JP2019003445A - 頭部装着ディスプレイ装置、認証方法、及び認証プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】頭部装着ディスプレイを用いたよりセキュリィティ性の高い認証を行う、ことを目的とする。【解決手段】ＨＭＤ１２は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を判定し、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たした場合に認証を可能とする。ＨＭＤ１２は、まず、認証用識別体５０がカメラ３０によって撮像されるまでユーザ認証は行われない。従って、本実施形態に係るユーザ認証は、認証を行う場所が指定されていることとなり、場所を問わずにキー入力等で行うユーザ認証に比べて、セキュリィティ性が高い。そして、ＨＭＤ１２は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たした場合に認証を可能とするので、よりセキュリィティ性の高いユーザ認証が可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は、頭部装着ディスプレイ装置、認証方法、及び認証プログラムに関するものである。

情報処理装置を起動する際やコンピュータネットワーク等にアクセスする際に、ユーザ認証が行われる場合がある。このユーザ認証が成功した場合にのみ、情報処理装置の使用やコンピュータネットワークへのアクセスが可能となる。

ユーザ認証としては、例えば、キーボードを介したパスワードの入力が求められる。また、キーボードを用いることによるパスワードの漏えい等を防止するために、情報処理装置に応じた様々なユーザ認証が開発されている。

ここで、頭部装着ディスプレイ装置（Head Mount Display：ＨＭＤ）での認証操作として特許文献１には、ソフトキーボードを表示部に表示し、頭部着用型カメラで撮像した利用者の手の位置または形状に関する情報により入力操作を判定して個々のキーの選択操作を受け付け、ソフトキーボードを介したパスワードの入力を可能とすることが開示されている。

特開２００４−１２６９７３号公報

特許文献１に記載のようなソフトキーボードを介したパスワードの入力による認証操作は、従来から用いられている認証操作と同様のものである。このため、特許文献１に係るユーザ認証のセキュリィティ性は、従来のものに比べて特段高いものではない。このため、頭部装着ディスプレイ装置において、よりセキュリィティ性の高い認証が求められる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、よりセキュリィティ性の高い認証を行える、頭部装着ディスプレイ装置、認証方法、及び認証プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の頭部装着ディスプレイ装置、認証方法、及び認証プログラムは以下の手段を採用する。

上記課題を解決するため、本発明の一態様である「頭部装着ディスプレイ装置」は、ユーザが視認可能なように、前記ユーザの頭部にディスプレイが装着される頭部装着ディスプレイ装置であって、認証に用いる識別体と前記ユーザとの位置関係を判定する判定手段と、前記識別体と前記ユーザとの位置関係が所定条件を満たした場合に認証を可能とする認証手段と、を備える。

上記課題を解決するため、本発明の一態様である「認証方法」は、ユーザが視認可能なように、前記ユーザの頭部にディスプレイが装着される頭部装着ディスプレイ装置の認証方法であって、認証に用いる識別体と前記ユーザとの位置関係を判定する第１工程と、前記識別体と前記ユーザとの位置関係が所定条件を満たした場合に認証を可能とする第２工程と、を有する。

上記課題を解決するため、本発明の一態様である「認証プログラム」は、ユーザが視認可能なように、前記ユーザの頭部にディスプレイが装着される頭部装着ディスプレイ装置が有するコンピュータを、認証に用いる識別体と前記ユーザとの位置関係を判定する判定手段と、前記識別体と前記ユーザとの位置関係が所定条件を満たした場合に認証を可能とする認証手段と、して機能させる。

上記「頭部装着ディスプレイ装置」には、以下に例示するように、種々の技術的限定を加えてもよい。また、同趣旨の技術的限定を、「認証方法」が実行する処理ステップや「認証プログラム」の機能に加えてもよい。

前記位置関係は、前記識別体と前記ユーザとのなす角度、及び前記識別体と前記ユーザとの距離の少なくとも一つである。

前記識別体は、少なくとも正面及び背面が定められ、前記所定条件は、前記識別体の所定面に対する前記ユーザの位置が含まれる。

前記判定手段は、前記位置関係が前記所定条件を満たさない場合、前記所定条件を満たすようにユーザの移動を促す報知を行う。

前面にカメラを備え、前記識別体は、実在する物体であり、前記判定手段は、前記カメラが前記識別体を撮像した場合に、前記識別体と前記ユーザとの位置関係を判定する。

前記識別体は、仮想的な物体であり、前記判定手段は、前記識別体が前記ディスプレイに表示された場合に、前記識別体と前記ユーザとの位置関係を判定する。

前記ユーザの視線を検知する視線検知手段を備え、前記認証手段は、前記識別体と前記ユーザとの位置関係が所定条件を満たし、かつ前記ユーザが視線を前記識別体に合わせたことを前記視線検知手段が検知した場合に認証を可能とする。

