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公開番号2025141782
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024203370
出願日2024-11-21
発明の名称頭部装着型ディスプレイおよびシステム
出願人キヤノンメディカルシステムズ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G06F 3/01 20060101AFI20250919BHJP(計算;計数)
要約【課題】ユーザの眼球の視線が変化しても当該ユーザの眼球内に投影される画像の位置を維持すること。
【解決手段】仮想現実、複合現実、または拡張現実システムに使用される頭部装着型ディスプレイは、画像を表示する表示装置と、ユーザの眼球の視線を判定するトラッキングシステムと、調整可能な光学装置を含み、前記画像を前記ユーザの眼球内に投影する光学システムと、前記ユーザの眼球の前記視線が変化したときに、前記ユーザの眼球内に投影される前記画像の位置が変化しないように、前記ユーザの眼球の前記視線に基づいて前記調整可能な光学装置を制御する処理回路と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
画像を表示する表示装置と、
ユーザの眼球の視線を判定するトラッキングシステムと、
調整可能な光学装置を含み、前記画像を前記ユーザの眼球内に投影する光学システムと、
前記ユーザの眼球の前記視線が変化したときに、前記ユーザの眼球内に投影される前記画像の位置が変化しないように、前記ユーザの眼球の前記視線に基づいて前記調整可能な光学装置を制御する処理回路と、
を備える、仮想現実、複合現実、または拡張現実システムに使用される頭部装着型ディスプレイ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記表示装置は、前記画像の第１の領域が前記画像の第２の領域よりも高い解像度を有するように前記画像を表示し、
前記光学システムは、前記画像の前記第１の領域を前記ユーザの眼球の網膜の中央部上に投影し、
前記処理回路は、前記ユーザの眼球の前記視線が変化したときに、前記ユーザの眼球の網膜上に投影される前記画像の前記第１の領域の位置が変化しないように、前記ユーザの眼球の前記視線に基づいて前記調整可能な光学装置を制御する、
請求項１に記載の頭部装着型ディスプレイ。
【請求項３】
前記表示装置は、前記画像の前記第１の領域を表示する第１の領域と、前記画像の前記第２の領域を表示する第２の領域とを備え、前記表示装置の前記第１の領域は、前記表示装置の中央または中心窩の領域に対応し、前記表示装置の前記第２の領域は、前記表示装置の周辺領域に対応する、請求項２に記載の頭部装着型ディスプレイ。
【請求項４】
前記処理回路は、前記ユーザの眼球の前記視線に基づいて、前記表示装置上の前記ユーザの眼球の視線ロケーションを決定し、
前記頭部装着型ディスプレイは、前記決定した視線ロケーションに基づいて、前記表示装置上に表示される前記画像をレンダリングするレンダリング回路を備える、
請求項１に記載の頭部装着型ディスプレイ。
【請求項５】
前記トラッキングシステムは、
前記ユーザの眼球の一部を照射するエミッタと、
前記ユーザの前記眼球の前記一部の画像を撮像するセンサと、
前記ユーザの眼球の前記一部の前記画像を前記センサに向かわせるように配置された１つまたは複数の更なる光学装置と、
のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の頭部装着型ディスプレイ。
【請求項６】
前記調整可能な光学装置は、フローティングレンズまたは可動レンズを備え、
前記処理回路は、前記センサで撮像された前記ユーザの眼球の前記一部の前記画像の位置に基づいて、前記調整可能な光学装置に適用される移動量を決定する、
請求項５に記載の頭部装着型ディスプレイ。
【請求項７】
前記処理回路は、前記調整可能な光学装置に適用される移動量に基づいて、前記表示装置上の前記ユーザの眼球の視線ロケーションを決定する、
請求項６に記載の頭部装着型ディスプレイ。
【請求項８】
前記トラッキングシステムは、前記ユーザの眼球の焦点度を判定し、
前記処理回路は、前記判定した焦点度に基づいて、前記ユーザの眼球内に投影される前記画像の焦点を制御する、
請求項１に記載の頭部装着型ディスプレイ。
【請求項９】
前記トラッキングシステムは、前記ユーザの眼球ごとの視線を判定し、前記ユーザの第１の眼球の第１の視線を判定する第１の部分と、前記ユーザの第２の眼球の第２の視線を判定する第２の部分と、を備える、
請求項１に記載の頭部装着型ディスプレイ。
【請求項１０】
前記表示装置は、
第１の画像を表示する第１の表示パネルおよび第２の画像を表示する第２の表示パネル、または、
前記画像を表示する単一の表示パネル、のいずれか一方を備える、
請求項１に記載の頭部装着型ディスプレイ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想現実、複合現実、または拡張現実システムに使用される頭部装着型ディスプレイに関する。本発明はまた、例えば、テレプレゼンスシステム、仮想現実システム、複合現実システム、および／または拡張現実システムなどのシステムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
