JP2023123654A - 生理学的状態を感知するための顔インタフェースを有するヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

生理学的状態を感知するための顔インタフェースを有するヘッドマウントディスプレイ Download PDF

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Abstract

【課題】生理学的状態を感知するヘッドマウントディスプレイ及び顔インタフェースを提供する。【解決手段】ヘッドマウントディスプレイ１００は、ディスプレイユニット１１０と、顔インタフェース１３０と、を含む。ディスプレイユニットは、グラフィカルコンテンツをユーザに表示する。顔インタフェースは、ディスプレイユニットに着脱可能に結合可能であり、ユーザの顔の顔係合領域に係合し、それによってディスプレイユニットは、ユーザの顔に支持される。顔インタフェースは、顔係合領域内のユーザの生理学的状態を感知する生理学的センサ１３２を含む。【選択図】図２

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１９年１月１７日に出願された米国仮出願第６２／７９３，４６６号に対する優先権及びその利益を主張する。前述の出願の内容は、参照により、その全体があらゆる目的で本明細書に組み込まれる。
本開示はヘッドマウントディスプレイに関し、具体的には、それを用いた生理学的状態の感知に関する。
ヘッドマウントディスプレイは、ユーザの頭部に装着され、それにグラフィカルコンテンツを表示する。典型的なヘッドマウントディスプレイは、ディスプレイ、頭部支持体、及び顔インタフェースを含む。ディスプレイは、グラフィカルコンテンツを表示する。頭部支持体は、ディスプレイに結合され、ディスプレイを支持するようにユーザの頭部に係合する。顔インタフェースはディスプレイに結合され、ディスプレイを支持するようにユーザの顔に係合する。例えば、コンピュータ生成環境のグラフィカルコンテンツを表示するために使用されるヘッドマウントディスプレイの場合、顔インタフェースは、実質的に全ての周囲光が眼に達するのを遮断するように、ユーザの眼を実質的に囲んでユーザの顔に係合し得る。顔インタフェースは、典型的には、顔の形状に係合して適合する従順性材料（例えば、発泡体又はゴム）で作製されるか、又はそれを含んでいる。
ユーザの顔は、例えば、ヘッドマウントディスプレイでグラフィカルコンテンツを配信する際に、様々な方法で使用され得る様々な生理学的情報を提供することができる。しかしながら、顔インタフェースは、様々な生理学的センサの視野から顔の部分を隠すことがあり、かつ／又は、本来ならば有益な情報を提供し得る生理学的状態に影響を及ぼすことがある。例えば、ユーザは、顔インタフェースとの顔の接触がなければ、驚いた顔の表情のために眉毛を上げるなどといった、特定の形態をとり、観察可能であろう顔の表情を提供することがある。
本明細書では、ヘッドマウントディスプレイの実装形態が開示されている。
実装形態では、ヘッドマウントディスプレイは、ディスプレイユニットと顔インタフェースとを含む。ディスプレイユニットは、グラフィカルコンテンツをユーザに表示する。顔インタフェースは、ディスプレイユニットに着脱可能に結合可能であり、ユーザの顔の顔係合領域に係合し、それによってディスプレイユニットはユーザの顔に支持される。顔インタフェースは、顔係合領域内のユーザの生理学的状態を感知する生理学的センサを含む。
実装形態では、ヘッドマウントディスプレイ用の顔インタフェースは、従順性構造体、生理学的センサ、機械的コネクタ、及びデータコネクタを含む。従順性構造体は、ユーザの顔の顔係合領域に係合し、ヘッドマウントディスプレイをそこに支持する。生理学的センサは、顔係合領域内のユーザの生理学的状態を測定するために、従順性構造体に結合されている。機械的コネクタは、従順性構造体に結合されており、ヘッドマウントディスプレイに着脱可能に結合可能である。データコネクタは、生理学的センサに結合されており、生理学的センサからヘッドマウントディスプレイに生理学的データを送信する。
実装形態では、ディスプレイシステムは、ヘッドマウントディスプレイと、ヘッドマウントディスプレイとは物理的に分離している電子デバイスと、を備えている。ヘッドマウントディスプレイは、グラフィカルコンテンツをユーザに表示するディスプレイユニットと、ディスプレイユニットに結合された顔インタフェースと、を含む。顔インタフェースは、ディスプレイユニットを顔に支持するために、ユーザの顔の顔係合領域に係合するように構成されている。顔インタフェースは、顔係合領域内のユーザの生理学的状態を感知する生理学的センサを含む。電子デバイスは、顔インタフェースと通信している。電子デバイスは、別の状態を感知するための別のセンサを含む。ヘッドマウントディスプレイは、生理学的状態及び別の状態の両方に従って判定を形成し、判定に従って動作を実行する。
実装形態では、ディスプレイシステムは、ディスプレイユニットを有するヘッドマウントディスプレイと、生理学的センサを有する顔インタフェースと、別の生理学的センサと、を含む。ディスプレイユニットは、グラフィカルコンテンツをユーザに表示する。顔インタフェースは、ディスプレイユニットに結合され、ディスプレイユニットを支持するように、ユーザの顔の顔係合領域に係合するように構成されている。顔インタフェースは、顔係合領域内のユーザの生理学的状態を感知するための生理学的センサを含む。別の生理学的センサは、顔係合領域外のユーザの別の生理学的状態を感知する。ディスプレイシステムは、生理学的状態及び他の生理学的状態の両方に従って判定を形成し、判定に従って動作を実行する。
図面において、破線（dash-dash line）は、一般に、視界から隠されるか、又は状態間で移動可能な構成要素を表す。一点鎖線（Dash-dot line）は、一般に、視界から隠れているユーザの部分を表す。
破線で描かれた隠れた構成要素と一点鎖線で描かれたユーザの隠れた部分とを有する、ユーザの頭部に装着されたヘッドマウントディスプレイの側面図である。 頭部に装着されている図１のヘッドマウントディスプレイの正面図である。 ヘッドマウントディスプレイの電子機器の概略図である。 ヘッドマウントディスプレイのコントローラの例示的なハードウェア構成の概略図である。 ユーザの顔係合領域、及びヘッドマウントディスプレイの顔インタフェースを示す、ヘッドマウントディスプレイ及びユーザの正面図である。 図５の線５Ａ－５Ａに沿って取られたヘッドマウントディスプレイの断面図である。 図５の線５Ｂ－５Ｂに沿って取られたヘッドマウントディスプレイの変形例の断面図である。 任意のセンサを有する顔インタフェースの概略図である。 図１のヘッドマウントディスプレイの背面図である。 顔係合領域を更に示すユーザの正面図である。 結合解除した構成（実線）と結合した構成（破線）の顔インタフェースを有するヘッドマウントディスプレイの背面図である。 機械的接続、電力接続及びデータ接続を含むヘッドマウントディスプレイの概略図である。 ヘッドマウントディスプレイを用いたユーザの生理学的識別方法のフローチャートである。 ユーザ用のヘッドマウントディスプレイの好適な顔インタフェースを識別する方法のフローチャートである。 好適な顔インタフェースを識別するための、ユーザの顔を評価するための顔インタフェースの背面図である。 ヘッドマウントディスプレイの配置を査定する方法のフローチャートである。 ヘッドマウントディスプレイでグラフィカルコンテンツを変更する方法のフローチャートである。 ディスプレイシステムを動作させる方法のフローチャートである。
本明細書ではヘッドマウントディスプレイ及びその顔インタフェースを開示する。それらは、顔インタフェース自体によって係合されたユーザの顔の部分内の生理学的状態を感知するものである。顔インタフェースは、１つ以上のセンサ及び／又はセンサの部分を含み得る。その代わりに、又はそれに加えて、顔インタフェースは感知窓を含えてもよい。その感知窓は、例えば、そのディスプレイ内などで、ヘッドマウントディスプレイのセンサにより、顔インタフェースによって係合される顔の部分の観察を可能にする。
ヘッドマウントディスプレイはまた、顔インタフェースによって囲まれたエリア、又は顔インタフェースより外向きのエリアを観察するヘッドマウントディスプレイのセンサなどにより、顔インタフェースによって係合されないエリア内のユーザの生理学的状態を感知するためのセンサを含んでもよい。顔インタフェースによって係合されたエリアからの生理学的情報は、例えば、様々な判定を行う、かつ／又はそれに応じて様々な出力を提供するために、顔インタフェースによって係合されないエリアからの生理学的情報と共に使用され得る。
