JP2022526142A - コンタクトレンズシステム - Google Patents

Abstract

拡張現実システムのための、目の中に入れるためのコンタクトレンズシステム（１１０）が開示される。コンタクトレンズシステム（１１０）は、ディスプレイ素子のマトリックスを含むディスプレイ（１１１）と、ホスト（１２０）からデータを受信し、データをディスプレイ（１１１）上に提示するように設定されたドライバユニット（１１２）と、瞳孔の大きさを測定するための、ディスプレイ（１１１）上に組み込まれたセンサ（１１３）のセットとを備える。ドライバユニット（１１２）は、センサのセットからの出力を読み取って瞳孔の大きさを決定し、ディスプレイのアクティブ領域のサイズを調整するようにさらに設定される。【選択図】図１

Description

本明細書の実施形態はコンタクトレンズシステムおよびコンタクトレンズシステムにおける方法に関する。特に、本明細書の実施形態は、拡張現実システムのための動的アクティブ領域ディスプレイをもつコンタクトレンズシステムに関する。

拡張現実システムにおけるディスプレイは急速に発展しつつある。コンタクトレンズ上に電子回路を追加する分野において研究が行われている。レンズ電子回路は、動体視力矯正または画像の表示など、複数の用途のために使用されている。Ｒ．Ｂｌｕｍら、「Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏ－ａｃｔｉｖｅ ｌｅｎｓ ｓｙｓｔｅｍ」、２００７では、視認される物体からの距離、周囲光または瞳孔の大きさなど、異なる条件に応じてレンズ補正を調整する手段として電気活性視力矯正が提案されている。Ｂ．Ａ．ＰＡＲＶＩＺ、「Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ ｉｎ ａ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｌｅｎｓ」、ＩＥＥＥ、２０１０では、ワシントン大学の研究者たちが、ウサギで試験された６４個のピクセルをもつコンタクトレンズを作製した。

瞳孔は、異なる照明、心理状態、焦点が合っている物体までの距離などにおいて、広がる、すなわち異なる大きさを有する。Ｓ．Ｍａｒｃｏｓら、「Ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ－ｏｆ－ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｅｙｅ ｆｒｏｍ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」、Ｖｉｓｉｏｎ Ｒｅｓ．、１９９９に記載されているように、瞳孔の大きさは、視界に直接の影響を及ぼさないが、知覚される被写界深度（ｄｅｐｔｈ－ｏｆ－ｆｉｅｌｄ）に影響を及ぼし、瞳孔の大きさが小さくなるにつれ視野の縁部において物体がよりぼやけて見えるようになる。

たとえばコンタクトレンズディスプレイにおいて、目の極めて近くに表示される物体については、事情が異なる。瞳孔の大きさがディスプレイサイズよりも小さい場合、ディスプレイの縁部からの光は知覚されない。これは、コンタクトレンズ上のディスプレイは、あるシナリオでは瞳孔にとって小さすぎ、別のシナリオでは大きすぎることがあることを意味する。

米国特許出願公開第２０１４／０２４０６６５（Ａ１）号は、電子システムを備える眼科用レンズのための、対眼（ｅｙｅ－ｆａｃｉｎｇ）瞳孔径感知システムを開示している。対眼瞳孔径感知システムは、瞳孔径を決定し、この情報を使用して眼科用レンズの様々な態様を制御するために利用される。瞳孔径センサは、虹彩上の様々なポイントをサンプリングするためにコンタクトレンズ中の様々なロケーションに配置されたより小さいセンサのアレイとして実装される。センサは、光反射と、インピーダンスと、電磁界と、神経活動と、筋活動と、眼科技術分野において知られている他のパラメータとを検出することによって、瞳孔径と瞳孔径の変化とを決定し得る。レンズ中に画像ディスプレイを組み込む可能性を簡単に述べる。

