステップを含んでもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、分布メトリックを生成するステップは、セル値の発生の数を定量化するステップを含んでもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、第１の複数の虹彩コードのうちの虹彩コードは、２進セル値を備えてもよく、第１の複合虹彩コードは、非２進セル値を備えてもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、プロセッサはさらに、品質スコアを第１の複数の虹彩画像のうちの虹彩画像に割り当て、品質スコアを閾値と比較し、品質スコアが閾値を満たさないという決定に応答して、虹彩画像を除外するように構成されてもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、第１の整合値を生成するステップは、ハミング距離を計算するステップを含んでもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、プロセッサはさらに、第１の整合値が完全整合に対応するかどうかを決定するように構成されてもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、プロセッサはさらに、第１の整合値が条件付き整合に対応するかどうかを決定するように構成されてもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、プロセッサはさらに、第１の整合値が完全整合に対応するという決定に応答して、システムの第１の機能性をアクティブ化し、第１の整合値が条件付き整合に対応するという決定に応答して、システムの第２の機能性であって、第１の機能性と同じではない第２の機能性をアクティブ化するように構成されてもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、プロセッサはさらに、第１の整合値が条件付き整合に対応するという決定に応答して、虹彩結像装置から第２の複数の虹彩画像を受信し、第２の複数の虹彩コードを生成し、第２の複合虹彩コードを生成し、第２の複合虹彩コードおよび第１の記憶された虹彩コードを使用して、第２の整合値を生成するように構成されてもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、第１の複数の虹彩画像は、事前決定された最小数の虹彩画像を備えてもよい。

いくつかの実施例では、方法が開示される。本方法は、第１の複数の虹彩画像を受信するステップと、第１の複数の虹彩画像に対応する第１の複数の虹彩コードを生成するステップと、虹彩セル場所に対応する分布メトリックを生成するステップと、分布メトリックを使用して、第１の複合虹彩コードを生成するステップと、第１の複合虹彩コードおよび第１の記憶された虹彩コードを使用して、第１の整合値を生成するステップとを含んでもよい。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、第１の複数の虹彩コードのうちの各虹彩コードは、複数の値を備えてもよく、複数の値のうちの各値は、虹彩セルに対応する。上記の実施例のうちの１つ以上のものに加えて、または代替として、虹彩セル場所は、第１の虹彩セルに対応してもよく、第１の複数の虹彩コードのうちの各虹彩コードは、第１の虹彩セルに対応する値を備える。

いくつかの実施例では、システムが開示される。本システムは、ユーザによって装着されるように構成される、ヘッドギアユニットであって、仮想環境をユーザに表示するように構成される、ディスプレイであって、それを通して実際の環境が可視である、透過型アイピースを備える、ディスプレイと、ユーザの虹彩の画像を入手するように構成される、虹彩結像装置であって、ユーザに対して固定されたままであるように構成される、虹彩結像装置と、虹彩結像装置から、第１の複数の虹彩画像であって、ユーザと関連付けられる複数の画像を受信し、第１の複数の虹彩画像に対応する第１の複数の虹彩コードを生成し、虹彩セル場所に対応する分布メトリックを生成し、分布メトリックを使用して、第１の複合虹彩コードを生成し、第１の複合虹彩コードおよび第１の記憶された虹彩コードを使用して、第１の整合値であって、ユーザに対応する第１の整合値を生成するように構成される、プロセッサとを含む、ヘッドギアユニットを備えてもよい。

本開示は、その実施例を参照して特に示され、説明されているが、形態および詳細の種々の変更が、本開示の範囲から逸脱することなく行われ得ることが、当業者によって理解されるであろう。

Claims (23)