顔インタフェースはまた、ディスプレイに着脱可能又は交換可能に結合可能であってもよい。それにより、異なる感知機能及び／又はフィット性（fit）の顔インタフェースを、例えば、異なるグラフィカルコンテンツ及び／又は異なるユーザに従って、ディスプレイに取り付けることができる。更に、顔インタフェースは、洗浄又は交換のために着脱可能であってもよい。
図１及び図２を参照すると、ヘッドマウントディスプレイ１００は、ユーザの頭部Ｈに装着可能であり、（以下で更に詳細に論じる）コンピュータ生成環境などのグラフィカルコンテンツを表示する。ヘッドマウントディスプレイ１００は概して、ディスプレイユニット１１０と、頭部支持体１２０と、顔インタフェース１３０と、電子機器１４０とを含む。ヘッドマウントディスプレイ１００はまた、ディスプレイシステムと呼ばれることもある。
ディスプレイユニット１１０は、グラフィカルコンテンツを表示する１つ以上のディスプレイスクリーン１１２と、ディスプレイスクリーン１１２が結合され、様々な構成要素を視界から隠す筐体１１４と、を含む。筐体１１４は、周囲光がユーザの眼Ｅに達するのを遮断するように更に機能し得る。ディスプレイユニット１１０は、例えば、ハンドヘルドデバイスとしても使用可能であるスマートフォンなど、着脱可能なディスプレイスクリーンを有するのとは対照的に、ユーザの頭部Ｈに装着されている間にコンテンツを表示するための専用デバイスであってもよい。したがって、ディスプレイスクリーン１１２は、筐体１１４に交換可能に結合可能であるのとは対照的に、固定して結合されてもよい。
頭部支持体１２０は、ディスプレイユニット１１０に結合されており、ユーザの頭部Ｈに係合してディスプレイユニット１１０を頭部Ｈに支持する。頭部支持体１２０は、例えば、ユーザの頭部Ｈの側部及び後部に延びるバンドであってもよい。頭部支持体１２０は、ディスプレイユニット１１０の筐体１１４に結合されてもよい。
顔インタフェース１３０は、ディスプレイユニット１１０に結合されており、ユーザの顔Ｆに係合してディスプレイユニット１１０を頭部Ｈに支持する。例えば、顔インタフェース１３０は、例えば、筐体１１４（例えば、背面又は内向き端部若しくは表面）など、ユーザに近接してディスプレイユニット１１０の後端部に結合されてもよく、頭部支持体１２０は、ユーザの頭部Ｈ周りに張設され、それによって顔インタフェース１３０をユーザの顔Ｆに対して概ね後方に押し付け得る。顔インタフェース１３０は、概して、ユーザの顔とディスプレイスクリーン１１２との間に（例えば、ディスプレイスクリーン１１２又はその一部分が顔インタフェース１３０とユーザの顔との間にない状態で）配設され得る。顔インタフェース１３０は、生理学的状態（例えば、ユーザの状態）を検出する１つ以上の生理学的センサ１３２を含んでもよく、以下で更に詳細に論じる１つ以上の触覚出力デバイス１３３を更に含んでもよい。
電子機器１４０は、ヘッドマウントディスプレイ１００の動作のための電子コンポーネントである。電子機器１４０は、例えば、筐体１１４内に収容されているディスプレイユニット１１０に結合されてもよい。ディスプレイシステムの電子機器１４０及び／又は他の電子機器のうちのいくつかは、ディスプレイユニット１１０及び／又は顔インタフェース１３０と通信する別のコンピューティングデバイスなど、ディスプレイユニット１１０から遠く隔てて配置されてもよい。図３を参照すると、電子機器は概して、コントローラ３４２、センサ３４４、通信インタフェース３４６、及びパワーエレクトロニクス３４８を含むことができる。電子機器１４０はまた、ディスプレイユニット１１０のディスプレイスクリーン１１２を含むものと考えることができる。コントローラ３４２は、概して、ヘッドマウントディスプレイ１００の動作を制御し、例えば、センサ３４４及び／又は通信インタフェース３４６から入力信号を受信し、グラフィカルコンテンツを出力するための制御信号をディスプレイユニット１１０（例えば、ディスプレイスクリーン１１２）に送信する。コントローラ３４２の例示的なハードウェア構成について、図４を参照して以下に説明する。センサ３４４は、ユーザの状態（例えば、生理学的状態）、ヘッドマウントディスプレイ１００の状態（例えば、位置、向き、動き）、及び／又は環境の状態（例えば、音、光、画像）を感知する。センサ３４４は、以下に説明する任意の好適な種類のセンサであってもよい（例えば、図６のセンサの種類を参照されたい）。通信インタフェース３４６は、ヘッドマウントディスプレイ１００から物理的に分離された電子デバイス３５０から信号を受信するように構成されている。パワーエレクトロニクス３４８は、ヘッドマウントディスプレイを動作させるための電力を蓄積及び／又は供給し、また、例えば、１つ以上の電池を含んでもよい。電子デバイス３５０は、ユーザ入力デバイス（例えば、ユーザコントローラ）、ユーザに関連付けられた別の電子デバイス（例えば、スマートフォン又はウェアラブル電子デバイス）、又はユーザに関連付けられていない別の電子デバイス（例えば、サーバ、別の人物に関連付けられたスマートフォン）であってもよい。電子デバイス３５０は、ユーザの場所又は動きなど、ユーザの様々な他の状態を感知し得るセンサ３５０ａを含んでもよい。電子デバイス３５０は、ヘッドマウントディスプレイ１００を含むディスプレイシステムの一部とみなすことができる。
図４を参照すると、コントローラ３４２は、本明細書に開示する装置、システム、及び方法を実施するために使用されてもよい。例えば、コントローラ３４２は、様々な電子コンポーネント（例えば、センサ３４４及び通信インタフェース３４６）から様々な信号を受信し、それに従ってディスプレイスクリーン１１２の出力を制御して、グラフィカルコンテンツを表示することができる。例示的なハードウェア構成では、コントローラ３４２は、概して、プロセッサ４４２ａ、メモリ４４２ｂ、記憶装置４４２ｃ、通信インタフェース４４２ｄ、及びコントローラ３４２の他のコンポーネントが通信するバス４４２ｅを含む。プロセッサ４４２ａは、コンピュータ命令を実行し、それによって説明される動作を実行するための、中央処理装置などの任意の好適なプロセッサであってもよい。メモリ４４２ｂは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリであってもよい。記憶装置４４２ｃは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などの不揮発性記憶装置であってもよい。記憶装置４４２ｃは、例えば、上記及び下記の方法でヘッドマウントディスプレイ１００を動作させるためにプロセッサ４４２ａによって実行される命令（例えば、コード）を格納するコンピュータ可読媒体を形成してもよい。通信インタフェース４４２ｄは、様々な信号（例えば、制御信号及び／又はセンサ信号）を送受信するために、他の電子コンポーネント（例えば、センサ３４４、通信インタフェース３４６、及び／又はディスプレイスクリーン１１２）と通信している。
図５を参照すると、顔インタフェース１３０は、顔係合領域Ｆ係合においてユーザの顔Ｆに係合する。図示するように、顔インタフェース１３０は、ユーザの眼Ｅ周りに延びている。顔インタフェース１３０は、顔面Ｆに係合し、ユーザの眼Ｅの上、側部周り、及び眼Ｅの下に延びることで周囲光が眼Ｅに到達するのを遮断する。顔係合領域Ｆ係合は、概して、顔インタフェース１３０の外縁部１３０ａと内縁部１３０ｂとの間に更に延びる。顔係合領域Ｆ係合は、顔インタフェース１３０によって係合されることで、顔インタフェース１３０によって実質的に覆われているか、又はそれによって視界から隠されている。あるいは、顔インタフェース１３０は、ユーザの眼Ｅの周囲に完全に延びていなくてもよく、例えば、眼Ｅの上に延びているが眼Ｅの下に延びていないか、又はユーザの鼻Ｎの領域に隙間を有してもよい。例えば、顔係合領域Ｆ係合は、額係合領域ＦＨ係合のみを含んでもよい（例えば、図８を参照）。
図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、顔インタフェース１３０は、ユーザの顔Ｆに快適に係合して適合するよう、従順性となるように構成されている。顔インタフェース１３０は、顔係合領域Ｆ係合においてユーザの顔Ｆと係合し、１つ以上の生理学的センサ１３２及び／又は触覚出力デバイス１３３（図示せず）が結合される、従順性構造体５３０ａを含む。従順性構造体５３０ａは、（例えば、図５に示すように、ユーザの眼Ｅ周りに延びる）顔インタフェース１３０の一般的な形状を形成する。