したがって、本明細書の実施形態の目的は、上記で説明した問題に対抗する改善されたコンタクトレンズシステムおよび方法を提供することである。

本明細書の実施形態の一態様によれば、目的は、目の中に入れるためのコンタクトレンズシステムによって達成される。コンタクトレンズシステムは、ディスプレイ素子のマトリックスを含むディスプレイと、リモートホストからデータを受信し、データをディスプレイ上に提示するように設定されたドライバユニットと、瞳孔の大きさを測定するための、ディスプレイ上に組み込まれたセンサのセットとを備える。ドライバユニットは、センサのセットからの出力を読み取って瞳孔の大きさを決定し、瞳孔の大きさに基づいて、ディスプレイ素子をアクティブ化および非アクティブ化することによってディスプレイのアクティブ領域のサイズを調整するようにさらに設定される。

本明細書の実施形態の一態様によれば、目的は、目の中に入れるためのコンタクトレンズシステムにおいて実行される方法によって達成される。コンタクトレンズシステムは、ディスプレイ素子のマトリックスを含むディスプレイと、リモートホストからデータを受信し、データをディスプレイ上に提示するように設定されたドライバユニットと、瞳孔の大きさを測定するための、ディスプレイ上に組み込まれたセンサのセットとを備える。ドライバユニットは、センサのセットからの出力を読み取って瞳孔の大きさを決定し、瞳孔の大きさに基づいて、ディスプレイ素子をアクティブ化および非アクティブ化することによってディスプレイのアクティブ領域のサイズを調整する。

言い換えれば、本明細書の実施形態によるコンタクトレンズシステムおよびコンタクトレンズシステムにおける方法は、ディスプレイのサイズが瞳孔の大きさに応じて動的に調整されることを可能にする。瞳孔の大きさを測定することによって、ディスプレイは、ユーザによって知覚され得るピクセルの最大量がコンテンツを表示するために使用され得るように、サイズが動的に変化し得る。

本明細書の実施形態によるコンタクトレンズシステムのいくつかの利点は、ユーザが常にディスプレイの最大サイズを見ることが可能であること、およびディスプレイ上に提示されるべきデータが、ディスプレイのアクティブ領域のサイズに基づいて動的に調整され得ることである。

したがって、本明細書の実施形態は、拡張現実システムのための改善されたコンタクトレンズシステムおよび方法を提供する。

添付の図面を参照しながら、本明細書の実施形態の例についてより詳細に説明する。

本明細書の実施形態によるコンタクトレンズシステムがそこにおいて実装され得る拡張現実システムを示す概略ブロック図である。 本明細書の一実施形態による、異なるディスプレイサイズをもつコンタクトレンズシステムとフォトセンサとを示す概略図である。 本明細書の別の実施形態による、異なるディスプレイサイズをもつコンタクトレンズシステムとフォトセンサとを示す概略図である。 各センサが１つまたは複数の表示ピクセルと置き換わることによってセンサが配置されたコンタクトレンズシステムを示す概略図である。 ディスプレイ素子の行と列との間にセンサが配置されたコンタクトレンズシステムを示す概略図である。 本明細書の実施形態によるコンタクトレンズシステムにおいて実行される方法を示すフローチャートである。 ＬＴＰＳ基板上のフォトセンサの応答を示すダイヤグラムである。 本明細書の実施形態による、異なる数のセンサをもつコンタクトレンズシステムのアクティブ化曲線を示すダイヤグラムである。

図１は、本明細書の実施形態によるコンタクトレンズシステム１１０がそこにおいて実装され得る拡張現実システム１００のブロック図を示す。拡張現実システム１００は、目の中に入れるためのコンタクトレンズシステム１１０と、情報を送り、コンタクトレンズシステム１１０と対話するホスト１２０とを備える。コンタクトレンズシステム１１０は、ディスプレイ素子のマトリックスを含むディスプレイ１１１と、リモートホスト１２０からデータを受信し、そのデータをディスプレイ１１１上に提示するように設定されたドライバユニット１１２と、瞳孔の大きさを測定するためのセンサ１１３のセットとを備える。センサ１１３のセットはディスプレイ１１１上に組み込まれ得る。ドライバユニット１１２は、ディスプレイ１１１上に出力されたものを制御し、センサ１１３のセットからの入力を処理する。ホスト１２０はドライバユニット１１２を介してコンタクトレンズシステム１１０と対話する。ディスプレイ素子のマトリックスをもつディスプレイ１１１は、コンタクトレンズ上に配置され、構造化された形で光を放出することが可能である。