前記認証手段は、前記識別体が前記ユーザの視野における特定領域で視認されるように位置し、かつ前記識別体と前記ユーザとの位置関係が所定条件を満たした場合に認証を可能とする。

本発明によれば、頭部装着ディスプレイを用いたよりセキュリィティ性の高い認証を行える、という効果を有する。

本発明の第１実施形態に係るディスプレイシステムの構成図である。 本発明の第１実施形態に係るＨＭＤの外観図である。 本発明の第１実施形態に係るＨＭＤの電気的構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る認証用識別体とユーザとの位置関係を模式的に示した図である。 本発明の第１実施形態に係る認証用識別体とユーザとの位置関係を模式的に示した図である。 本発明の第１実施形態に係るユーザ認証処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るＨＭＤの電気的構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第３実施形態に係るユーザ認証処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る認証用領域を示す模式図である。

以下に、本発明に係る頭部装着ディスプレイ装置、認証方法、及び認証プログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。

［１．第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。

［１−１．ディスプレイシステムの構成］
図１は、本実施形態に係るディスプレイシステム１０の構成図である。

ディスプレイシステム１０は、頭部装着ディスプレイ装置（Head Mount Display、以下「ＨＭＤ」という。）１２及びサーバ１４を備える。

ＨＭＤ１２とサーバ１４は、通信回線１８を介して情報の送受信が可能とされている。なお、ＨＭＤ１２は通信回線１８に直接アクセスするための通信機能を有していてもよいし、例えば、携帯電話端末等の他の情報処理装置を介して通信回線１８にアクセスしてもよい。

サーバ１４は、ＨＭＤ１２で実行されるプログラム等の各種情報を記憶しており、必要に応じてＨＭＤ１２との間で情報の送受信を行う。

図２は、本実施形態に係るＨＭＤ１２の外観図の一例である。本実施形態に係るＨＭＤ１２は、一例として、テンプル２０をユーザ１６の耳に掛けてユーザ１６の頭部に保持されるメガネ型であり、透明のディスプレイ２２に画像を投影させる。このように、本実施形態に係るＨＭＤ１２は、ユーザ１６がディスプレイ２２を透過して外界も視認できる透過型である。すなわち、本実施形態に係るＨＭＤ１２は、拡張現実（ＡＲ : Augmented Reality）を可能とする。なお、画像は、ユーザ１６の両眼で視認可能なように投影されてもよいし、片眼のみで視認可能なように投影されてもよい。

また、ＨＭＤ１２の前面にはカメラ３０が備えられ、ＨＭＤ１２の前方、換言するとＨＭＤ１２を装着したユーザ１６の前方をカメラ３０が撮像する。

本実施形態に係るＨＭＤ１２は、ユーザ１６がＨＭＤ１２を起動させる場合にユーザ認証を行い、ユーザ認証に成功した場合にユーザ１６の操作を可能とする。本実施形態に係るＨＭＤ１２は、よりセキュリィティ性を高めるために、認証に用いる識別体（以下「認証用識別体」という。）とユーザ１６との位置関係を判定し、認証用識別体とユーザ１６との位置関係が所定条件（以下「認証可能条件」という。）を満たした場合に認証を可能とする。

［１−２．ＨＭＤの機能ブロック図］
図３は、本実施形態に係るＨＭＤ１２の電気的構成を示す機能ブロック図である。

ＨＭＤ１２は、カメラ３０の他に、画像投影部３２、主制御部３６、記憶部３８、及び通信部４０を備える。

画像投影部３２は、入力された画像データに基づいて、ディスプレイ２２に対して画像を投影することによって、拡張現実（ＡＲ）を可能とする。

主制御部３６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等であり、ＨＭＤ１２全体の動作を制御する。

記憶部３８は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、又はフラッシュメモリ等で構成されており、主制御部３６による各種プログラムに基づく処理の実行時のワークエリアや、画像等の各種データ及び主制御部３６の処理に利用されるプログラム等を保存する。

通信部４０は、通信回線１８に接続する機能を有し、例えばＮＩＣ（Network Interface Controller）であり、携帯電話網等の通信網に接続する。なお、通信部４０は、ＮＩＣに代えて又はＮＩＣと共に、無線ＬＡＮ（Local Area Network）に接続する機能、無線ＷＡＮ（Wide Area Network）に接続する機能、例えばBluetooth（登録商標）等の近距離の無線通信、及び赤外線通信等を可能とする機能を有してもよい。