図５Ａに示すように、従順性構造体５３０ａは、連続的に形成された構造体であってもよく、ディスプレイユニット１１０の筐体１１４に向かって圧縮されてもよい（例えば、破線で示すようなたわみ）。例えば、従順性構造体５３０ａは、ゴム又はシリコーンなどのエラストマで形成されてもよく、この場合、従順性構造体５３０ａは、ユーザの顔Ｆに直接係合し得る。生理学的センサ１３２は、従順性構造体５３０ａに囲まれており（例えば、凹んでいるか、又はその中に埋め込まれている）、例えば、従順性構造体５３０ａの外面にあるか、さもなければユーザに好適に近接しているなど、生理学的状態を感知するように配設される。
図５Ｂに示すように、従順性構造体５３０ａ’の変形例は、（例えば、発泡体、ゴム、又は他の圧縮性材料で作製された）従順性層５３０ｃが結合されるバッキング層５３０ｂ（例えば、プラスチックなどのポリマーで形成された剛性又は可撓性プレート）などの、複数のコンポーネントから形成される。従順性層５３０ｃは、織物又は他の材料（例えば、可撓性シート状ポリマー）などの可撓性であるカバー５３０ｄによって更に被覆されてもよい。カバー５３０ｄはまた、図５Ａに示すように、従順性構造体５３０ａと併せて使用されてもよい。生理学的センサ１３２は、従順性層５３０ｃに囲まれており（例えば、凹んで又はその中に埋め込まれて）、ユーザの生理学的状態を感知するように配設される。例えば、以下で参照するように、生理学的センサ１３２は、カバー５３０ｄに近接して（例えば、それと接触して）配設された力センサ６３２ａであってもよい。別の例では、以下で参照するように、生理学的センサ１３２は、電極６３２ｆ又は別の生体電気信号センサ（例えば、脳活動センサ６３２ｇ、筋活動センサ６３２ｈ又は心拍センサ６３２ｉ）であってもよく、この場合、カバー５３０ｄは、生理学的センサ１３２の領域内で導電性とすることができる。カバー５３０ｄはまた、従順性構造体５３０ａと併せて使用されてもよい。
図６を参照すると、顔インタフェース１３０は、顔係合領域Ｆ係合におけるユーザの１つ以上の生理学的状態を感知するために使用される、１つ以上の生理学的センサ１３２を含む。生理学的センサ１３２はそれ自体、感知された生理学的状態に従ってセンサ信号を出力する完全センサであってもよい。例えば、生理学的センサ１３２は、感知された力に従ってアナログ信号又はデジタル信号を出力する力センサであってもよい。あるいは、生理学的センサ１３２は、センサシステムのコンポーネントであってもよい。例えば、生理学的センサ１３２は、ユーザの脳の電気活動を決定する遠隔コンピューティングデバイス（例えば、コントローラ３４２）に接続された脳波記録（electroencephalography、ＥＥＧ）用の電極であってもよい。
１つ以上の生理学的センサ１３２は、力、温度、水分、変位、静電容量、脳活動（例えば、上述のＥＥＧ）、筋活動（例えば、力センサ及び／又は筋電計測法（electromyography、ＥＭＧ）を介して）、及び／又は心拍数を含み得る、顔係合領域Ｆ係合における生理学的状態を感知するように構成され得る。様々な種類の生理学的センサ１３２のそれぞれが顔インタフェース１３０（例えば、センサ６３２ａからセンサ６３２ｉ）の一部として示されているが、顔インタフェース１３０は、それぞれの種類の生理学的センサ１３２のいずれも含まなくてもよいし、その１つ、又は複数を含んでもよいことを理解されたい。
力を測定するために、生理学的センサ１３２は、ばね変位センサ（例えば、既知の特性のバネの変位を測定する）、油圧又は空気圧ロードセル（例えば、収容された流体の圧力を測定する）、歪みゲージ、又は圧電力センサなどの、力センサ６３２ａとすることができる。力センサ６３２ａは、ユーザの顔Ｆに直接係合してもよいし、例えば、顔インタフェース１３０のカバー５３０ｄの後ろに、視界から隠されてもよい（図５Ｂを参照）。力センサ６３２ａの領域において、カバー５３０ｄは、顔インタフェース１３０によってユーザの顔Ｆに加えられる力を正確に測定するように、好ましくは薄く、及び／又は概ね非圧縮性である。あるいは、カバー５３０ｄは、ユーザの顔Ｆと力センサ６３２ａとの間の詰め物（例えば、発泡体、シリコーン、又は布地などの圧縮性材料で形成されるか、さもなければそれを含む）を提供するように圧縮性であってもよい。
水分を測定するために、生理学的センサ１３２は、湿度計又は赤外線湿度センサなどの水分センサ６３２ｂであってもよい。水分センサ６３２ｂが湿度計である場合、水分センサ６３２ｂは、ユーザの顔Ｆの顔係合領域Ｆ係合と流体連通している。例えば、水分センサ６３２ｂは、水分が透過し得る織布又は発泡材料の裏など、顔インタフェース１３０のカバー５３０ｄの裏に配設されてもよい。
温度を測定するために、生理学的センサ１３２は、熱電対、サーミスタ、抵抗温度計、又は赤外線温度センサなどの温度センサ６３２ｃであってもよい。熱電対、サーミスタ、又は抵抗温度計の場合、温度センサ６３２ｃは、ユーザの顔Ｆの顔係合領域Ｆ係合と直接接触するように配設されてもよいし、さもなければ、それと熱伝導関係にあってもよい（例えば、カバー５３０ｄの高熱伝導材料の裏にあり、それと導電可能に結合されている）。赤外線温度センサの場合、温度センサ６３２ｃは、ユーザの顔Ｆの顔係合領域Ｆ係合の赤外線を直接感知する、又はユーザの顔Ｆの顔係合領域Ｆ係合によって（例えば、カバー５３０ｄの）介在材料に熱伝導されるように感知することができる。
変位を測定するために、生理学的センサ１３２は、接触式変位ゲージなどの変位センサ６３２ｄであってもよい。顔Ｆの顔係合領域Ｆ係合が移動すると、変位センサ６３２ｄが移動され、その変位が測定される。
静電容量を測定するために、生理学的センサ１３２は、好適な種類の静電容量式センサ６３２ｅであってもよい。
脳活動（例えば、脳波記録すなわちＥＥＧ）、筋活動（例えば、筋電計測法すなわちＥＭＧ）、及び／又は心拍数（例えば、心電図（electrocardiography）すなわちＥＣＧ）を測定するために、生理学的センサ１３２は、好適な生体電気信号センサであってもよい。一例では、生体電気信号センサは電極６３２ｆである。電極６３２ｆは、（例えば、脳活動、筋活動、又は心臓活動などの異なる生体電気活動（例えば、生体電気信号）を感知するために物理的に異なる）感知された生理学的状態に応じて異なる形態をとることができることに留意されたい。電極６３２ｆは、例えば、カバー５３０ｄの織布に織り込まれた導電性繊維を有するカバー５３０ｄに組み込まれてもよい。あるいは、電極６３２ｆは、別の材料から形成され、ユーザーの顔Ｆの顔係合領域Ｆ係合に直接接触するように配設されてもよい。
電極６３２ｆである代わりに、生理学的センサ１３２は、顔Ｆに接触して脳活動を測定する脳活動センサ６３２ｇ（例えば、ＥＥＧセンサ）、顔Ｆに接触して筋活動を測定する筋活動センサ６３２ｈ（例えば、ＥＭＧセンサ）、又は顔Ｆと接触若しくはそれを観察して心拍数を測定する心拍センサ６３２ｉであってもよい。
図７を参照すると、顔インタフェース１３０は、顔係合領域Ｆ係合が光学的に観察可能である窓７３６を含んでもよい。例えば、窓７３６は、カバー５３０ｄに形成されてもよく、ディスプレイユニット１１０に結合されたセンサ３４４のうちの１つは、その裏の顔係合領域Ｆ係合を観察し、ユーザの状態を感知することできる（例えば、ユーザの顔の動きを測定するためのカメラ、光エミッタ及び検出器を有する光学心拍センサ、又は赤外線センサ）。
図８を参照すると、１つ以上の生理学的センサ１３２は、ユーザの顔Ｆの顔係合領域Ｆ係合内の１つ以上の好適な位置に設けられ、それに関連する生理学的状態（例えば、力、水分、温度、変位、脳活動、筋活動、又は心臓活動）を測定することができる。例えば、生理的センサ１３２のうちの１つ以上は、ユーザの顔Ｆの顔係合領域Ｆ係合の額係合領域ＦＨ係合、こめかみ係合領域Ｔ係合、及び／又は頬係合領域Ｃ係合に配設されてもよい。力センサ６３２ａは、例えば、額係合領域ＦＨ係合、こめかみ係合領域Ｔ係合、又は頬係合領域Ｃ係合などの、特定の顔の表情を検出するために、又は快適性を査定するために、圧力が測定されることが望ましいエリアに配設されてもよい。脳活動センサ６３２ｇは、額係合領域ＦＨ係合などの脳活動が測定可能であり得る場所に配置されてもよい。筋活動センサ６３２ｈは、例えば、額係合領域ＦＨ係合、こめかみ係合領域Ｔ係合、及び／又は頬係合領域Ｃ係合など、顔の表情を査定するために、顔の動きが測定され得る場所に配設されてもよい。心拍センサ６３２ｉは、こめかみ係合領域Ｔ係合などの心拍数を光学的に感知できる場所、又は額係合領域ＦＨ係合などの心拍数を電気的に測定できる場所に配設されてもよい。