コンタクトレンズシステムは、ユーザの各目に１つのレンズの、１対のコンタクトレンズを備え得る。レンズは、同等のものであり、同じまたは異なるデータを表示し得る。

センサ１１３のセットは、目から反射された光を測定するフォトダイオードであり得る。他のタイプの瞳孔の大きさまたは直径のセンサも使用され得る。たとえば、米国特許出願公開第２０１４／０２４０６６５（Ａ１）号に開示されているように、センサのセットは単巻コイルアンテナまたは複巻コイルアンテナであり得る。そのようなアンテナは、筋肉が虹彩の収縮および弛緩を制御する際に目からの電磁放射を受信し得る。目の筋肉および神経活動は、たとえば、コンタクト電極、静電容量（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）センサ、およびアンテナを用いて、電磁放射の変化を通して検出され得ることが当該技術分野においてよく知られている。このようにして、筋肉センサに基づく瞳孔径センサが実装され得る。瞳孔径センサはまた、目全体のインピーダンスを測定するように設計された１つまたは複数のコンタクト電極または静電容量電極として実装され得る。インピーダンスは、瞳孔径の変化を検出するために使用され得る。たとえば、虹彩および瞳孔全体で測定されたインピーダンスは瞳孔径に応じて顕著に変化し得る。目の上の適切なロケーションに配置され、目に適切に結合された瞳孔径センサは、インピーダンスのこれらの変化、したがって瞳孔径または瞳孔の大きさの変化を検出し得る。しかし、これらのセンサのすべてがディスプレイ中に組み込まれ得るとは限らない。これらのうちのいくつかは、図１に点線で示されているセンサ１１３のようにディスプレイの外側に配置され得る。

ディスプレイ１１１は、ディスプレイ素子の異なる数の行および列をもつマトリックスによって画定される少なくとも２つのディスプレイサイズを有し得る。各ディスプレイサイズは、本明細書ではディスプレイの有効アクティブ領域設定と呼ぶ。したがって、ディスプレイのアクティブ領域は、異なるサイズを有するように調整され得、異なるディスプレイサイズに対してアクティブであるディスプレイ素子の行および列の数は異なる。ディスプレイ素子は、本明細書ではピクセルと呼ぶこともある。利用可能なディスプレイサイズの数は、最小で２つから、すべてのピクセル行－列遮断がセンサを有する場合、ディスプレイの対角上のピクセルの数÷２まで、すなわち最小から最大まで、変動する。しかし、最も小さい瞳孔寸法よりも小さいアクティブ領域を有する理由はない。通常、瞳孔は直径２ｍｍから８ｍｍまでの範囲である。ディスプレイ１１１とディスプレイ１１１のアクティブ領域は異なる形状であり得、コンタクトレンズの場合は、矩形形状および円形形状が最も一般的である。

図２は、矩形形状において異なるディスプレイサイズをもつコンタクトレンズ１１０と、センサ１１３のセットとの一例を示す。図２に示されているように、センサのセットは、各ディスプレイサイズの縁部においてディスプレイ１１１内のコーナーに対角方向に配置され得る。フォトセンサのセットは、ディスプレイ１１１によってサポートされる任意のフォーマットであり得る。

図３は、同心ピクセル構成において異なるディスプレイサイズをもつコンタクトレンズ１１０と、センサ１１３のセットとの別の例を示す。図３に示されているように、センサのセットは、各ディスプレイサイズの縁部においてディスプレイ内の異なる場所に配置され得る。

図２と図３の両方について、可能なアクティブ領域のすべての４つの「コーナー」が使用され得る。その場合、センサが配置される場所は、ユーザの観点からはすぐには分からない。このことは、ユーザにとって知覚される障害が少ない、より良いユーザエクスペリエンスを与える。

図２および図３に示されたセンサ１１３はフォトセンサであり得る。各フォトセンサは、目の中を見るように設計され、外側から来た光から遮蔽され、したがって、目の中で反射された光によってのみアクティブ化される。測定は、ディスプレイからの測定とのクロストークを回避するために、ディスプレイ素子またはピクセルがオフ状態にあるときに実行される。

