JP7071384B2 - バーチャルリアリティーヘッドマウント装置 - Google Patents

Description

本出願は、バーチャルリアリティーの技術分野に関し、特に、バーチャルリアリティーヘッドマウント装置に関する。

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メガネまたはＶＲヘルメット等のバーチャルリアリティーヘッドマウント装置を装着することができる。

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等の従来の電子デバイス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、ユーザの本人確認を行うには、関連技術分野におけるパスワード、ジェスチャ認識等に基づく処理方法は、アイデンティティ認識プロセスを過度に複雑にし、仮に完了させることが可能であったとしても、完了に過度に時間がかかるものにする場合がある。

これらの制限に鑑みて、本出願は、ユーザのアイパターン特徴を取得することによって、バーチャルリアリティーヘッドマウント装置を装着しているユーザに対するアイデンティティ認識動作を迅速かつ正確に行うことができる、バーチャルリアリティーヘッドマウント装置を提供する。

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。

本出願の第１の態様は、装置本体を備えるバーチャルリアリティーヘッドマウント装置を対象とし、装置本体は凸レンズおよびカメラを備え、カメラは、凸レンズのユーザ側に位置し、カメラのレンズは、ユーザのアイパターン特徴を取得するためにユーザの眼に面する。

任意選択で、カメラは、凸レンズの下に位置し、カメラは、カメラのレンズがユーザの眼に面するように、第１の予め設定された角度だけ上向きに傾く。

任意選択で、カメラは、凸レンズの上に位置し、カメラは、カメラのレンズがユーザの眼に面するように、第２の予め設定された角度だけ下向きに傾く。

任意選択で、カメラは、装置本体に設けられた２つの凸レンズのうちの一方に対応するユーザの眼のアイパターン特徴を取得するために、２つの凸レンズのうちの一方に位置する。

任意選択で、装置本体は、各凸レンズに対応するユーザの眼のアイパターン特徴をそれぞれ取得するために、装置本体における２つの凸レンズにそれぞれ位置する２つのカメラを備える。

任意選択で、カメラは、ユーザに対し、凸レンズの可視エリア外に設けられる。

任意選択で、カメラは、対応する凸レンズと密に接触した位置に設置される。

任意選択で、カメラは、ＲＧＢカメラまたはＲＧＢ－ＩＲカメラとすることができる。

任意選択で、装置は、
装置本体に設けられた装置インタフェースであって、この装置インタフェースは、装置本体に設置された電子デバイスに電気的に接続されることが可能であり、電子デバイスは、バーチャルリアリティー表示コンテンツを再生するのに用いられる、装置インタフェースを更に備え、
カメラは、データ線を通じて装置インタフェースに接続され、カメラは、装置インタフェースおよびデータ線を通じて電子デバイスによって送信された切り替え制御命令を受信すると、切り替え制御命令に応答して状態切り替え動作を行い、取得されたアイパターン特徴を装置インタフェースおよびデータ線を通じて電子デバイスに送信するように構成される。

任意選択で、装置は、調節コンポーネントであって、カメラのレンズがユーザの眼に向かって傾くようにカメラの角度調節を行うことが可能である、調節コンポーネントを更に備える。

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、バーチャルリアリティーヘッドマウント装置の装置本体にカメラが設けられ、カメラのレンズは、ユーザがバーチャルリアリティー表示コンテンツを見るのを妨げることなく、ユーザのアイパターン特徴をカメラによって取得することができるように、ユーザの眼に面する。ユーザの識別情報は、アイパターン特徴を比較および識別することによって効率的にかつ迅速に検証することができ、これにより、バーチャルリアリティーヘッドマウント装置のセキュリティが改善される。

本出願の第１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。 本出願の第２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。 本出願の例示的な実施形態によって提供される、装着者方向におけるＶＲヘルメットの構造図である。 本出願の第３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。 本出願の第４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。

本出願を更に説明するために、以下の実施形態は、本出願のバーチャルリアリティー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。

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ヘルメットの装置本体１には、凸レンズ２およびＶＲ再生コンポーネント３が設けられる。凸レンズ２は、ユーザ（図１はユーザの眼４を示す）と、装置本体１におけるＶＲ再生コンポーネント３との間に位置し、それによって、ＶＲ再生コンポーネント３によって再生されるＶＲ表示コンテンツが、可視光Ｓ１の形態で、凸レンズ２を通過し、ユーザの眼４に伝播することができる。ユーザの眼４は、ＶＲ表示コンテンツを見るための可視光Ｓ１を受ける。