図９～図１０を参照すると、顔インタフェース１３０は、ディスプレイユニット１１０に着脱可能に結合可能であり得る。ヘッドマウントディスプレイ１００は、顔インタフェース１３０とディスプレイユニット１１０との間において、１つ以上の位置での機械的接続９０２、１つ以上の電力接続９０４及び１つ以上のデータ接続９０６を形成する。
機械的接続９０２は、顔インタフェース１３０がディスプレイユニット１１０をユーザの顔Ｆ上に支持するなど、顔インタフェース１３０とディスプレイユニット１１０が互いに支持され得るように、顔インタフェース１３０をディスプレイユニット１１０に機械的に結合する。機械的接続９０２は、例えば、磁気的に（例えば、永久磁石及びそれに対応する永久磁石又は吸着板）、フックアンドループ式締結具により、締まり嵌め（例えば、ディスプレイユニット１１０の内部又は周囲に緊密に嵌合する顔インタフェース１３０の前方端部）により、対応するスロット若しくは凹部に受動的に係合する突出部により、機構（例えば、ラッチ）により、又はこれらの組み合わせにより、形成されてもよい。機械的接続９０２は、例えば、（例えば、従順性構造体５３０ａに結合されている）顔インタフェース１３０周りに分配された顔インタフェース機械的コネクタ９３０ａと、対応する位置にあるディスプレイユニット１１０の周りに分配された（例えば、筐体１１４に結合されている）ディスプレイユニット機械的コネクタ９１０ａを用いて、１つ以上の位置に形成されてもよい。
電力接続９０４は、ディスプレイユニット１１０と顔インタフェース１３０との間で、例えば、ディスプレイユニット１１０によって給電される顔インタフェース１３０（例えば、ディスプレイユニット１１０によって給電される顔インタフェース１３０の生理学的センサ１３２）に電力を伝送する。電力接続９０４は、導電可能に（例えば、ばね接点によって係合された固定接点、又はプラグ及びそれに対応するレセプタクル）、又は無線で（例えば、対応する誘導コイルによって）のような好適な方法で形成されてもよい。電力接続９０４は、例えば、顔インタフェース１３０上の顔インタフェース電力コネクタ９３０ｂと、対応する位置にあるディスプレイユニット１１０上のディスプレイユニット電力コネクタ９１０ｂを用いて、１つ以上の位置に形成されてもよい。顔インタフェース電力コネクタ９３０ｂは、１つ以上の生理学的センサ１３２に結合されて、そこに電力を提供する。ディスプレイユニット電力コネクタ９１０ｂは、直接的又は間接的にパワーエレクトロニクス３４８に結合され、そこから電力を伝送する。
データ接続９０６は、ディスプレイユニット１１０（例えば、そのコントローラ３４２）から顔インタフェース１３０（例えば、生理学的センサ１３２及び／又はその触覚出力デバイス１３３）への制御信号、及び／又は、顔インタフェース１３０（例えば、その生理学的センサ１３２）からディスプレイユニット１１０（例えば、そのコントローラ３４２）へのセンサ信号など、ディスプレイユニット１１０と顔インタフェース１３０との間でデータを転送する。データ接続９０６は、導電可能に（例えば、バネ接点によって係合された固定接点、又はプラグ及びそれに対応するレセプタクル）、又は無線で（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの好適なプロトコルを使用する無線送受信機）など、任意の好適な方法で形成されてもよい。データ接続９０６は、例えば、顔インタフェース１３０上の顔インタフェースデータコネクタ９３０ｃ、及び対応する場所でのディスプレイユニット１１０上のディスプレイユニットデータコネクタ９１０ｃを用いて、１つ以上の場所で形成されてもよい。顔インタフェースデータコネクタ９３０ｃは、直接的又は間接的に１つ以上の生理学的センサ１３２に結合されて、例えば、制御信号をそこへ、かつ／又はセンサ信号をそこから伝送する（例えば、感知した生理学的情報を通信する）。ディスプレイユニットデータコネクタ９１０ｃは、直接的又は間接的にコントローラ３４２に結合し、例えば、制御信号をそこから、かつ／又はセンサ信号をそこへ伝送する（例えば、感知した生理学的情報を受信する）。
電力接続９０４及びデータ接続９０６はいずれも、電力及びデータの両方を伝送可能なプラグ及びレセプタクルシステムなどの共通の接続システムによって形成されてもよい。例えば、電力接続９０４及びデータ接続９０６は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）タイプＣなどの好適な種類のＵＳＢコネクタで形成されてもよい。
ヘッドマウントディスプレイ１００、特に、そのディスプレイユニット１１０は、異なる顔インタフェース１３０に交換可能に結合するように構成されてもよい。異なる顔インタフェース１３０は、（例えば、ディスプレイユニット１１０が異なる大きさの顔Ｆを有する人々に使用できるように）例えば、大きさ及び／又は形状が異なってもよい。異なる顔インタフェース１３０は、その代わりに、又はそれに加えて、例えば、異なる種類の生理学的センサ１３２（例えば、センサ６３２ａからセンサ６３２ｉ）、生理学的センサ１３２の数、及び／又は生理学的センサ１３２の配置を有することによって、その生理学的センサ１３２の構成が異なってもよい。異なる顔インタフェース１３０を、異なる構成の生理学的センサ１３２を有して提供することによって、異なる機能を提供することができる。例えば、１つの顔インタフェース１３０は、脳活動を監視するために、脳活動センサ６３２ｇのうちの１つ以上、及び／又は電極６３２ｆのうちの１つ以上を含んでもよく、一方で別の顔インタフェース１３０は、力センサ６３２ａを含んでもよい。異なる顔インタフェース１３０は、例えば、互いに同じようにディスプレイユニット１１０との機械的接続９０２、電力接続９０４、及び／又はデータ接続９０６を形成することによって、ディスプレイユニット１１０に交換可能に結合可能とすることができる。例えば、２つの異なる顔インタフェース１３０は、電力接続９０４及びデータ接続９０６の両方を形成可能な標準化されたコネクタ（例えば、ＵＳＢ－Ｃ）など、共通の種類の電力コネクタ９１０ｂ、９３０ｂ及び／又はデータコネクタ９１０ｃ、９３０ｃにより、電力接続９０４及び／又はデータ接続９０６を形成する。
図１１～図１５を参照すると、顔係合領域Ｆ係合における１つ以上の生理学的センサ１３２で感知された生理学的情報は、様々な異なる方法で、例えば、生理学的識別、ユーザのフィット性の査定、配置の査定及び／又は案内、グラフィカルコンテンツの変更や、個々の健康監視、多人の健康の研究、又はまだ決まっていない用途など、その他の目的のために単なる生理学的情報の出力のために、使用されてもよい。更に、生理学的センサ１３２の様々な用途のうちの１つ以上では、ヘッドマウントディスプレイ１００は、電子機器１４０のセンサ３４４から情報を更に利用して、例えば、顔係合領域Ｆ係合にある１つ以上の生理学的センサ１３２により感知された生理学的情報を用いて、査定を補足、確認及び／又は否定することができる。センサ３４４は、例えば、顔係合領域Ｆ係合により囲まれた（例えば、顔インタフェース１３０によって囲まれた）エリア内のユーザの生理学的状態、例えば、ユーザの眼Ｅの状態又は特性を感知することができる。
図１１を参照すると、ヘッドマウントディスプレイによる生理学的認証のための方法１１００が提供されている。生理学的状態は、第１の動作１１１０において感知され、生理学的状態は、第２の動作１１２０においてユーザを識別又は認証するために評価され、ユーザを識別又は認証すると、第３の動作１１３０において許可がユーザに与えられる。
第１の動作１１１０では、生理学的状態は、顔係合領域Ｆ係合の１つ以上のセンサにより、例えば、コントローラ３４２と併せて、生理学的センサ１３２のうちの１つなどで感知される。生理学的状態は、例えば、（例えば、ユーザの顔Ｆの形状又は顔特徴を判定するための）様々な場所における力測定値及び／又は変位測定値、又はユーザを識別するのに適した生体電気信号を含み得る。
第１の動作１１１０は、ユーザの生理学的状態が、顔係合領域Ｆ係合外の顔領域において（すなわち、顔インタフェース１３０によって係合されていない領域において）追加的に感知されるサブ動作１１１５を更に含んでもよい。例えば、ディスプレイユニット１１０の電子機器１４０のセンサ３４４（例えば、カメラ）のうちの１つは、ユーザの眼Ｅの１つ以上の状態を感知することができる。