フォトセンサのセットは、図４に示されているように、ディスプレイ素子マトリックスの行と列との交差部に配置され得る。すなわち、フォトセンサのセットは、各センサが１つまたは複数のディスプレイ素子またはピクセルと置き換わることによって配置され得る。その場合、センサによって占有される場所はデッドピクセルのように見える。１つまたは複数のディスプレイ素子またはピクセルと置き換わるとき、フォトセンサは、フォトセンサが行と列との交差部に、たとえば各ディスプレイサイズのコーナーにある限り、異なる構成で分配され得る。

また、図５に示されているように、センサのセットをディスプレイ素子の行と列との間に配置することが想到できる。その場合、ディスプレイの素子の行と列とは保全され、センサによって占有される場所はデッドピクセルのように見えないが、センサが十分に大きい場合、センサは依然としてそういうものとして知覚され得る。

本明細書の実施形態によれば、ドライバユニット１１２は、センサ１１３のセットからの出力を読み取って瞳孔の大きさを決定し、瞳孔の大きさに基づいて、ディスプレイ素子をアクティブ化および非アクティブ化することによってディスプレイ１１１のアクティブ領域のサイズを調整するようにさらに設定される。

本明細書のいくつかの実施形態によれば、コンタクトレンズシステム１１０は、光を反射するように目に向けて与えるために、センサの近くに配置された１つまたは複数のＩＲダイオードをさらに備え得る。

以下で、ディスプレイ１１１のアクティブ領域のサイズを調整するためのコンタクトレンズシステム１１０において実行される方法について、図６を参照しながら詳細に説明する。上記で説明したように、コンタクトレンズシステム１１０は、ディスプレイ素子のマトリックスを含むディスプレイ１１１と、ホスト１２０からデータを受信し、そのデータをディスプレイ１１１上に提示するように設定されたドライバユニット１１２と、瞳孔の大きさを測定するための、ディスプレイ１１１上に組み込まれたセンサ１１３のセットとを備える。本方法は以下のアクションを含み、それらのアクションは任意の好適な順序で実行され得る。

アクション６１０
ディスプレイ１１１上に提示されるべき各新しいフレームの前に、或いは一定の間隔で、たとえば、１０フレームごとに、毎秒数回、または１秒おきに、ドライバユニット１１２は、瞳孔の大きさを検出するためにセンサ１１３のセットを確認する。センサ信号の処理および読取りが低い電力しか消費しない場合でも、より少ない頻度の確認はいくらかの電力を節約する。ドライバユニット１１２はセンサ１１３のセットからの出力を読み取る。フォトセンサは、瞳孔と虹彩との間の縁部を区別することが可能であるように目の中に向けられる。フォトセンサ間の距離とフォトセンサの数とに応じて、フォトセンサを読み出すときの応答曲線は異なる。以下の図９の説明を参照されたい。

場合によっては、ディスプレイ素子からの光は、反射率測定のための光源として、すなわち暗い環境において使用され得る。これは、センサのセットのための反射された光についてのしきい値を見つけることが可能であるように、可能な最良の信号対雑音比（ＳＮＲ）を得るためである。

一実施形態では、前記ドライバユニット１１２は、光を反射するように目に向けて与えるために、関連があるディスプレイ素子をアクティブ化し得る。たとえば、１つのフォトセンサを囲むディスプレイ素子が点灯され得、ディスプレイ素子から反射された光線がフォトダイオードによって測定される。好適には、現在の瞳孔の大きさ外のディスプレイ素子は、縁部を見つけることが可能であるようにアクティブ化されるべきである。さらに、ディスプレイの現在のアクティブ領域外のディスプレイ素子も、光を与えるためにアクティブ化され得る。

ドライバユニット１１２は、関連があるディスプレイ素子を１度に１つまたは一度にすべてアクティブ化し得る、すなわち、関連があるディスプレイ素子は、直ちに発光させられ得るか、または掃引様式で１つずつアクティブ化され得る。