これらカメラ３０、画像投影部３２、主制御部３６、記憶部３８、及び通信部４０は、システムバスを介して相互に電気的に接続されている。従って、主制御部３６は、カメラ３０に対する被写体の撮像指示、画像投影部３２に対する画像の投影指示、記憶部３８へのアクセス、及び通信部４０を介した各種通信網や他の端末へのアクセス等を行える。

なお、上記構成の他に、ＨＭＤ１２には音を出力するためのスピーカやイヤホンジャック、他の情報処理装置との間でデータの送受信を行うためのＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ等が備えられる。

また、ＨＭＤ１２は、有線又は無線によってコントローラと接続可能とされ、コントローラを用いたユーザ操作が可能とされている。さらに、ＨＭＤ１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）等によって位置を検知するための位置検知部（位置検知機能）や、加速度センサ等によってＨＭＤ１２の姿勢を検知するための姿勢検知部（姿勢検知機能）等を備えてもよい。

主制御部３６は、画像表示制御部４２、画像解析部４４、位置関係判定部４６、及び認証処理部４８を備える。主制御部３６が備える各部は、記憶部３８に記憶されているプログラムによって実現される。

画像表示制御部４２は、ディスプレイ２２に投影させる画像を示す画像データを画像投影部３２へ出力する。

画像解析部４４は、カメラ３０によって撮像された画像に対して画像解析を行い、カメラ３０によって撮像された被写体を特定する。

位置関係判定部４６は、認証用識別体とユーザ１６との位置関係を判定する。

認証処理部４８は、認証用識別体とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たした場合にユーザ認証を可能とし、ユーザ認証に関する処理を実行する。

［１−３．認証用識別体とユーザとの位置関係の判定］
図４，５は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を示したものであり、認証用識別体５０とユーザ１６とを上方から投影した上方視平面を示す。

本実施形態に係るユーザ認証は、認証用識別体５０を予め登録されている実在する物体とし、カメラ３０が認証用識別体５０を撮像した場合に、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を判定して認証可能条件を満たした場合にユーザ認証を可能とする。

図４，５に示される認証用識別体５０は、一例として、机５２に載置されたモニタ５４である。ＨＭＤ１２は、カメラ３０によって撮像された被写体に認証用識別体５０が含まれると認識した場合に、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を判定する。なお、図４，５に示される認証用識別体５０は、一例であり、時計や窓等、他の物体であってもよいが、実空間において位置が変化しない物体が好ましい。

このように、本実施形態に係るユーザ認証では、認証用識別体５０の初期位置が実空間において予め定められている。すなわち、認証用識別体５０がカメラ３０によって撮像されるまでユーザ認証は行われない。従って、本実施形態に係るユーザ認証は、認証を行う場所が指定されていることとなり、場所を問わずにキー入力等で行うユーザ認証に比べて、セキュリィティ性が高い。

なお、実在する物体である認証用識別体５０の形状や色等の特徴部分は、予めＨＭＤ１２に記憶されている。認証用識別体５０の特徴部分は、認証用識別体５０を登録するために取得した実空間画像に対して画像解析を行うことで抽出され、記憶部３８に予め記憶される。

また、認証用識別体５０の特徴部分は、例えば、３次元的に記憶される。すなわち、認証用識別体５０の正面、両側面、及び背面の特徴部分が記憶されて３次元の認証用画像データとされる。これにより、認証用識別体５０の正面だけでなく側面や背面をカメラ３０が撮像した場合でも、画像解析部４４はそれを認証用識別体５０として認識可能となる。

画像解析部４４は、記憶されている認証用画像データの特徴部分とカメラ３０で撮像された被写体とを画像マッチングする。そして、認証用画像データの特徴部分に一致する被写体、すなわち認証用識別体５０を画像解析部４４が認識した場合に、位置関係判定部４６によって認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係の判定が行われる。なお、認証用識別体５０とユーザ１６との位置は、例えば、３次元座標又は２次元（平面）座標で管理され、この座標に基づいて位置関係は判定される。

図４は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を認証用識別体５０とユーザ１６とのなす角度（以下「ユーザ角度」という。）θ_Uとした場合の例を示す模式図である。以下では、ユーザ角度θ_Uによって認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を判定する場合の一例を説明する。