第２の動作１１２０では、第１の動作１１１０で感知された生理学的状態がコントローラ３４２などのコンピューティングデバイスで評価されて、ユーザを識別又は認証する。例えば、生理学的状態は、１人以上の承認されたユーザの以前に測定又は判定されたものと比較される。感知された生理学的状態が、ユーザの以前に測定された状態と一致するか、さもなければそれと比べても遜色ない場合、ユーザは識別又は認証されたとみなされる。
第２の動作１１２０は、顔係合領域Ｆ係合外の顔領域において感知された生理学的状態が評価されるサブ動作１１２５を更に含んでもよい。例えば、顔係合領域Ｆ係合の外側からの生理学的状態は、１人以上の承認されたユーザの以前に測定又は判定された状態と比較される。顔係合領域Ｆ係合の内部及びその外部の生理学的状態がいずれも、以前に測定された状態と一致するか、さもなければそれらと比べても遜色がない場合、ユーザは識別又は認証されたとみなされる。
第３の動作１１３０では、第２の動作１１２０で判定された識別又は認証に従って、ヘッドマウントディスプレイ１００が、例えば、ヘッドマウントディスプレイ１００の異なる機能（例えば、グラフィカルコンテンツ）にアクセスするために、ユーザに１つ以上の許可を提供する。
図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すると、ユーザにとって好適な顔インタフェースを決定する方法１２００が提供される。ユーザの生理学的状態が第１の動作１２１０で感知され、その後、感知された生理学的状態は、第２の動作１２２０で異なる顔インタフェースの生理学的基準と比較され、第３の動作１２３０で異なる顔インタフェースのうちの１つが識別される。
第１の動作１２１０では、ユーザの生理学的状態が、周囲に（例えば、ユーザの眼Ｅの上、下、かつ／又は両側部に沿って）分配された生理学的センサ１３２を含む、図１２Ｂに示す顔インタフェース１２３０ａの変形例のような顔インタフェース１３０により、感知される。生理学的センサ１３２は、ユーザの顔Ｆの形状又はその特徴を測定するのに適した、力センサ６３２ａ（例えば、顔係合領域Ｆ係合の周りの力分布）又は変位センサ６３２ｄなどの種類のものである。
第２の動作１２２０では、第１の動作１２１０で感知された生理学的状態がヘッドマウントディスプレイ１００のコントローラ３４２などのコンピューティングデバイスにより評価されて、顔の形状特性を決定する。例えば、顔の形状は、生理学的状態に基づいて（例えば、大きさ及び／又は民族性によって）広く特徴付けられてもよいし、顔の形状特性は、より個別に特徴付けられてもよい（例えば、ユーザの眉及び鼻などの個々の特徴の大きさ及び相対位置）。
第３の動作１２３０では、顔の形状特性が、コンピューティングデバイスにより、顔インタフェース１３０又は生理的センサ１３２を欠く他の顔インタフェースなどの、異なる顔インタフェースの対応する特性と比較されて、ユーザの顔Ｆの顔インタフェースのうち１つ以上の好適なものを識別する。例えば、異なる大きさ又は形状を有する異なる顔インタフェース１３０は、顔の形状特性の許容可能な値の範囲を有してもよく、顔の形状特性がその許容範囲内に収まる場合、ユーザにとって好適な顔インタフェース１３０が識別される。
図１３を参照すると、ヘッドマウントディスプレイ１００の配置を査定するための方法１３００が提供されている。第１の動作１３１０で生理学的状態が感知され、第２の動作１３２０で位置が査定され、第３の動作１３３０で配置フィードバックが提供される。
第１の動作１３１０では、生理学的状態が、ユーザの顔Ｆ上の顔インタフェース１３０の配置を評価するのに適した生理学的センサ１３２のうちの１つなどのセンサにより、感知される。例えば、生理学的センサ１３２は、（例えば、顔Ｆの形状又は顔特性を決定することができる）力センサ６３２ａ又は変位センサ６３２ｄ、静電容量式センサ６３２ｅ、又は生体電気信号センサのうち好適なもののうちの１つ以上であってもよい。
第１の動作１３１０は、ユーザの生理学的状態が顔係合領域Ｆ係合外部の顔領域において（すなわち、顔インタフェース１３０によって係合されていない領域において）追加的に感知される第１のサブ動作１３１５を更に含んでもよい。例えば、ディスプレイユニット１１０の電子機器１４０のセンサ３４４のうちの１つは、ユーザの眼Ｅのうちの１つ以上の状態を（例えば、眼Ｅの位置を、カメラ及び画像認識を使用して）感知することができる。
第２の動作１３２０では、位置は、コントローラ３４２などのコンピューティングデバイスを用いて第１の動作１３１０で感知された生理学的状態に従って査定される。例えば、力センサ６３２ａ、静電容量式センサ６３２ｅ及び静電容量式センサ６３２ｅによって感知された生理学的状態を、顔インタフェース１３０がユーザの顔に適切に位置付けられた以前のときに感知された生理学的状態と比較することによって、ユーザの顔Ｆとの適切な接点を評価することができる。
第２の動作１３２０は、顔係合領域Ｆ係合外部の顔領域に感知された生理学的状態が評価されるサブ動作１３２５を更に含んでもよい。例えば、ユーザの顔Ｆ上のヘッドマウントディスプレイ１００の位置は、ユーザの眼Ｅの感知された位置に従って更に評価することができる。
第３の動作１３３０では、配置フィードバック（例えば、位置通知）は、例えば、コンピューティングデバイスにより制御され得るように、ディスプレイユニット１１０により出力されるグラフィカルフィードバックとして、音声出力デバイスによって出力される音声フィードバックとして、又は触覚出力デバイス１３３によって出力される触覚フィードバックとして、第２の動作１３２０で判定された位置評価に従って提供される。配置フィードバックは、２値（例えば、顔インタフェース１３０がユーザの顔Ｆの適切な位置にない場合にはネガティブな通知）であってもよいし、命令的（例えば、ヘッドマウントディスプレイ１００を適切な位置にどのように移動させるかについての命令をユーザに提供する）であってもよい。
図１４を参照すると、ヘッドマウントディスプレイを用いてグラフィカルコンテンツを変更する方法１４００が提供されている。第１の動作１４１０では生理学的状態が感知され、第２の動作１４２０ではユーザの感情状態が査定され、第３の動作１４３０ではグラフィカルコンテンツがユーザの感情状態に従って変更される。
第１の動作１４１０では、生理学的状態が、ユーザの感情状態を評価するのに適した生理学的センサ１３２のうちの１つなどのセンサにより、感知される。例えば、生理学的センサ１３２は、電極６３２ｆ、脳活動センサ６３２ｇ、筋活動センサ６３２ｈ、及び／又は心拍センサ６３２ｉなどの生体電気信号センサのうちの１つ以上であってもよい。脳活動、筋活動、又は心拍数の高値は、高揚した感情状態を示す場合があるが、脳活動、筋活動、又は心拍数の低値は、落ち着いた感情状態を示す場合がある。第１の動作１４１０は、異なる種類である別の生理学的状態が感知されるサブ動作１４１５を含んでもよい。他の生理学的状態は、顔係合領域Ｆ係合の内部又は外部で感知され得る。例えば、ユーザが、顔インタフェース１３０によって阻害され得る自然な顔の表情（例えば、笑顔）を試みたとき、筋活動センサ６３２ｈ及び力センサ６３２ａはそれぞれ、顔の表情を示す生理学的状態を感知することができる。
第２の動作１４２０では、ユーザの感情状態が、コントローラ３４２などのコンピューティングデバイスを用いて、第１の動作１４１０で感知された生理学的状態に従って査定される。例えば、脳活動、筋活動、又は心拍数を、上側閾値（例えば、それを超えるとユーザは高揚した感情状態にあると判定される）と比較されてもよいし、下側閾値（例えば、それを下回ると、ユーザが落ち着いた感情状態にあると判定される）と比較されてもよいし、傾向（例えば、増加又は減少する場合、ユーザは、それぞれ、高揚した又は落ち着いた感情状態に向かって進行していると判定される）又は他の基準（例えば、生体電気信号のパターン）に関して査定されてもよい。第２の動作１４２０は、他の生理学的状態が評価されるサブ動作１４２５を含んでもよい。例えば、感情状態の判定は、第１の生理学的状態と第２の（例えば、他の）生理学的状態の両方に基づいてもよい。
他の例では、力センサ６３２ａ及び／又は変位センサ６３２ｄを使用して、ユーザの感情状態を示す顔の表情（例えば、驚き又は落ち着きを示す顔の表情）を識別することができる。