一実施形態では、光を反射するように目に向けて与えるために、センサの近くに１つまたは複数の赤外（ＩＲ）ダイオードが配置され得る。１つまたはいくつかの追加のＩＲダイオードがフォトセンサのいずれか１つまたはすべての隣りにまたは近くに配置され得る。光の方向は目に向かうべきである。ＩＲダイオードを追加することによって、瞳孔の大きさを検出することを可能にするための周辺照明の必要がない。ＩＲダイオードからの反射されたＩＲ光線が代わりに測定される。利益は、それが周辺からの十分な光に依存しないので、それがより安定した測定をもたらすということである。ダウンパート（ｄｏｗｎ ｐａｒｔ）は、ディスプレイのための少なくとももう１つのピクセル・エリアがＩＲダイオードと交換された場合、これによりディスプレイ上のピクセルのための空間が少なくなることである。

アクション６２０
ドライバユニット１１２は、センサのセットからの出力に基づいて瞳孔の大きさを決定する。

瞳孔径に応じて、虹彩の中心から様々な距離にあるセンサが異なる量の反射光を検出する。たとえば、虹彩が拡張したとき、センサの大部分は、大きく暗い瞳孔のために、光をほとんど検出しないことがある。反対に、虹彩が収縮したとき、大部分のセンサは、虹彩の反射のために、より強い光を検出することがある。

図７は、瞳孔の大きさを検出するためにフォトダイオードをどのように使用するか、簡略化された機構を示す。ドライバユニット１１２は、センサのセットからの検出された光を比較することによって瞳孔と虹彩との間の縁部を検出し得る。瞳孔エリアでは、光の反射はほとんどなく、したがって、フォトダイオード７０１、７０２は、いかなる反射光も検出せず、出力信号を検出しない。フォトダイオード７０３、７０４、７０５…は、反射光を検出し、出力信号を有する。フォトダイオード７０１、７０２、７０３、７０４…のセットからの検出された光を比較することによって、瞳孔と虹彩との間の縁部が見つけられ得、これに基づいてディスプレイサイズが選択される。

ドライバユニット１１２は、反射光をしきい値と比較することによって瞳孔の大きさを決定し得る。センサの粒度は事前定義されるかまたは設定される、すなわち、位置、各センサ間の距離、およびエリア当たりのいくつのセンサがあるか。しきい値を超える出力信号を有するのに十分な反射光を得るフォトセンサの数が集計され、そこから瞳孔の大きさが決定され、これに基づいてディスプレイサイズが選択される。

フォトセンサからの信号レベルの差は、光が虹彩によって反射されるのか、または、虹彩によって囲まれる内側エリア、すなわち反射がほとんどない瞳孔によって反射されるのかに依存する。差はまた、異なる色の虹彩、および虹彩の異なるエリアと、異なるユーザ間とにおいて得られる異なる反射率によって起こり得る。

したがって、反射された光は、虹彩の色に依存し、もちろん、環境から放出された光の量と、ディスプレイから放出された光の量とに依存する。したがって、しきい値は調整されるべきであるか、またはこれらの変動を考慮に入れるために較正が必要とされ得る。反射光のためのしきい値は反射率または虹彩の明るさに応じて調整され得る。

較正プロセスは、ホスト１２０またはドライバユニット１１２がコンタクトレンズディスプレイ１１１の光出力を制御し得る所において実装され得る。また、感度の好適なレベルを見つけるためにフォトセンサの利得が制御され得る。瞳孔と虹彩との間に縁部が検出されない場合、しきい値は下げられ得るが、複数の縁部が検出された場合、しきい値は上げられ得る。

虹彩が暗褐色であり、環境とディスプレイとの光条件が低い場合、問題があり得る。その場合、反射される光はほとんどないことがあり得る。測定する直前にディスプレイ素子をオンにするか、またはＩＲダイオードを使用することがこの問題を解決し得る。

Ｗ．Ｊ．Ｃｈｉａｎｇら、「Ｓｉｌｉｃｏｎ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ－ｂａｓｅｄ ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｏｒ ｏｎ ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ－ｓｉｌｉｃｏｎ ｐａｎｅｌｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ、９１、０５１１２０、２００７の論文によると、図８に示されているような波長感度を有する、低温多結晶シリコン（ＬＴＰＳ）基板上のフォトセンサが使用され得る。図８は、３５Ｗ／ｃｍ^２の一定の光パワーと２．５Ｖのバイアス電圧とによって単色に照明される、厚さ１００ｎｍ、２００ｎｍ、および３００ｎｍのシリコンナノクリスタル層をもつサンプルの光吸収スペクトルを示す。使用され得る他の基板はアモルファスシリコン（Ａ－Ｓｉ）、酸化インジウムガリウム亜鉛（ＩＧＺＯ）または同様の技術であり得る。