ユーザ角度θ_Uは、上方視平面において基準線Ｌ_O（一点鎖線）とユーザ線Ｌ_U（二点鎖線）とのなす角度である。

基準線Ｌ_Oは、認証用識別体５０の基準点Ｐ_Oを通る予め定められた線である。一例として、基準点Ｐ_Oはモニタ５４の正面中央（画面中央）に設けられ、基準点Ｐ_Oを通る基準線Ｌ_Oはモニタ５４の正面に対する垂線である。なお、基準線Ｌ_Oは、基準点Ｐ_Oを通る線であれば、特に限定されない。基準点Ｐ_Oと基準線Ｌ_Oは、認証用識別体５０の特徴部分と共に予め記憶部３８に記憶されている。

ユーザ線Ｌ_Uは、認証用識別体５０の基準点Ｐ_Oとユーザ１６の基準点Ｐ_Uとを結ぶ線である。基準点Ｐ_Uは、一例として、カメラ３０のレンズ中央とするが、ユーザ１６の位置を特定可能であればこれに限られない。

そして、基準線Ｌ_Oを０°とした±所定角度（例えば４５°）の範囲を認証角度θ_Oとし、位置関係判定部４６は、ユーザ角度θ_Uが認証角度θ_Oの範囲内である場合に、認証可能条件が満たされたと判定する。

ユーザ角度θ_Uが認証角度θ_Oの範囲内であるか否かは、一例として、画像解析部４４による画像解析結果を用いて判定される。例えば、認証角度θ_Oの範囲内の各角度における認証用画像データと撮像されている認証用識別体５０とを画像マッチングする。

そして、位置関係判定部４６は、撮像されている認証用識別体５０が認証角度θ_Oの範囲内における認証用画像データと一致する場合に、ユーザ角度θ_Uが認証角度θ_Oの範囲内であり、認証可能条件を満たすと判定する。

図４の例では、ユーザ１６Ａの位置はユーザ角度θ_Uが認証角度θ_Oの範囲内であり、認証可能条件を満たす場合である。ユーザ１６Ｂの位置は、ユーザ１６Ｂがモニタ５４の正面側を向いているものの、ユーザ角度θ_Uは認証角度θ_Oの範囲内になく、認証可能条件を満たさない場合である。ユーザ１６Ｃの位置は、ユーザ１６Ｃがモニタ５４の背面側を向いており、ユーザ角度θ_Uは認証角度θ_Oの範囲内になく、認証可能条件を満たさない場合である。

図５は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を認証用識別体５０とユーザ１６との距離（以下「ユーザ距離」という。）Ｒ_Uとした場合の例を示す模式図である。以下では、ユーザ距離Ｒ_Uによって認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を判定する場合の一例を説明する。

ユーザ距離Ｒ_Uは、上方視平面において認証用識別体５０の基準点Ｐ_Oとユーザ１６の基準点Ｐ_Uとの距離である。

位置関係判定部４６は、ユーザ距離Ｒ_Uが認証距離Ｒ_Oよりも短い場合に、認証可能条件が満たされたと判定する。認証距離Ｒ_Oは、基準点Ｐ_Oを０ｃｍとして所定長さ（例えば１ｍ）である。

ユーザ距離Ｒ_Uが認証距離Ｒ_Oより短いか否かは、例えば、画像解析部４４による認証用識別体５０の画像解析結果を用いて判定される。例えば、認証距離Ｒ_Oだけ離れた位置において、ユーザ１６はカメラ３０によって認証用識別体５０を撮像して認証用画像データを取得する。画像解析部４４は、取得された認証用画像データが画角に対して占める割合（以下「認証用画像割合」という。）を算出して記憶する。

そして、位置関係判定部４６は、認証を行う際にカメラ３０で撮像された認証用識別体５０の画角に対する割合が認証用画像割合以上の場合に、ユーザ距離Ｒ_Uが認証距離Ｒ_Oであり、認証可能条件を満たすと判定する。換言すると、認証を行う際にカメラ３０で撮像された認証用識別体５０が、認証用画像データと同じ又は大きく撮像された場合に認証可能条件を満たすと判定される。

図５の例では、ユーザ１６Ａの位置は、ユーザ距離Ｒ_Uが認証距離Ｒ_Oより短く、認証可能条件を満たす場合である。ユーザ１６Ｂの位置は、ユーザ距離Ｒ_Uが認証距離Ｒ_Oより長く、認証可能条件を満たさない場合である。