第３の動作１４３０では、グラフィカルコンテンツが、第２の動作１４２０で判定されたユーザの感情状態に従って変更される。グラフィカルコンテンツは、例えば、（例えば、より迅速に動くグラフィカルコンテンツを表示することによって）高揚した感情状態を、又は（例えば、より迅速でないように動くグラフィカルコンテンツを表示することによって）落ち着いた感情状態を、誘導又は維持するように変更されてもよい。グラフィカルコンテンツはまた、グラフィカルコンテンツが配信されるソフトウェアプログラムの性質に従って変更されてもよい。例えば、高い感情状態を誘導することを意図したソフトウェアプログラムの場合、グラフィカルコンテンツは、ユーザの感情状態を、落ち着いた感情状態から離れるように変化させることを意図した方法で提供されてもよい。ユーザをリラックスさせることを意図したソフトウェアプログラムの場合は、グラフィカルコンテンツは、ユーザの感情状態を、高揚した感情状態から離れるように変化させることを意図した方法で提供されてもよい。
図１５を参照すると、ユーザの顔係合領域Ｆ係合で感知された生理学的状態と別の状態とに従ってヘッドマウントディスプレイを動作させるための方法１５００が提供されている。第１の動作１５１０では生理学的状態が感知され、第２の動作１５２０では別の状態が感知され、第３の動作１５３０では、この生理学的状態及びこの別の状態の両方に従って判定が行われ、第４の動作１５４０では、この判定に従って動作が実行される。
第１の動作１５１０では、生理学的状態が、ユーザの顔Ｆの顔係合領域Ｆ係合において、生理学的センサ１３２などのセンサによって感知される。生理学的センサ１３２は、上記のセンサの種類（例えば、６３２ａから６３２ｉ）のうちのいずれであってもよく、生理学的状態は上述の生理学的状態のいずれであってもよい。
第２の動作１５２０では、別の状態が別のセンサで感知される。別のセンサは、センサ３４４など、ヘッドマウントディスプレイ１００の別のセンサであってもよく、この場合、センサ３４４は、顔係合領域Ｆ係合外の別の顔領域（例えば、眼の位置）におけるユーザの別の生理学的状態又は別の状態（例えば、ヘッドマウントディスプレイの動き）を感知することができる。あるいは、別のセンサは、電子デバイス３５０のセンサであってもよく、別の状態は（例えば、ユーザの動きを示す）電子デバイス３５０の動きであってもよい。
第３の動作１５３０では、第１の動作１５１０で感知された生理学的状態と、第２の動作１５２０で感知された別の状態の両方に従って判定が行われる。判定は、コントローラ３４２などのコンピューティングデバイスによって行われる。この判定には、生理学的状態と別の状態の両方が入力として必要である。一例では、ヘッドマウントディスプレイが位置から外れているという判定であってもよく、これは、不均一に分布した力の生理学的状態と、ユーザの眼Ｅがディスプレイユニット１１０に対してオフセットされているという別の状態の両方によって判定されてもよい。別の例では、ユーザが非常に活発であるという判定であってもよく、これは、高い脳活動の生理学的状態と電子デバイス３５０の高い動きの別の状態の両方に従って判定され得る。
第４の動作１５４０では、第３の動作１５３０で行われた判定に従って更なる動作が実行される。更なる動作の様々な例としては、（上述した）２値の若しくは命令的な位置フィードバックを提供すること、又はグラフィカルコンテンツを変更することが挙げられる（例えば、ユーザの迅速に変化するグラフィックスを表示することは、非常にアクティブである）。
物理的環境とは、人々が電子システムの助けなしに、感知及び／又は相互作用することができる物理的世界を指す。物理的な公園などの物理的環境には、物理的な木々、物理的な建物、及び物理的な人々などの物理的物品が挙げられる。人々は、視覚、触覚、聴覚、味覚、及び臭覚などを介して、物理的環境を直接感知し、及び／又はそれと相互作用することができる。
対照的に、コンピュータ生成現実（computer-generated reality、ＣＧＲ）環境は、人々が電子システムを介して感知及び／又は相互作用する、全体的又は部分的にシミュレーションされた環境を指す。ＣＧＲでは、人の身体運動のサブセット又はその表現が追跡され、それに応じて、ＣＧＲ環境内でシミュレートされた１つ以上の仮想オブジェクトの１つ以上の特性が、少なくとも１つの物理学の法則でふるまうように調整される。例えば、ＣＧＲシステムは、人の頭部の回転を検出し、それに応じて、そのようなビュー及び音が物理的環境において変化し得るのと同様に、人に提示されるグラフィカルコンテンツ及び音場を調整することができる。状況によっては（例えば、アクセス性の理由から）、ＣＧＲ環境における仮想オブジェクト（単数又は複数）の特性（単数又は複数）に対する調節は、身体運動の表現（例えば、音声コマンド）に応答して行われてもよい。
人は、視覚、聴覚、触覚、味覚及び嗅覚を含むこれらの感覚のうちのいずれか１つを使用して、ＣＧＲオブジェクトを感知し、かつ／又はＣＧＲオブジェクトと相互作用してもよい。例えば、人は、３Ｄ空間において点音源の知覚を提供する、３Ｄ又は空間的広がりを有するオーディオ環境を作り出すオーディオオブジェクトを感知し、かつ／又はそれと相互作用することができる。別の例では、オーディオオブジェクトは、コンピュータ生成オーディオを含め、又は含めずに、物理的環境から周囲音を選択的に組み込むオーディオ透過性を可能にすることができる。いくつかのＣＧＲ環境では、人は、オーディオオブジェクトのみを感知し、及び／又はそれと相互作用することができる。
ＣＧＲの例としては、仮想現実及び複合現実が挙げられる。
仮想現実（virtual reality、ＶＲ）環境とは、１つ以上の感覚について、コンピュータ生成感覚入力に全面的に基づくように設計されたシミュレーション環境を指す。ＶＲ環境は、人が感知及び／又は相互作用することができる複数の仮想オブジェクトを含む。例えば、木、建物、及び人々を表すアバターのコンピュータ生成画像は、仮想オブジェクトの例である。人は、コンピュータ生成環境内に人が存在することのシミュレーションを通じて、かつ／又はコンピュータ生成環境内での人の身体運動のサブセットのシミュレーションを通じて、ＶＲ環境における仮想オブジェクトを感知し、かつ／又はそれと相互作用することができる。
コンピュータ生成感覚入力に全面的に基づくように設計されたＶＲ環境とは対照的に、複合現実（mixed reality、ＭＲ）環境は、コンピュータ生成感覚入力（例えば、仮想オブジェクト）を含むことに加えて、物理的環境からの感覚入力又はその表現を組み込むように設計されたシミュレーション環境を指す。仮想の連続体上で、現実環境は、一端における完全に物理的な環境と、他端における仮想現実環境との間のどこかにあるが、両端は含まない。
いくつかのＭＲ環境では、コンピュータ生成感覚入力は、物理的環境からの感覚入力の変更に応答し得る。また、ＭＲ環境を提示するためのいくつかの電子システムは、仮想オブジェクトが現実のオブジェクト（すなわち、物理的環境からの物理的物品又はその表現）と相互作用することを可能にするために、物理的環境に対する位置及び／又は向きを追跡することができる。例えば、システムは、仮想の木が物理的な地面に対して静止して見えるように、動きを考慮することができる。
複合現実の例としては、拡張現実及び拡張仮想が挙げられる。
拡張現実（augmented reality、ＡＲ）環境は、１つ以上の仮想オブジェクトが物理的環境上又はその表現上に重ねられたシミュレーション環境を指す。例えば、ＡＲ環境を提示するための電子システムは、人が物理的環境を直接見ることができる透明又は半透明のディスプレイを有してもよい。システムは、透明又は半透明のディスプレイ上に仮想オブジェクトを提示するように構成されていてもよく、それによって、人はシステムを使用して、物理的環境上に重ねられた仮想オブジェクトを知覚する。或いは、システムは、不透明ディスプレイと、物理的環境の表現である、物理的環境の画像又はビデオをキャプチャする１つ以上の撮像センサとを有してもよい。システムは、画像又はビデオを仮想オブジェクトと合成し、その合成物を不透明ディスプレイ上に提示する。人は、システムを使用して、物理的環境の画像又は動画によって物理的環境を間接的に見て、物理的環境上に重ねられた仮想オブジェクトを知覚する。本明細書で使用するとき、不透明ディスプレイ上に示される物理的環境の動画は、「パススルービデオ」と呼ばれ、システムが、１つ以上の撮像センサ（単数又は複数）を使用して、物理的環境の画像をキャプチャし、不透明ディスプレイ上にＡＲ環境を提示する際にそれらの画像を使用することを意味する。更に代替的に、システムは、仮想オブジェクトを、物理的環境に、例えば、ホログラムとして又は物理的表面上に投影するプロジェクションシステムを有してもよく、それによって、人は、システムを使用して、物理的環境上に重ねられた仮想オブジェクトを知覚する。