アクション６３０
ドライバユニット１１２は、瞳孔の大きさが前の測定と同じであるかどうかを決定する。瞳孔が大きさを変更していない場合、ドライバユニット１１２は、この場合も、センサ１１３のセットからの出力を確認し読み取る。瞳孔が大きさを変更している場合、ドライバユニット１１２は、ディスプレイ素子をアクティブ化および非アクティブ化することによって瞳孔の大きさに基づいてディスプレイのアクティブ領域のサイズを調整する。

したがって、瞳孔の大きさが、しきい値とフォトセンサの粒度とに基づいて決定されると、ディスプレイのアクティブ領域が決定され、調整される必要があり得る。すなわち、ディスプレイ素子の適切な数の行および列が瞳孔の大きさに基づいてアクティブ化され得る。ディスプレイ１１１の中に入れられるフォトセンサの数に応じて、アクティブ領域サイズの精度は異なる。図９は、３個、６個および１８個のフォトセンサが使用されるアクティブ化曲線の例を示し、ここで、ｙ軸は、２ｍｍから８ｍｍまでの瞳孔の大きさであり、ｘ軸は、可能なディスプレイサイズの数として示された、２ｍｍから８ｍｍまでのアクティブ領域内のセンサのセット中に含まれるフォトセンサの数である。より少ないフォトセンサはぎざぎざのアクティブ化曲線を与える、すなわち、より少ないフォトセンサを使用するとき、ディスプレイのアクティブ領域の調整はより大きい離散ステップを有することが、図９からわかり得る。

アクション６４０
アクティブ領域のサイズが、しきい値とフォトセンサの粒度とに基づいて決定されると、新しいアクティブ領域サイズが通信される必要がある。したがって、本明細書のいくつかの実施形態によれば、前記ドライバユニット１１２はディスプレイのアクティブ領域のサイズをホスト１２０に送り得る。

ディスプレイの異なるアクティブ領域サイズを処理するための少なくとも２つの異なる方法がある。

本明細書のいくつかの実施形態によれば、ドライバユニット１１２が新しいディスプレイサイズをホスト１２０に送信するか、またはホスト１２０が、新しいサイズがあるかどうかを尋ね、ドライバユニット１１２中のレジスタから新しいサイズを取り出す。ホスト１２０は、その場合、コンタクトレンズ１１０中のドライバユニット１１２に画像の正しいサイズが送られるように、ホスト１２０の内部ディスプレイバッファと設定とを調整する。ホストが画像サイズを調整することができる場合、画像縮小はホスト上ですでに行われたので、システム１００全体において電力が節約される。

アクション６５０
本明細書のいくつかの実施形態によれば、前記ドライバユニット１１２は、常に、画像の同じサイズを受信し得、フォトセンサに基づいて決定されたアクティブ領域サイズに応じて、ドライバユニット１１２は相応に画像のサイズを縮小する。これは、ホスト１２０により大きい自由を与える、よりフレキシブルなソリューションである。ホスト１２０中で処理されるデータの量と、ドライバユニット１１２に転送されるデータの量は、ディスプレイのアクティブ領域サイズとは無関係に同じ（最大）サイズであり、したがって、より多くの電力を消費する。

したがって、本明細書のいくつかの実施形態によれば、ドライバユニット１１２は、ディスプレイのアクティブ領域のサイズに基づいて、ホストから受信された画像のフレームバッファサイズを調整するように設定され得る。

アクション６６０
瞳孔の大きさは、目に入る光の量の変化によって影響を受ける。ディスプレイサイズの変化または他の理由によりレンズディスプレイ上の輝度が変更されたときに、瞳孔の大きさを変更しないようにディスプレイから出力されるルーメンの同じ量を保つ制御がある。したがって、ディスプレイのアクティブ領域が大きくなると、ルーメンの同じ量が網膜に当たるようにディスプレイの輝度は低下する。アクティブディスプレイ領域が小さくなると、反対のことが起こり、一貫したルーメンを保つためにディスプレイの輝度は上昇する。