更に、装置本体１にはカメラ５を設けることができる。カメラ５は凸レンズ２のユーザ側（すなわち、図１に示す実施形態おける左側）に位置し、カメラ５のレンズは、ユーザのアイパターン特徴を取得するために、ユーザの眼４に面する。ＶＲヘルメットを装着しているユーザに対するアイデンティティ認識は、アイパターン特徴を比較およびマッチングすることによって行うことができる。関連技術分野におけるパスワード、ジェスチャ認識等に基づくアイデンティティ認識方式と比較して、本出願は、ＶＲヘルメットに設置されたカメラ５によってユーザのアイパターン特徴を取得および認識することができ、これは、複雑な構造およびデバイスを一切必要とせず、ユーザが別個のおよび追加の動作を行うことを必要としない。これにより、アイデンティティ認識の効率が改善し、ユーザ動作が簡略化する。カメラ５は、赤外線（ＩＲ）カメラ、または赤－緑－青（ＲＧＢ）－ＩＲ一体型カメラとすることができるが、本出願においてこれに限定されない。

上記の実施形態において、ＶＲ再生コンポーネント３によって再生されるＶＲ表示コンテンツをブロックすることを回避するために、すなわち、可視光Ｓ１の伝播をブロックすることを回避するために、カメラ５は、ユーザの眼４に対し、凸レンズ２の可視エリア外に配置される必要がある（例えば、可視エリアは、図１に示すように上側境界Ｔ１および下側境界Ｔ２によって示すことができる）。カメラ５は、装置本体１の底部に設けることができ、すなわち、カメラ５は凸レンズ２の下に位置する。カメラ５のレンズがユーザの眼４に面するように、カメラ５を第１の事前に設定された角度で上向きに傾けることができる。

ＶＲヘルメットを用いている間、ユーザは、図１に示すような正視状態に自身の眼４を維持することができ、これにより、眼４からの光Ｓ２が実質的に水平に伝播することができ、カメラ５と眼４との間の線が光Ｓ２と角度αを形成することができる。次に、角度αが過度に大きいときの、取得されるアイパターン特徴の重度の変形を回避するために、カメラ５は、（水平距離および垂直距離のうちの少なくとも一方の観点で）凸レンズ２の縁部と密に接触して配設することができる。すなわち、（水平距離および垂直距離のうちの少なくとも一方の観点における）カメラ５と眼４との間の距離は、角度αを可能な限り小さく保持するように最大にされる。

更に、図２に示すように、ＶＲヘルメットは調節コンポーネント６を含むことができ、調節コンポーネント６は、カメラ５に電気的に接続され、それによって、異なるユーザが同じＶＲヘルメットを用いるとき、カメラ５のレンズがユーザの眼４に面することを確実にするように調節コンポーネント６がカメラ５の角度を調節することができ、それにより、取得されるアイパターン特徴の歪みを回避することができる。

図１に示すように、上記の実施形態において、垂直方向では、可視光Ｓ１をブロックすることを回避するために、カメラ５は可視エリアの外側に位置しなくてはならず、眼４と同じ高さを有することができないが、水平方向では、カメラ５のレンズと光Ｓ２との間の水平方向の角度を、なくさないにしても、最小限にすることができる。例えば、ユーザの眼４が、通常、水平方向において凸レンズ２の中央位置に位置するため、カメラ５は、図３に示すように、水平方向において凸レンズ２の中心位置に位置し、それにより、カメラ５によって取得されるアイパターン特徴が変形するか若しくは歪む可能性を低減し、またはアイパターン特徴における変形若しくは歪みを低減することができる。

上記の実施形態において、ＶＲヘルメットは、ユーザの眼に対応する２つの凸レンズ２を含む。例えば、図３は、ユーザの右眼に対応する右凸レンズ２１、およびユーザに左眼に対応する左凸レンズ２２を示す。実際の要件に応じて、１つまたは複数のカメラ５を提供することができる。例えば、図３に示すように、カメラ５は、ユーザの右眼のアイパターン特徴を取得するために、右凸レンズ２１にのみ配設されてもよく、同様に、カメラ５は、ユーザの左眼のアイパターン特徴を取得するために、左凸レンズ２２にのみ配設されてもよい。確実に、カメラ５は、ユーザの右眼および左眼のアイパターン特徴を同時にまたは別個に取得するために、それぞれ右凸レンズ２１および左凸レンズ２２に配設されてもよい。