また、認証可能条件とされる認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係は、ユーザ角度θ_Uとユーザ距離Ｒ_Uとの少なくとも一つで有ればよく、認証角度θ_Oに基づく判定と認証距離Ｒ_Oに基づく判定とを組み合わせとしてもよい。例えば、認証可能条件を−１８０°≦認証角度θ_O≦＋１８０°、かつ認証距離Ｒ_O＝１ｍとすることで、認証可能条件を満たす範囲が半円形とされる。

［１−４．本実施形態に係るユーザ認証処理］
図６は、主制御部３６によって実行されるユーザ認証処理の流れを示すフローチャートであり、ユーザ認証処理を実行するためのプログラムは記憶部３８の所定領域に予め記憶されている。なお、本実施形態に係るユーザ認証処理は、一例として、ユーザ１６がＨＭＤ１２を起動させる場合に実行されるが、これに限らず、ユーザ認証処理は所定のアプリを起動させる場合等に行われてもよい。

まず、ステップ１００では、カメラ３０による撮像を行う。なお、画像投影部３２は、ディスプレイ２２に対して何も投影しなくてもよいが、例えば、認証用識別体５０をカメラ３０で撮像することをユーザ１６に促すメッセージ等をディスプレイ２２に投影してもよい。

次のステップ１０２では、カメラ３０が認証用識別体５０を撮像したか否かを画像解析部４４が判定し、肯定判定の場合はステップ１０４へ移行する。一方、否定判定の場合は、ステップ１００へ戻り、ユーザ１６はカメラ３０が認証用識別体５０を撮像するように、移動したり顔の向きを変化させる。なお、本実施形態に係るユーザ１６の移動とは、実空間での移動をいう。

また、ステップ１０２において肯定判定となった場合、画像投影部３２は、ディスプレイ２２を透過してユーザ１６が視認している認証用識別体５０と重なるように、認証用識別体５０に対応するオブジェクト（認証用識別体５０を模した画像）をディスプレイ２２に投影してもよい。これにより、ユーザ認証を行うための認証用識別体５０をＨＭＤ１２が認識したことを、ユーザ１６は理解できる。

ステップ１０４では、画像解析部４４による画像解析結果を用いて、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を位置関係判定部４６が判定する。

次のステップ１０６では、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たすか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ１０８へ移行する。一方、否定判定の場合は、ステップ１０７へ移行する。

ステップ１０７では、ユーザ移動報知を位置関係判定部４６が行う。ユーザ移動報知は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たすようにユーザ１６の移動を促す報知である。ユーザ移動報知は、例えば、画像投影部３２が認証用識別体５０に対応する上記オブジェクトを点滅させてディスプレイ２２に投影したり、ユーザ１６の移動を促すメッセージ等をディスプレイ２２に投影する。また、ユーザ移動報知は音声により行われてもよい。

ステップ１０８では、認証処理部４８がユーザ１６による認証操作を可能とし、認証が成功した場合に本ユーザ認証処理を終了する。なお、認証操作は、例えば、コントローラに対する所定操作である。

以上説明したように、本実施形態に係るＨＭＤ１２は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を判定し、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たした場合に認証を可能とする。

このような構成により、本実施形態に係るＨＭＤ１２は、まず、認証用識別体５０がカメラ３０によって撮像されるまでユーザ認証を行わない。従って、本実施形態に係るユーザ認証は、認証を行う場所が指定されていることとなり、場所を問わずにキー入力等で行うユーザ認証に比べて、セキュリィティ性が高い。そして、ＨＭＤ１２は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たした場合に認証を可能とするので、よりセキュリィティ性の高いユーザ認証が可能となる。

［１−５．変形例］
上記実施形態では、画像解析によって認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を判定する形態について説明したが、これに限られず、位置関係は他の手法を用いたり、他の手法と組み合わせて判定されてもよい。例えば、ＨＭＤ１２に方位センサが備えられている場合には、予め認証用識別体５０が位置する方位を記憶（登録）し、認証用識別体５０が位置する方位をユーザ１６が向いていることを認証角度θ_Oや認証距離Ｒ_Oと共に認証可能条件に加えてもよい。

上記実施形態では、ＨＭＤ１２を透過型とする形態について説明したが、これに限られず、ＨＭＤ１２はディスプレイ２２をＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等とし、ユーザ１６がディスプレイ２２を介して外界を視認できない非透過型とされてもよい。非透過型のＨＭＤ１２は、カメラ３０で撮像された実空間を示す画像をディスプレイ２２に表示する。従って、ユーザ１６は、ＬＣＤを介して認証用識別体５０を含む外界を視認できる。

また、認証用識別体５０は、少なくとも正面及び背面が定められ、認証可能条件には、認証識別体５０の所定面（正面、背面、又は側面）に対するユーザの位置が含まれてもよい。