したがって、すべてのアクティブディスプレイ素子からの総輝度は、定義された値、たとえば、式１に表されるように、最大ルーメン、ｍａｘ＿ｌｕｍｅｎ、
Σｌｕｍｅｎ_{ｐｉｘｅｌ}＝ｍａｘ＿ｌｕｍｅｎ 式１
に、またはそれを超えないように保たれるべきである。

すなわち、ディスプレイからの最大ルーメンは、いくつのアクティブディスプレイ素子があるかとは無関係に、常に同じであるべきである。ＡＲアプリケーションの場合、仮想物体のサイズを考慮することが重要である。大きい仮想物体を表示することは多くのルーメンを生成することがあるが、短いテキストとバウンディングボックスとを表示することはあまりルーメンを必要としないことがある。したがって、最大ルーメン出力もそのことにも依存するべきである。定義されたルーメン値は、好ましい値であるか、または個人ユーザの好みに応じて自動調整され得る。このことは、より快適な使用を有するために行われ、ユーザは網膜に同じ光強度を受けるべきである。

したがって、本明細書のいくつかの実施形態によれば、ドライバユニット１１２は、ディスプレイから出力されるルーメンの総量を定義された値に保つためにアクティブディスプレイ素子の輝度を調整するように設定され得る。ドライバユニット１１２は、さらに、個人ユーザの好ましい設定に応じて、定義された値を調整するように設定され得る。

要約すると、本明細書の実施形態によるコンタクトレンズシステム１１０およびコンタクトレンズシステム１１０における方法は、少なくとも次の利点をもつ拡張現実システムのための改善された視覚システムを提供する。アイマウント型（ｅｙｅ－ｍｏｕｎｔｅｄ）ディスプレイは、非アイマウント型ディスプレイと比較して大きな利点をもたらす。

有用性の観点から、コンタクトレンズは本来個別的であり、フォームファクタが広く受け入れられているので、コンタクトレンズはウェアラブルディスプレイとして有望であり得る。その上、ディスプレイを駆動するために必要とされるエネルギーの量は、遠く離れているディスプレイよりも著しく少ない。

瞳孔の大きさを測定することによって、ディスプレイは、コンテンツを表示するためにピクセルの最大数が使用され得るように、サイズが動的に変更され得る。

ユーザは、常にディスプレイの最大サイズを見ることが可能であり、必要とされるデータは、アクティブディスプレイサイズに基づいて動的に調整される。

センサをディスプレイ素子と同じプロセスステップにおいて製造することによって一意の方法でディスプレイとセンサを一体化することは製造を簡略化する。

本システムは、瞳孔の大きさの変更にかかわらず、および視界の外側にあるピクセル上で電力を浪費することなしに、常に最大視界をもつディスプレイを与える。本システムは、ディスプレイサイズを縮小することと、周辺部のピクセルは目の視界から外れているので、どのようにしても見ることができないであろう周辺部のピクセルをオフにすることとによって、電力を節約する。瞳孔の大きさが大きくなると、ディスプレイサイズは、この場合も、視界を満たすために大きくなることができる。

本システムは、ディスプレイサイズに基づいてディスプレイ輝度を調整することによって、ディスプレイの知覚される明るさを一定または好ましい／快適なレベルに維持することによって、ユーザエクスペリエンスを向上させる。このことはまた、電力使用に関する最適化として見られ得る。

ディスプレイのアクティブ領域のサイズを調整するための追加のハードウェアは不要である。コンタクトレンズシステム自体は、これを達成するためのすべての必要とされるハードウェアを含む。

「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語を使用するとき、それは、非限定的、すなわち「少なくとも～からなる」を意味するとして解釈されるべきである。

本明細書の実施形態は、上記で説明した好ましい実施形態に限定されない。様々な代替、改変および等価物が使用され得る。したがって、上記実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきでない。

Claims (19)