拡張現実環境はまた、物理的環境の表現がコンピュータ生成感覚情報によって変換されるシミュレーション環境を指す。例えば、パススルービデオを提供する際に、システムは、１つ以上のセンサ画像を変換して、撮像センサによってキャプチャされた遠近法とは異なる選択された遠近法（例えば、視点）による面付けを行うことができる。別の例として、物理的環境の表現は、その一部分をグラフィカルに変更（例えば、拡大）することによって変換されてもよく、それにより、変更された部分を元のキャプチャ画像を表すが非写実的であるバージョンとすることができる。更なる例として、物理的環境の表現は、その一部分をグラフィカルに除去又は曖昧化することによって変換されてもよい。
拡張仮想（augmented virtuality、ＡＶ）環境は、物理的環境からの１つ以上の感覚入力を仮想環境又はコンピュータ生成環境が組み込むシミュレーション環境を指す。感覚入力は、物理的環境の１つ以上の特性の表現であり得る。例えば、ＡＶの公園には仮想の木及び仮想の建物があり得るが、顔がある人々は、物理的な人々が撮られた画像から写実的に再現される。別の例として、仮想オブジェクトは、１つ以上の撮像センサによって撮像された物理的物品の形状又は色を採用してもよい。更なる例として、仮想オブジェクトは、物理的環境における太陽の位置と一致する影を採用することができる。
多種多様の電子システムが存在することによって、人が様々なＣＧＲ環境を感知し、かつ／又はＣＧＲ環境と相互作用できるようになる。例としては、ヘッドマウントシステム、プロジェクションベースシステム、ヘッドアップディスプレイ（heads-up display、ＨＵＤ）、統合表示機能を有する車両ウィンドシールド、統合表示機能を有する窓、（例えば、コンタクトレンズと同様に）人の眼の上に配置されるように設計されたレンズとして形成されたディスプレイ、ヘッドホン／イヤフォン、スピーカアレイ、入力システム（例えば、触覚フィードバックを有する又は有さない、装着型コントローラ又はハンドヘルドコントローラ）、スマートフォン、タブレット、及びデスクトップ／ラップトップコンピュータ、が挙げられる。ヘッドマウントシステムは、１つ以上のスピーカ（単数又は複数）及び一体型不透明ディスプレイを有してもよい。或いは、ヘッドマウントシステムは、外部の不透明ディスプレイ（例えば、スマートフォン）を受け入れるように構成されていてもよい。ヘッドマウントシステムは、物理的環境の画像若しくは動画をキャプチャするための１つ以上の撮像センサ、及び／又は物理的環境の音声をキャプチャするための１つ以上のマイクロフォンを組み込んでいてもよい。不透明ディスプレイではなく、ヘッドマウントシステムは、透明又は半透明のディスプレイを有してもよい。透明又は半透明のディスプレイは、画像を表す光が人の眼に向けられる媒体を有してもよい。ディスプレイは、デジタル光投影、ＯＬＥＤ、ＬＥＤ、ｕＬＥＤ、液晶オンシリコン、レーザスキャン光源、又はこれらの技術の任意の組み合わせを利用することができる。媒体は、光導波路、ホログラム媒体、光結合器、光反射器、又はこれらの任意の組み合わせであってもよい。一実施形態では、透明又は半透明のディスプレイは、選択的に不透明になるように構成されていてもよい。プロジェクションベースシステムは、グラフィカル画像を人間の網膜上に投影する網膜投影技術を採用することができる。プロジェクションシステムはまた、例えば、ホログラムとして、又は物理的表面上に、仮想オブジェクトを物理的環境内に投影するように構成されていてもよい。
上述のように、本技術の一態様は、ユーザの生理学的状態の感知を含む、様々なソースから入手可能なデータを収集及び使用することである。本開示は、いくつかの例において、この収集されたデータが、特定の人を一意に特定する個人情報データ、又は特定の人に連絡する若しくはその所在を突き止めるために使用できる個人情報データを含み得ることを考察する。そのような個人情報データとしては、人口統計データ、ロケーションベースのデータ、電話番号、電子メールアドレス、ツイッターＩＤ、自宅の住所、ユーザの健康又はフィットネスのレベル（例えば、バイタルサイン測定値、服薬情報、運動情報）に関するデータ若しくは記録、誕生日、又は任意のその他の識別情報若しくは個人情報を挙げることができる。
本開示は、本技術におけるそのような個人情報データの使用がユーザの利益になる使用であり得る点を認識するものである。例えば、個人情報データは、他の使用の中でも、ユーザの識別及び様々なグラフィカルコンテンツのために使用することができる。更には、ユーザに利益をもたらす、個人情報データに関する他の使用もまた、本開示によって想到される。例えば、健康データ及びフィットネスデータは、ユーザの全般的なウェルネスについての洞察を提供するために使用することができ、又は、ウェルネスの目標を追求する技術を使用している個人への、積極的なフィードバックとして使用することもできる。
本開示は、そのような個人情報データの収集、分析、開示、伝送、記憶、又は他の使用に関与するエンティティが、確固たるプライバシーポリシー及び／又はプライバシー慣行を遵守するものとなることを想到する。具体的には、そのようなエンティティは、個人情報データを秘密として厳重に保守するための、業界又は政府の要件を満たしているか又は上回るものとして一般に認識されている、プライバシーのポリシー及び慣行を実施し、一貫して使用するべきである。そのようなポリシーは、ユーザによって容易にアクセス可能とするべきであり、データの収集及び／又は使用が変化するにつれて更新されるべきである。ユーザからの個人情報は、そのエンティティの合法的かつ正当な使用のために収集されるべきであり、それらの合法的使用を除いては、共有又は販売されるべきではない。更には、そのような収集／共有は、ユーザに告知して同意を得た後に実施されるべきである。更には、そのようなエンティティは、そのような個人情報データへのアクセスを保護して安全化し、その個人情報データへのアクセスを有する他者が、それらのプライバシーポリシー及び手順を遵守することを保証するための、あらゆる必要な措置を講じることを考慮するべきである。更には、そのようなエンティティは、広く受け入れられているプライバシーのポリシー及び慣行に対する自身の遵守を証明するために、第三者による評価を自らが受けることができる。更には、ポリシー及び慣行は、収集及び／又はアクセスされる具体的な個人情報データのタイプに適合されるべきであり、また、管轄権固有の考慮事項を含めた、適用可能な法令及び規格に適合されるべきである。例えば、アメリカ合衆国では、特定の健康データの収集又はアクセスは、医療保険の相互運用性と説明責任に関する法律（Health Insurance Portability and Accountability Act、ＨＩＰＡＡ）などの、連邦法及び／又は州法によって管理することができ、その一方で、他国における健康データは、他の規制及びポリシーの対象となり得るものであり、それに従って対処されるべきである。それゆえ、各国において、異なる個人データのタイプに関して異なるプライバシー慣行が保たれるべきである。
前述のことがらにも関わらず、本開示はまた、個人情報データの使用又は個人情報データへのアクセスを、ユーザが選択的に阻止する実施形態も想到する。すなわち、本開示は、そのような個人情報データへのアクセスを防止又は阻止するように、ハードウェア要素及び／又はソフトウェア要素を提供することができると想到する。例えば、コンテンツを変更又はユーザを認証する場合、本技術は、ユーザが、サービスの登録中又はその後のいつでも、個人情報データの収集への参加の「オプトイン」又は「オプトアウト」を選択できるように構成され得る。別の例では、ユーザは、グラフィカルコンテンツの変更又は健康の研究などのその他の使用のために、様々な生理学的を提供しないように選択することができる。更に別の例では、ユーザは、生理学的データが感知される時間を制限するように選択することができる（例えば、認証中にのみ）。「オプトイン」及び「オプトアウト」の選択肢を提供することに加えて、本開示は、個人情報のアクセス又は使用に関する通知を提供することを想到する。例えば、ユーザの個人情報データにアクセスすることとなるアプリのダウンロード時にユーザに通知され、その後、個人情報データがアプリによってアクセスされる直前に再びユーザに注意してもよい。