確かに、図１～図３に示す実施形態において、カメラ５は、装置本体１の底部に、凸レンズ２の下に位置するが、カメラ５は他の位置に位置してもよく、これは本出願において限定されない。例えば、図４に示すように、カメラ５は、装置本体１の最上部に、凸レンズ２の上に配設されてもよく、それによって、カメラ５は、第２の事前に設定された角度だけ下向きに傾き、カメラ５のレンズは、アイパターン特徴の取得を達成するようにユーザの眼４に面する。図２に示す実施形態と同様に、図４に示す実施形態におけるカメラ５は、カメラ５の角度調節を達成するように、調節コンポーネント６に電気的に接続することもできる。図３に示す実施形態と同様に、図４に示す実施形態におけるカメラ５も、水平方向において対応する凸レンズ２の中心位置に配設され、カメラ５によって取得されるアイパターン特徴が変形するか若しくは歪む可能性を低減し、またはアイパターン特徴における変形若しくは歪みを低減することができる。詳細な実施についてはここで繰り返さない。

図５は、本出願の例示的な実施形態によって提供されるＶＲヘルメットの側面断面図である。図５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には、装置インタフェース７を設けることができ、それによって、装置インタフェース７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デバイス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およびグラフィックカードを用い、表示のためにスクリーンコンポーネントを用いることによって、電子デバイスは、装置本体１においてＶＲ再生コンポーネント３として機能することができる。

更に、装置本体１におけるカメラ５は、データ線８を通じて装置インタフェース７に接続することができ、それによって、装置インタフェース７に接続された電子デバイスが切り替え制御命令を出すとき、カメラ５は、装置インタフェース７およびデータ線８を通じて切り替え制御命令を受信し、切り替え制御命令に応答して状態切り替え動作を行うことができる。換言すれば、電子デバイスまたは電子デバイス上で実行しているアプリケーションプログラムを制御することによって、電子デバイスは、切り替え制御命令をカメラ５に送信し、それによって、眼４のアイパターン特徴を取得するようにカメラ５を制御することができる。これにより、アイパターン特徴取得の制御可能性が改善する。

加えて、カメラ５がアイパターン特徴の取得を完了した後、ＶＲヘルメットに処理モジュールが設けられている場合、取得されたアイパターン特徴を、処理のために処理モジュールに送信することができる。代替的に、カメラ５は、装置インタフェース７およびデータ線８を通じて、取得されたアイパターン特徴を、上記の電子デバイスによる処理のためにこの電子デバイスに送信することができる。

モバイルフォン等の電子デバイスとマッチングされた、分割型ＶＲヘッドマウント装置以外に、本出願のＶＲヘルメットは、ＶＲヘッドマウント装置の他の形態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の場合、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対にすることができる。ＶＲ再生コンポーネント３は、ＶＲヘルメット等に組み込まれた表示コンポーネントとすることができ、ＶＲ表示コンテンツをレンダリングするために外部装置が用いられる。別の例として、ＶＲヘルメットを一体型ＶＲヘッドマウント装置とすることができるとき、すなわち、ＶＲヘルメットが、外部装置に頼ることなくＶＲ再生機能を独立して実施することができるとき、ＶＲ再生コンポーネント３はＶＲヘルメットに内蔵される。ＶＲ再生コンポーネント３は、ＶＲ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。

用語「含む」、「備える」、または任意の他の派生形は、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。したがって、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、そのプロセス、方法、物品、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。

ここで、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。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示される実施態様は、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。

本出願において用いられる用語は、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、本開示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「一」、「上記」および「前記」は、複数形を含むと解釈されるべきである。また、本明細書において用いられる「および／または」という用語は、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表し、含む。

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が理解されるべきである。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」という語は、「～のとき」、または「～の際」または「判断に応答して」と解釈される場合がある。

上述した実施形態は、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。本開示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、本出願の保護範囲内にあるものとする。

Claims (14)