1. 目の中に入れるためのコンタクトレンズシステム（１１０）であって、
   ディスプレイ素子のマトリックスを含むディスプレイ（１１１）と、
   ホスト（１２０）からデータを受信し、前記データを前記ディスプレイ（１１１）上に提示するように設定されたドライバユニット（１１２）と、
   瞳孔の大きさを測定するための、前記ディスプレイ（１１１）上に組み込まれたセンサ（１１３）のセットと
   を備え、
   前記ドライバユニット（１１２）は、前記センサのセットからの出力を読み取って前記瞳孔の大きさを決定し、前記瞳孔の大きさに基づいて、前記ディスプレイ素子をアクティブ化および非アクティブ化することによって前記ディスプレイ（１１１）のアクティブ領域のサイズを調整するようにさらに設定された、コンタクトレンズシステム（１１０）。
2. 前記ディスプレイが、前記ディスプレイ素子の異なる数の行と列とによって定義された少なくとも２つのディスプレイサイズを有し、前記センサのセットが、前記目の虹彩から反射された光を検出するためのフォトダイオードである、請求項１に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
3. 前記センサのセットが各ディスプレイサイズの縁部において前記ディスプレイ内で対角方向に配置された、請求項２に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
4. 前記センサのセットが各ディスプレイサイズの縁部において前記ディスプレイ内の異なる場所に配置された、請求項２に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
5. 前記センサのセットが前記ディスプレイ素子マトリックスの前記行と前記列との交差部に配置された、請求項１から４のいずれか一項に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
6. 前記センサのセットが前記ディスプレイ素子間に配置された、請求項１から４のいずれか一項に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
7. 前記ドライバユニットが、前記反射された光をしきい値と比較することによって前記瞳孔の大きさを決定するようにさらに設定された、請求項１から６のいずれか一項に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
8. 前記ドライバユニットが、虹彩反射率に基づいて前記しきい値を調整するようにさらに設定された、請求項７に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
9. 前記ドライバユニットが、前記ディスプレイから出力されるルーメンの総量を定義された値に保つためにアクティブディスプレイ素子の輝度を調整するようにさらに設定された、請求項１から８のいずれか一項に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
10. 前記ドライバユニットが、可変ユーザ設定に従って前記定義された値を調整するようにさらに設定された、請求項９に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
11. 前記ドライバユニットが、前記目に向けて光を与えるために、関連があるディスプレイ素子をアクティブ化するようにさらに設定された、請求項１から１０のいずれか一項に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
12. 前記ドライバユニットが、前記関連があるディスプレイ素子を１度に１つまたは一度にすべてアクティブ化するようにさらに設定された、請求項１１に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
13. 前記目に向けて光を与えるために、センサの近くに配置された１つまたは複数のＩＲダイオードをさらに備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
14. 前記ドライバユニットが、前記ディスプレイの前記アクティブ領域の前記サイズを前記ホストに送るようにさらに設定された、請求項１から１３のいずれか一項に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
15. 前記ドライバユニットが、前記ディスプレイのアクティブ領域の前記サイズに基づいて、前記ホストから受信された画像のフレームバッファサイズを調整するようにさらに設定された、請求項１から１４のいずれか一項に記載のコンタクトレンズシステム（１１０）。
16. 目の中に入れられたコンタクトレンズシステムにおいてディスプレイのアクティブ領域のサイズを調整するための方法であって、前記ディスプレイがディスプレイ素子のマトリックスを含み、前記方法は、
    前記ディスプレイ上に組み込まれたセンサのセットからの出力を読み取ること（６１０）と、
    前記センサのセットからの前記出力に基づいて瞳孔の大きさを決定すること（６２０）と、
    前記ディスプレイ素子をアクティブ化および非アクティブ化することによって前記瞳孔の大きさに基づいて前記ディスプレイのアクティブ領域のサイズを調整すること（６３０）と
    を含む、方法。
17. 前記ディスプレイの前記アクティブ領域の前記サイズをホストに送ること（６４０）をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記ディスプレイのアクティブ領域の前記サイズに基づいて、ホストから受信された画像のフレームバッファサイズを調整すること（６５０）をさらに含む、請求項１６または１７に記載の方法。
19. 前記ディスプレイから出力されるルーメンの総量を定義された値に保つためにアクティブディスプレイ素子の輝度を調整すること（６６０）をさらに含む、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の方法。
    

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