仮想現実ヘッドセットなどの頭部装着型ディスプレイは、医用撮像処理または他の医療応用を含む技術分野に適応可能である。頭部装着型ディスプレイは、表示装置と、当該表示装置上の画像をユーザの眼球の網膜上に投影する１つまたは複数の光学装置を含みうる。立体映像アプリケーションでは、ユーザの片眼ごとに提示される微妙に異なる画像をもつ２つの表示パネルを用いられることがある。
【０００３】
しかし、前記表示装置の大きさおよび／または解像度は限られており、画像忠実性および／またはユーザ体験に影響を与えることがある。１つまたは複数の高解像度の表示装置を用いることが望ましいかもしれない。しかし、頭部装着型ディスプレイの計算能力および／または帯域幅は限られており、十分に高いフレームレートで高解像度の表示装置を更新するには不十分であるかもしれない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許出願公開第２０１８１３６７２０号明細書
米国特許出願公開第２０２１１７３４７４号明細書
米国特許出願公開第２０１８０８１１７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、ユーザの眼球の視線が変化しても当該ユーザの眼球内に投影される画像の位置を維持することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ある実施形態は、仮想現実、複合現実、または拡張現実システムに使用される頭部装着型ディスプレイを提供する。前記頭部装着型ディスプレイは、画像を表示する表示装置と、ユーザの眼球の視線を判定するトラッキングシステムと、調整可能な光学装置を含み、前記画像を前記ユーザの眼球内に投影する光学システムと、前記ユーザの眼球の前記視線が変化したときに、前記ユーザの眼球内に投影される前記画像の位置が変化しないように、前記ユーザの眼球の前記視線に基づいて前記調整可能な光学装置を制御する処理回路と、を備える。
【０００７】
ある実施形態は、仮想現実、複合現実、または拡張現実システムに使用される頭部装着型ディスプレイを提供する。前記頭部装着型ディスプレイは、画像の第１の領域が前記画像の第２の領域よりも高い解像度を有するように前記画像を表示する表示装置と、ユーザの眼球の視線を判定するトラッキングシステムと、調整可能な光学装置を含み、前記画像の前記第１の領域を前記ユーザの眼球の網膜の中央部上に投影する光学システムと、前記ユーザの眼球の前記視線が変化したときに、前記ユーザの眼球の網膜上に投影される前記画像の前記第１の領域の位置が変化しないように、前記ユーザの眼球の前記視線に基づいて前記調整可能な光学装置を制御する処理回路と、を備える。
【０００８】
ある実施形態は、ここで説明される１つまたは複数の実施形態に従った頭部装着型ディスプレイと、前記頭部装着型ディスプレイに対して遠隔に位置する少なくとも１つのカメラと、前記視線に基づいて、前記少なくとも１つのカメラの位置および／または動きを制御する制御システムと、を備えるシステムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施形態に従った頭部装着型ディスプレイの概略図である。
図２は、図１の頭部装着型ディスプレイの一部の概略図である。
図３は、ユーザの眼球の異なる視線におけるトラッキングシステムを含む図２の頭部装着型ディスプレイの当該一部の概略図である。
図４は、ユーザの眼球の異なる焦点における図２の頭部装着型ディスプレイの当該一部の概略図である。
図５は、別の実施形態に従った頭部装着型ディスプレイの一部の概略図である。
図６は、ユーザの眼球の異なる視線における図５の頭部装着型ディスプレイの当該一部の概略図である。
図７は、ユーザの眼球の異なる視線における図５の頭部装着型ディスプレイの当該一部の別の概略図である。
図８は、ユーザの眼球の異なる視線におけるトラッキングシステムを含む図５の頭部装着型ディスプレイの当該一部の別の概略図である。
図９は、ユーザの眼球の異なる焦点における図５の頭部装着型ディスプレイの当該一部の概略図である。
図１０は、別の実施形態に従った頭部装着型ディスプレイの概略図である。
図１１は、別の実施形態に従った頭部装着型ディスプレイの概略図である。
図１２は、ユーザの第１および第２の眼球の両方が同一方向を見る例の概略図である。
図１３は、ユーザの第１および第２の眼球が異なる方向を見る例の概略図である。
図１４は、ユーザの頭部の例示的な動きの概略図である。
図１５は、図１０の頭部装着型ディスプレイを備えたシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態に従った頭部装着型ディスプレイ１０が、図１に概略的に示される。本実施形態において、頭部装着型ディスプレイ１０は表示装置１２を備える。表示装置１２はＬＣＤディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、等を備えてよい。表示装置１２は、画像１４を表示する。本実施形態では、表示装置１２は表示パネル１３を備える。画像１４は表示パネル１３上に表示される。画像１４は、２次元または３次元シーンの画像であってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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