1. 装置本体を備えるバーチャルリアリティーヘッドマウント装置であって、前記装置本体は、２つの凸レンズ、電子デバイス、および２つのカメラを備え、前記２つのカメラは、前記２つの凸レンズのそれぞれに対応するユーザのアイパターン特徴を取得するために、それぞれ前記２つの凸レンズのユーザ側に配置され、前記２つのカメラのうちの第１のカメラのレンズは、前記ユーザの前記アイパターン特徴を取得するために前記ユーザの眼に面し、
   前記電子デバイスは、前記ユーザから離れた前記２つの凸レンズの側に配置され、バーチャルリアリティーコンテンツを表示し、前記２つのカメラから前記アイパターン特徴を受け取り、
   前記バーチャルリアリティーヘッドマウント装置は、前記ユーザから離れた前記２つの凸レンズの側の前記装置本体に配置された装置インタフェースをさらに備え、
   前記装置インタフェースは前記電子デバイスと電気的に接続され、前記２つのカメラは前記装置インタフェースに接続され、前記装置インタフェースを介して前記電子デバイスによって送信された制御命令を受信すると同時に、前記アイパターン特徴を取得するように構成され、
   前記バーチャルリアリティーヘッドマウント装置は、さらに、前記アイパターン特徴に基づいて、前記バーチャルリアリティーコンテンツの表示を妨げることなく、前記ユーザのアイデンティティ認識を実行するように構成されている、
   装置。
2. 前記第１のカメラは、前記２つの凸レンズのうちの第１の凸レンズの下に位置し、前記第１のカメラは、前記第１のカメラの前記レンズが前記ユーザの前記眼に面するように、第１の予め設定された角度だけ上向きに傾く、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１のカメラは、前記２つの凸レンズのうちの第１の凸レンズの上に位置し、前記第１のカメラは、前記第１のカメラの前記レンズが前記ユーザの前記眼に面するように、第２の予め設定された角度だけ下向きに傾く、請求項１に記載の装置。
4. 前記第１のカメラは、前記ユーザに対し、前記２つの凸レンズのうちの第１の凸レンズの可視エリア外に設けられる、請求項１に記載の装置。
5. 前記第１のカメラは、前記２つの凸レンズのうちの第１の凸レンズの縁部と密に接触した位置に設置される、請求項１に記載の装置。
6. 前記第１のカメラは、ＲＧＢカメラまたはＲＧＢ－ＩＲカメラである、請求項１に記載の装置。
7. バーチャルリアリティーヘッドマウント装置であって、
   凸レンズおよびカメラを備え、前記カメラは、前記凸レンズのユーザ側に配置され、前記カメラのレンズは、前記ユーザのアイパターン特徴を取得するために前記ユーザの眼に面する、装置本体と、
   前記装置本体に設けられた装置インタフェースであって、前記装置インタフェースは、前記装置本体に設置された電子デバイスに電気的に接続されることが可能であり、前記ユーザから離れた前記凸レンズの側に配置され、前記電子デバイスは、バーチャルリアリティーコンテンツを再生し、前記カメラから前記アイパターン特徴を受け取るのに用いられ、前記ユーザから離れた前記凸レンズの側に配置される、装置インタフェースと、を備え、
   前記カメラは、データ線を通じて前記装置インタフェースに接続され、前記カメラは、前記装置インタフェースおよび前記データ線を通じて前記電子デバイスによって送信された切り替え制御命令を受信すると、前記切り替え制御命令に応答して状態切り替え動作を行い、前記アイパターン特徴を取得するように構成され、
   前記バーチャルリアリティーヘッドマウント装置は、さらに、前記アイパターン特徴に基づいて、前記バーチャルリアリティーコンテンツの表示を妨げることなく、前記ユーザのアイデンティティ認識を実行するように構成されている、
   装置。
8. 調節コンポーネントであって、前記第１のカメラの前記レンズが前記ユーザの前記眼に向かって傾くように前記第１のカメラの角度調節を行うことが可能である、調節コンポーネントを更に備える、請求項１に記載の装置。
9. 前記カメラは、前記凸レンズの下に位置し、前記カメラの前記レンズが前記ユーザの前記眼に面するように、第１の角度だけ上向きに傾く、請求項７に記載の装置。
10. 前記カメラは、前記凸レンズの上に位置し、前記カメラの前記レンズが前記ユーザの前記眼に面するように、第２の角度だけ下向きに傾く、請求項７に記載の装置。
11. 前記カメラは、前記ユーザに対し、前記凸レンズの可視エリア外に設けられる、請求項７に記載の装置。
12. 前記カメラは、前記凸レンズの縁部と接触している、請求項７に記載の装置。
13. 前記カメラは、ＲＧＢカメラまたはＲＧＢ－ＩＲカメラである、請求項７に記載の装置。
14. 前記カメラの前記レンズが前記ユーザの前記眼に面するように前記カメラの角度調節を行う調節コンポーネントを更に備える、請求項７に記載の装置。

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