［２．第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態に係るユーザ認証では、認証用識別体５０を実在する物体としたが、本実施形態に係るユーザ認証では、認証用識別体５０を仮想的な物体とする。そして、本実施形態に係るユーザ認証では、認証用識別体５０がディスプレイ２２に表示された場合に、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係を判定する。

［２−１．第２実施形態に係るＨＭＤの構成］
本実施形態に係るディスプレイシステム１０及びＨＭＤ１２の構成は、図１から図３に示す第１実施形態に係るディスプレイシステム１０及びＨＭＤ１２の構成と同様である。

なお、本実施形態に係る画像表示制御部４２は、ユーザ認証を行う場合に認証用識別体５０を示す画像データ（以下「認証用オブジェクト」という。）を画像投影部３２に出力し、画像投影部３２は認証用オブジェクトをディスプレイ２２に投影する。

すなわち、本実施形態に係るＨＭＤ１２は、実空間に実在しない認証用識別体５０である認証用オブジェクトをディスプレイ２２に投影するので、拡張現実（ＡＲ）によるユーザ認証を行うものである。

なお、認証用オブジェクトは、ユーザ１６がそれを認証用識別体５０と認識できる画像であれば、その形状や大きさは限定されず、例えばキャラクター等の画像でもよい。

［２−２．第２実施形態に係るユーザ認証］
ディスプレイ２２に投影された認証用オブジェクトは、画像空間内においてその位置（座標位置）は変化しない。すなわち、ディスプレイ２２に投影される認証用オブジェクトとユーザ１６の位置関係が認証可能条件を満たすように、ユーザ１６は動作（移動）する必要がある。

なお、本実施形態に係る認証用オブジェクトは、一例として、実空間上における特定の座標上に位置する。すなわち、ユーザ１６は認証用オブジェクトとの位置関係が認証可能条件を満たすように実空間を移動する。

そして、認証処理部４８は、認証用オブジェクトの基準点Ｐ_O及びユーザ１６の基準点Ｐ_Uを用い、認証角度θ_O及び認証距離Ｒ_Oの少なくとも一方に基づく認証可能条件を満たした場合に認証を可能とする。なお、本実施形態に係るユーザ１６の基準点Ｐ_Uは、カメラ３０のレンズ中央ではなく、ディスプレイ２２の平面中心としてもよい。

また、認証用オブジェクトには、少なくとも正面及び背面が定められてもよい。例えば、認証用オブジェクトが２次元形状であれば、この認証用オブジェクトの正面及び背面が定められ、認証用オブジェクトが３次元形状であれば、この認証用オブジェクトの正面、背面、及び側面が定められる。さらに、３次元形状の認証用オブジェクトには、正面、背面、及び側面に加え、上面及び下面が定められてもよい。

そして、認証可能条件には、認証用オブジェクトの所定面に対するユーザ１６の位置が含まれてもよい。この場合、基準点Ｐ_Oは例えば認証用オブジェクトの中心とされる。すなわち、認証用オブジェクトが３次元形状であれば、その内部中央（例えば重心点）とされる。

これにより、例えば、認証可能条件として認証用オブジェクトの正面に対してユーザ１６が位置することが含まれ、ユーザ１６が認証用オブジェクトの背面に位置する場合、認証可能条件は満たされないこととなる。このような場合、ユーザ１６は認証用オブジェクトの正面、かつ認証角度θ_O及び認証距離Ｒ_Oの少なくとも一方に基づく認証可能条件を満たす位置に移動する。

［２−３．変形例］
上記実施形態では、ＨＭＤ１２を透過型とする形態について説明したが、これに限られず、ＨＭＤ１２はディスプレイ２２をＬＣＤ等とした非透過型とされてもよい。この形態の場合、ＨＭＤ１２は、カメラ３０で撮像された実空間を示す画像に重畳させて拡張現実（ＡＲ）として認証用識別体５０をディスプレイ２２に表示してもよいし、認証用識別体５０を含みディスプレイ２２に表示させる画像を全て仮想的な画像とすることで、仮想現実（ＶＲ : Virtual Reality）をディスプレイ２２に表示してもよい。

仮想現実（ＶＲ）では、認証用オブジェクトは仮想空間における特定の座標上に位置する。この場合、ユーザ１６の位置も仮想空間の座標上で特定されてもよい。そして、ユーザ１６の移動は、ユーザ１６が実際に移動するだけではなく、ユーザ１６が仮想空間での移動となるような動作（例えばコントローラ等の操作や足踏み動作）等を行い、仮想的に実現されてもよい。