更には、本開示の意図は、個人情報データを、非意図的若しくは無許可アクセス又は使用の危険性を最小限に抑える方法で、管理及び処理するべきであるという点である。データの収集を制限し、データがもはや必要とされなくなった時点で削除することによって、危険性を最小限に抑えることができる。更には、かつ適用可能な場合、特定の健康関連アプリケーションにおいても、ユーザのプライバシーを保護するために、データの非特定化を使用することができる。非特定化は、適切な場合には、特定の識別子（例えば、生年月日など）を除去すること、記憶されたデータの量又は特異性を制御すること（例えば、位置データを住所レベルよりも都市レベルで収集すること）、データがどのように記憶されるかを制御すること（例えば、データをユーザ全体にわたって集約すること）及び／又は他の方法によって、容易にすることができる。
それゆえ、本開示は、１つ以上の様々な開示された実施形態を実施するための、個人情報データの使用を広範に網羅するものであるが、本開示はまた、そのような個人情報データにアクセスすることを必要とせずに、それらの様々な実施形態を実施することも可能であることを考察する。すなわち、本技術の様々な実施形態は、そのような個人情報データの全て又は一部分が欠如することにより、実施不可能となるものではない。例えば、グラフィカルコンテンツは、非個人情報データ若しくはユーザに関連付けられたデバイスによって要求されたコンテンツなどの必要最小限の量の個人情報、利用可能な他の非個人情報、又は公的に利用可能な情報に基づいて変更することができる。

Claims (21)

  1. グラフィカルコンテンツをユーザに表示するためのディスプレイユニットと、
    前記ディスプレイユニットに着脱可能に結合可能であり、前記ユーザの顔の顔係合領域に係合する顔インタフェースであって、それにより、前記ディスプレイユニットが前記ユーザの前記顔に支持されており、前記顔係合領域内の前記ユーザの生理学的状態を感知する生理学的センサを含む、顔インタフェースと、
    を備える、ヘッドマウントデバイス。
  2. 前記顔インタフェースは、前記顔係合領域内の別の生理学的状態を感知するための別の生理学的センサを含む、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  3. 前記ヘッドマウントディスプレイは、前記ディスプレイユニットと前記顔インタフェースとの間の機械的接続と、電力が前記生理学的センサに伝送される、前記ディスプレイユニットと前記顔インタフェースとの間の電力接続と、センサ信号が前記生理学的センサから送信される、前記ディスプレイユニットと前記顔インタフェースとの間のデータ接続と、を形成する、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  4. 前記顔インタフェースは、前記ディスプレイユニットに、前記顔インタフェースの前記生理学的センサとは異なる種類の別の生理学的センサを有する別の顔インタフェースと交換可能に結合可能である、請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  5. 前記別の顔インタフェースは、前記顔インタフェースが前記ディスプレイユニットとの前記電力接続及び前記データ接続を形成するのと同じように、前記ディスプレイユニットとの別の電力接続及び別のデータ接続を形成する、請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  6. 前記顔インタフェースは、前記電力接続及び前記データ接続を形成するためのコネクタを含み、前記別の顔インタフェースは、前記コネクタと共通の種類の別のコネクタを含む、請求項５に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  7. 前記生理学的センサは電極であり、前記生理学的状態は生体電気活動である、請求項１から６のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  8. 前記生理学的状態は、力、圧力、静電容量、水分、又は温度のうちの１つである、請求項１から７のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  9. 前記顔インタフェースは、別の生理学的センサを備え、前記生理学的センサ及び前記別の生理学的センサは、前記顔インタフェースの異なる位置で前記力、前記圧力、又は前記静電容量のうちの１つを感知する、請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  10. 前記ディスプレイユニットは、別の生理学的センサを含み、前記顔インタフェースは、前記別の生理学的センサが前記ユーザの前記顔係合領域内の前記ユーザの別の状態を測定するように構成されている、請求項１又は３から６のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  11. 前記顔インタフェースは、前記別の生理学的センサが前記別の生理学的状態を光学的に感知する窓を含む、請求項１０に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  12. 前記顔インタフェースは、前記ユーザの前記顔係合領域に係合する導電性材料を含み、前記別の生理学的センサは、前記導電性材料を介して前記ユーザの前記別の生理学的状態を測定する、請求項１０に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  13. 前記顔係合領域外の前記ユーザの別の生理学的状態を感知するための別の生理学的センサを更に備え、
    前記ヘッドマウントディスプレイは、前記生理学的状態と前記別の生理学的状態の両方に従って判定を形成し、前記判定に従って動作を実行する、
    請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  14. 前記別の生理学的センサは、前記顔係合領域によって囲まれた別の領域における前記別の生理学的状態を感知する、請求項１３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  15. 前記別の生理学的状態は、前記ユーザの眼に関連付けられている、請求項１３から１４のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  16. 前記動作は、前記ユーザ上の前記ヘッドマウントディスプレイの位置の通知を提供することを含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  17. 前記動作は、前記グラフィカルコンテンツを変更することを含む、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  18. ヘッドマウントディスプレイ用の顔インタフェースであって、
    ユーザの顔の顔係合領域に係合するための従順性構造体と、
    前記従順性構造体に結合し、前記顔係合領域内の前記ユーザの生理学的状態を測定するための生理学的センサと、
    前記従順性構造体に結合する機械的コネクタであって、当該機械的コネクタによって前記顔インタフェースが前記ヘッドマウントディスプレイに着脱可能に結合可能である、機械的コネクタと、
    前記生理学的センサに結合するデータコネクタであって、当該データコネクタによって生理学的情報が前記生理学的センサから前記ヘッドマウントディスプレイに送信される、データコネクタと、
    を備える、顔インタフェース。
  19. 前記機械的コネクタは、前記ヘッドマウントディスプレイの別の機械的コネクタに対応し、前記データコネクタは、前記ヘッドマウントディスプレイの別のデータコネクタに対応する、請求項１８に記載の顔インタフェース。
  20. 前記データコネクタは、前記ヘッドマウントディスプレイの別のデータコネクタとのデータ接続を形成し、前記データコネクタは、前記ヘッドマウントディスプレイと交換可能に結合可能な別の顔インタフェースの第３のデータコネクタと共通の種類のものである、請求項１８から１９のいずれか一項に記載の顔インタフェース。
  21. 前記生理学的センサは、前記ヘッドマウントディスプレイに交換可能に結合可能である別の顔インタフェースの別の生理学的センサとは異なる種類である、請求項１８から２０のいずれか一項に記載の顔インターフェィス。
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