1. システムであって、
   虹彩画像を入手するように構成される虹彩結像装置と、
   プロセッサであって、
   前記虹彩結像装置から第１の複数の虹彩画像を受信することと、
   前記第１の複数の虹彩画像に対応する第１の複数の虹彩コードを生成することと、
   虹彩セル場所に対応する分布メトリックを生成することと、
   前記分布メトリックを使用して、第１の複合虹彩コードを生成することと、
   前記第１の複合虹彩コードおよび第１の記憶された虹彩コードを使用して、第１の整合値を生成することと
   を行うように構成される、プロセッサと
   を備える、システム。
2. 前記第１の複数の虹彩コードのうちの各虹彩コードは、複数の値を備え、前記複数の値のうちの各値は、虹彩セルに対応する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記虹彩セル場所は、第１の虹彩セルに対応し、
   前記第１の複数の虹彩コードのうちの各虹彩コードは、前記第１の虹彩セルに対応する値を備える、請求項２に記載のシステム。
4. 前記プロセッサはさらに、
   前記第１の整合値が閾値を超えるという決定に応答して、前記システムの機能性をアクティブ化するように構成される、請求項１に記載のシステム。
5. 頭部搭載型ディスプレイをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
6. 前記第１の複合虹彩コードおよび前記第１の記憶された虹彩コードはそれぞれ、ファジー虹彩コードである、請求項１に記載のシステム。
7. 前記第１の整合値は、ソフトハミング距離、中央ハミング距離、およびファジーＺ−スコアのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のシステム。
8. 前記分布メトリックを生成することは、サンプルサイズ依存性信頼値を決定することを含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記第１の整合値を生成することは、前記第１の複合虹彩コードの信頼区間を前記第１の記憶された虹彩コードの信頼区間と比較することを含む、請求項１に記載のシステム。
10. 前記分布メトリックを生成することは、セル値の確率を決定することを含む、請求項１に記載のシステム。
11. 前記分布メトリックを生成することは、セル値の発生の数を定量化することを含む、請求項１に記載のシステム。
12. 前記第１の複数の虹彩コードのうちの虹彩コードは、２進セル値を備え、前記第１の複合虹彩コードは、非２進セル値を備える、請求項１に記載のシステム。
13. 前記プロセッサはさらに、
    品質スコアを前記第１の複数の虹彩画像のうちの虹彩画像に割り当てることと、
    前記品質スコアを閾値と比較することと、
    前記品質スコアが前記閾値を満たさないという決定に応答して、前記虹彩画像を除外することと
    を行うように構成される、請求項１に記載のシステム。
14. 前記第１の整合値を生成することは、ハミング距離を計算することを含む、請求項１に記載のシステム。
15. 前記プロセッサはさらに、前記第１の整合値が完全整合に対応するかどうかを決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
16. 前記プロセッサはさらに、前記第１の整合値が条件付き整合に対応するかどうかを決定するように構成される、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記プロセッサはさらに、
    前記第１の整合値が完全整合に対応するという決定に応答して、前記システムの第１の機能性をアクティブ化し、
    前記第１の整合値が条件付き整合に対応するという決定に応答して、前記システムの第２の機能性であって、前記第１の機能性と同じではない第２の機能性をアクティブ化する、
    ように構成される、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記プロセッサはさらに、
    前記第１の整合値が条件付き整合に対応するという決定に応答して、
    前記虹彩結像装置から第２の複数の虹彩画像を受信することと、
    第２の複数の虹彩コードを生成することと、
    第２の複合虹彩コードを生成することと、
    前記第２の複合虹彩コードおよび前記第１の記憶された虹彩コードを使用して、第２の整合値を生成することと
    を行うように構成される、請求項１６に記載のシステム。
19. 前記第１の複数の虹彩画像は、事前決定された最小数の虹彩画像を備える、請求項１に記載のシステム。
20. 方法であって、
    第１の複数の虹彩画像を受信することと、
    前記第１の複数の虹彩画像に対応する第１の複数の虹彩コードを生成することと、
    虹彩セル場所に対応する分布メトリックを生成することと、
    前記分布メトリックを使用して、第１の複合虹彩コードを生成することと、
    前記第１の複合虹彩コードおよび第１の記憶された虹彩コードを使用して、第１の整合値を生成することと
    を含む、方法。
21. 前記第１の複数の虹彩コードのうちの各虹彩コードは、複数の値を備え、前記複数の値のうちの各値は、虹彩セルに対応する、請求項２０に記載の方法。
22. 前記虹彩セル場所は、第１の虹彩セルに対応し、
    前記第１の複数の虹彩コードのうちの各虹彩コードは、前記第１の虹彩セルに対応する値を備える、請求項２１に記載の方法。
23. システムであって、
    ユーザによって装着されるように構成されるヘッドギアユニットであって、前記ヘッドギアユニットは、
    仮想環境を前記ユーザに表示するように構成されるディスプレイであって、前記ディスプレイは、それを通して実際の環境が可視である、透過型アイピースを備える、ディスプレイと、
    前記ユーザの虹彩の画像を入手するように構成される虹彩結像装置であって、前記虹彩結像装置は、前記ユーザに対して固定されたままであるように構成される、虹彩結像装置と、
    プロセッサであって、
    前記虹彩結像装置から、第１の複数の虹彩画像を受信することであって、複数の画像は、前記ユーザと関連付けられる、ことと、
    前記第１の複数の虹彩画像に対応する第１の複数の虹彩コードを生成することと、
    虹彩セル場所に対応する分布メトリックを生成することと、
    前記分布メトリックを使用して、第１の複合虹彩コードを生成することと、
    前記第１の複合虹彩コードおよび第１の記憶された虹彩コードを使用して、第１の整合値を生成することであって、前記第１の整合値は、前記ユーザに対応する、ことと
    を行うように構成される、プロセッサと
    を含む、ヘッドギアユニット
    を備える、システム。