また、上記実施形態では、認証用オブジェクトは画像空間内においてその位置は変化しないとしたが、これに限られず、認証用オブジェクトはその位置が変化してもよい。この形態の場合、例えば、所定時間間隔（一例として１分）毎に認証用オブジェクトの位置が変化する。

［３．第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態に係るＨＭＤ１２は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たし、かつユーザ１６が視線を認証用識別体５０に合わせたことを検知した場合に認証を可能とする。

［３−１．第３実施形態に係るＨＭＤの構成］
本実施形態に係るディスプレイシステム１０及びＨＭＤ１２の構成は、図１及び図２に示す第１実施形態に係るディスプレイシステム１０及びＨＭＤ１２の構成と同様であるので説明を省略する。

図７は、本実施形態に係るＨＭＤ１２の電気的構成を示す機能ブロック図である。なお、図７における図３と同一の構成部分については図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態に係るＨＭＤ１２は、視線検知部６０を備える。視線検知部６０は、例えばユーザ１６の眼を撮像するカメラを備え、ユーザ１６の眼を撮像した結果に基づいて、ユーザ１６の視線を検知する。

認証処理部４８は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たし、かつユーザ１６が視線を認証用識別体５０に合わせたことを視線検知部６０が検知した場合に認証を可能とする。なお、認証処理部４８は、ユーザ１６の視線が所定時間（例えば5秒）以上、認証用識別体５０に合わせられた場合に、ユーザ１６が視線を認証用識別体５０に合わせたと判定する。

［３−２．本実施形態に係るユーザ認証処理］
図８は、本第３実施形態に係るユーザ認証処理の流れを示すフローチャートである。なお、図８における図６と同一のステップについては図６と同一の符号を付して、その説明を一部又は全部省略する。

ステップ１０６において、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たすと判定された場合に、ステップ２００へ移行する。

ステップ２００では、視線検知報知を行う。視線検知報知は、ユーザ１６の視線を検知することをユーザ１６に認識させる報知であり、例えば、認証用識別体５０に視線を所定時間以上合わせる旨を報知する。視線検知報知は、音声で行われてもよいし、ディスプレイ２２に画像を投影することで行われてもよい。

次のステップ２０２では、ユーザ１６の視線が認証用識別体５０に所定時間以上合わせられたか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ１０８へ移行して認証操作を行う。

以上説明したように、本実施形態に係るユーザ認証では、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たし、かつユーザ１６が視線を認証用識別体５０に合わせたことを検知した場合に認証を可能とする。これにより、本実施形態に係るＨＭＤ１２は、よりセキュリィティ性の高い認証が可能となる。

［３−３．変形例］
本実施形態に係るユーザ認証は、認証用識別体５０がユーザ１６の視野における特定領域で視認されるように位置し、かつ認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たした場合に認証を可能としてもよい。

図９は、上記特定領域である認証用領域６２Ａを示す模式図である。認証用領域６２Ａは、換言すると、カメラ３０の画角６４のうち予め定められた領域、又はディスプレイ２２の予め定められた領域である。図９の例では、ユーザ１６の視野をカメラ３０の画角６４に対応するとした場合における認証用領域６２Ａを示しており、疑似的に認証用領域６２Ａ及び非認証用領域６２Ｂに分割される。そして、認証用識別体５０が、認証用領域６２Ａに位置した場合にユーザ認証が行われる。

図９では、画角６４の上半分が認証用領域６２Ａであり、画角６４の下半分が非認証用領域６２Ｂであるが、これに限られない。また、ＨＭＤ１２は、ユーザ１６が認証用領域６２Ａを認識し、認証用領域６２Ａに認証用識別体５０を位置させるように報知が行われる。この報知は、音声で行われてもよいし、ディスプレイ２２に認証用領域６２Ａを示す画像を投影（表示）することで行われてもよい。

なお、認証用識別体５０が認証用領域６２Ａに位置していない場合、ユーザ１６は、例えば、認証用識別体５０を認証用領域６２Ａで視認できるように自身の顔の向きを変化させる。

そして、認証処理部４８は、認証用識別体５０が認証用領域６２Ａに位置し、かつ認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たした場合に認証を可能とする。これにより、ＨＭＤ１２は、よりセキュリィティ性の高い認証が可能となる。

［４．他の実施形態］
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

例えば、上記各実施形態では、ＨＭＤ１２が認証処理部４８を備える形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ＨＭＤ１２で行われるユーザ認証の一部又は全ての処理をサーバ１４が行う形態としてもよい。

また、上記各実施形態では、本発明に係る認証をＨＭＤ１２の起動時に行われるユーザ認証に適用する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、ＨＭＤ１２で実行されるソフトウェアの起動時に行われるユーザ認証に適用されてもよい。また、ＨＭＤ１２で実行されるゲーム内における認証に適用されてもよい。ゲームの認証に適用される形態では、ＨＭＤ１２は、認証用識別体５０に視線が合わされたことを判定した場合に認証を行い、認証に成功した場合に予め定められたイベントが発生する等してもよい。

また、上記各実施形態では、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たした場合に認証を可能とし、一例として、コントローラを用いた認証操作を行う形態について説明したが、発明は、これに限定されるものではない。例えば、ＨＭＤ１２は、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係が認証可能条件を満たしたことで認証成功と判定してもよい。

また、上記各実施形態では、認証用識別体５０とユーザ１６との位置関係をユーザ角度θ_Uとユーザ距離Ｒ_Uとの少なくとも一つとする形態について説明したが、発明は、これに限定されるものではなく、他の位置関係をユーザ認証に用いてもよい。

また、上記各実施形態で説明したユーザ認証処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。

１２ ＨＭＤ（頭部装着ディスプレイ装置）
１６ ユーザ
２２ ディスプレイ
３０ カメラ
４６ 位置関係判定部（判定手段）
４８ 認証処理部（認証手段）
５０ 認証用識別体（識別体）
６０ 視線検知部（視線検知手段）

Claims (10)

1. ユーザが視認可能なように、前記ユーザの頭部にディスプレイが装着される頭部装着ディスプレイ装置であって、
   認証に用いる識別体と前記ユーザとの位置関係を判定する判定手段と、
   前記識別体と前記ユーザとの位置関係が所定条件を満たした場合に認証を可能とする認証手段と、
   を備える頭部装着ディスプレイ装置。
2. 前記位置関係は、前記識別体と前記ユーザとのなす角度、及び前記識別体と前記ユーザとの距離の少なくとも一つである請求項１記載の頭部装着ディスプレイ装置。
3. 前記識別体は、少なくとも正面及び背面が定められ、
   前記所定条件は、前記識別体の所定面に対する前記ユーザの位置が含まれる請求項２記載の頭部装着ディスプレイ装置。
4. 前記判定手段は、前記位置関係が前記所定条件を満たさない場合、前記所定条件を満たすようにユーザの移動を促す報知を行う請求項１から請求項３の何れか１項記載の頭部装着ディスプレイ装置。
5. 前面にカメラを備え、
   前記識別体は、実在する物体であり、
   前記判定手段は、前記カメラが前記識別体を撮像した場合に、前記識別体と前記ユーザとの位置関係を判定する
   請求項１から請求項４の何れか１項記載の頭部装着ディスプレイ装置。
6. 前記識別体は、仮想的な物体であり、
   前記判定手段は、前記識別体が前記ディスプレイに表示された場合に、前記識別体と前記ユーザとの位置関係を判定する
   請求項１から請求項４の何れか１項記載の頭部装着ディスプレイ装置。
7. 前記ユーザの視線を検知する視線検知手段を備え、
   前記認証手段は、前記識別体と前記ユーザとの位置関係が所定条件を満たし、かつ前記ユーザが視線を前記識別体に合わせたことを前記視線検知手段が検知した場合に認証を可能とする
   請求項１から請求項６の何れか１項記載の頭部装着ディスプレイ装置。
8. 前記認証手段は、前記識別体が前記ユーザの視野における特定領域で視認されるように位置し、かつ前記識別体と前記ユーザとの位置関係が所定条件を満たした場合に認証を可能とする
   請求項１から請求項７の何れか１項記載の頭部装着ディスプレイ装置。
9. ユーザが視認可能なように、前記ユーザの頭部にディスプレイが装着される頭部装着ディスプレイ装置の認証方法であって、
   認証に用いる識別体と前記ユーザとの位置関係を判定する第１工程と、
   前記識別体と前記ユーザとの位置関係が所定条件を満たした場合に認証を可能とする第２工程と、
   を有する認証方法。
10. ユーザが視認可能なように、前記ユーザの頭部にディスプレイが装着される頭部装着ディスプレイ装置が有するコンピュータを、
    認証に用いる識別体と前記ユーザとの位置関係を判定する判定手段と、
    前記識別体と前記ユーザとの位置関係が所定条件を満たした場合に認証を可能とする認証手段と、
    して機能させる認証プログラム。
    

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