JP6186465B2 - 注視追跡に基づく電子ディスプレイの調整 - Google Patents

Description

本発明は、注視追跡に基づく電子ディスプレイの調整に関する。

電子ディスプレイは、点灯プラットフォーム上でのデータの再生を助長する。駆動回路は、表示される情報を提供するように点灯素子を処理するのに使用される。観視者は、情報を処理及び消費するように、ディスプレイを注視でき、また、点灯素子を観視できる。

しかし、光が電子情報を伝達するのに使用されるので、観視体験（ｖｉｅｗｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）は、電子ディスプレイが実装される環境によって影響を受ける。例えば、電子ディスプレイが不都合または不便な場所にあると、電子ディスプレイの観視は、結局は不満を起こさせるものとなるであろう。

さらに、電子ディスプレイ周辺の環境は、動的であり、且つ変化することがある。例えば、電子ディスプレイが、外側または外部の光供給源と相互に影響し合う領域に実装される場合、電子ディスプレイが点灯素子を介して情報を伝達する機能は、妨げられたり修正されたりすることがある。

特定の方向に伝送または伝搬される光の強度を決定するための単位の尺度は、輝度として知られている。カンデラ毎平方メートルなどの様々な単位が、輝度を測定するのに使用できる。測定のいくつかの単位またはタイプが輝度測定のために使用できることを、当業者は理解するであろう。

例えば、電子ディスプレイが乗り物に実装される場合、電子ディスプレイは外側の照明環境と相互に影響し合うことがある。それゆえ、鮮明な表示を最適に提供するディスプレイの機能に影響を及ぼすいくつかのファクタは、屋外の照明により生じることがある。例えば、屋外の照明は、雲量、天候、道（例えば、乗り物がトンネル内にある場合）、時間帯または同様のものによって影響を受けることがある。

それゆえ、電子ディスプレイは、屋外の照明条件を認識する機能によって大きく助けられることがある。屋外の照明条件の知識に基づき、電子ディスプレイはそれに応じてディスプレイ輝度を調整できる。

ディスプレイ輝度を調整するためのシステムの１つのこのような実施例が、図１に示してある。図１は、従来の実施態様によりディスプレイ輝度を調整するためのシステム１００の実施例を示す。システム１００は先行技術において知られているので、詳細な説明は省略される。システム１００は、線形光システムと呼ばれる。線形光システムは、６〜８桁などの特定のダイナミックレンジを超えて動作できない。これらのダイナミックレンジを超えると、アナログ‐デジタル変換器は不適格であることがある。

図２は、周囲のディスプレイ背景輝度（ＤＢＬ）を決定するためのプロセスの実施例を示す。態様が示された図２を参照すると、反射係数や輝度レベルなどの様々なファクタが知られている場合、ＤＢＬが算出できる。

図２に示すように、様々な構成要素の反射係数（Ｒ１・・・Ｒｎ）が輝度率と関連する。これらの輝度率は、ＤＢＬを決定するのに使用できる。

図２に示した態様は、周囲の輝度検出のために従来のシステムを使用できる。例えば、乗り物の場合、次のファクタが感知できる。ランバート拡散、正反射、ヘイズ拡散である。

図３Ａは、電子ディスプレイ３００上への光の反射が、光受信源（すなわち人の目）３１０によりどのように測定できるかについての実施例を示す。図３Ａを参照すると、点光源３２０がディスプレイ３００上への光３２５を発生させる。ディスプレイ３００は、光３２５を光受信源３１０上へ、角度３１５により反射する。反射率β、角度３１５の、当業者に知られた数学的関係を使用すると、システムは、ディスプレイの反射により引き起こされる周囲光を決定できる。

図３Ｂは、正反射方向（角度３１５）を基準とした源の傾斜を示す輝度グラフ３５０を示す。ｙ軸及び提供される範囲は、異なる角度での様々な輝度修正を生じさせ得る関連の効果を示す。

図３Ｂに示した効果により、電子ディスプレイ３００の観視者は、様々な背景輝度（ＤＢＬ）を見ることになろう。それゆえ、ＤＢＬが増加すると、ディスプレイの輝度はＤＢＬ効果を抑制するように対応する量で増加できる。

ディスプレイ輝度をどのように調整するかを理解するために、Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎ関係が提供される（提出された幾つかの参考文献において説明されている）。以下で説明される数式は、検出ＤＢＬとディスプレイにおいて使用される輝度との関係を説明するものである。
ＥＳＬ＝Ｂ_O（ＤＢＬ）^C
用語は、次のように定義される。
ＥＳＬ＝ｃｄ／ｍ²での放出記号輝度（Ｅｍｉｔｔｅｄ Ｓｙｍｂｏｌ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）
Ｂ_O＝輝度オフセット定数（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ Ｏｆｆｓｅｔ Ｃｏｎｓｔａｎｔ）
ＤＢＬ＝ｃｄ／ｍ²での様々なディスプレイ背景輝度
ｃ＝冪定数（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｔａｎｔ）（対数座標における冪関数の傾き）

陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ技術により、蛍光体反射率は蛍光体発光に応じて変化しない。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、各ＬＣＤセル体験の「オン」及び「オフ」状態により、異なる課題を提示する。それゆえ、Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎ関係の変形形態が、ＬＣＤディスプレイのために算出されてもよい。しかし、上記のＤＢＬ関係を使用することにより、ディスプレイの見易さは大きく改善できる。

また、Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎ方法論を使用する様々な他のファクタが使用されてもよい。例えば、ゲイン修正ファクタ（ＧＦ）が算出されてもよく、これは前向き光センサを使用する。

しかし、明順応効果を補償する既存の対数センサは、Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎ方法論（線形光感知に最も効果的なものとして設計されたもの）と両立できない。それゆえ、ディスプレイ調整システムにおける対数光センサの使用は、結局は、不満を起こさせるであろう。

インターフェースは、電子ディスプレイに結合された電子システムとのやり取りを可能にする。インターフェースからの入力の検出は、電子システムを介した動作を引き起こすことができ、これはその後に電子ディスプレイ上に示される。インターフェースは、同様により複雑になってきている。従来、インターフェースは、キーボード、手動のつまみまたは同様のものなどの物理的な入力デバイスを実装するものであった。

最近の実施形態において、インターフェース機器は、より堅牢で、非接触ベースのものになってきている。例えば、インターフェース機器は、監視デバイス（カメラ、映像捕捉デバイス、動作検出器または同様のものなど）により助長される追跡技法を介したやり取りを可能にできる。

１つのこのような実施形態は、注視追跡デバイスである。注視追跡デバイスは、人物の目（または両目）を捕捉するカメラを使用し、電子ディスプレイの様々な素子を制御するように、目の動きの検出を可能にする。例えば、一例において、人物の目が電子ディスプレイの特定の領域に集中しているという検出がなされると、電子ディスプレイはそれに応じてズームインまたはズームアウトできる。

それゆえ、電子ディスプレイ、システム及び同様のものは、制御及び双方向性を助長するように、注視追跡デバイスと共に実装されている。例えば、電子ディスプレイまたはシステムと対話する人物が電子ディスプレイまたはシステムと対話する際に凝視している領域にカメラを取付けることにより、注視追跡システムは乗り物において実施できる。乗り物の場合、カメラは、ダッシュボード、乗り物の屋根、またはユーザの注視を捕捉可能なあらゆる場所に搭載できる。

電子ディスプレイを調整するためのシステムが、本明細書において提供される。システムは、電子ディスプレイの観視者に関連する瞳孔の画像と、瞳孔の画像により確認される瞳孔の直径とを捕捉するように、注視追跡デバイスを含む。別の実施例において、システムはさらに、周囲光センサからの光情報を対数的に受信するように周囲光センサ受信機と、直径と光情報との組合せに基づき電子ディスプレイの輝度を調整するようにディスプレイ調整器とを含むことができる。
発明を実施するための形態は、以下の図面を参照する。図面において、同様の参照番号は、同様の項目に言及する。

従来の実施態様によりディスプレイ輝度を調整するためのシステムの実施例を示す図である。 周囲のディスプレイ背景輝度（ＤＢＬ）を決定するためのプロセスの実施例を示す図である。 電子ディスプレイ上への光の反射が、光受信源によりどのように測定できるかについての実施例を示す図である。 正反射方向を基準とした源の傾斜を示す輝度グラフを示す図である。 注視追跡デバイスに基づき電子ディスプレイを調整するためのシステムの実施態様の実施例を示す図である。 図４のシステムにおいて説明された画像＋光処理装置の実施例を示す図である。 図４に示したシステムの画像＋光処理装置の実施態様の別の実施例を示す図である。 図６のＧＦテーブルの実施例を示す表である。 図４に示したシステムの画像＋光処理装置の実施態様の別の実施例を示す図である。 瞳孔の直径の大きさと関連した対数関数を決定するための実施例を示す図である。 瞳孔の直径の大きさと関連した対数関数を決定するための実施例を示す図である。 瞳孔の直径の大きさと関連した対数関数を決定するための実施例を示す図である。 瞳孔の直径の大きさと関連した対数関数を決定するための実施例を示す図である。 上記で説明されたシステムの実施態様の実施例を示す図である。 上記で説明されたシステムの実施態様の実施例を示す図である。

本発明は、添付の図面を参照して以下でより完全に説明される。図面では、本発明の例示的な実施形態が示される。しかし、本発明は、多くの様々な形で実現でき、本願で述べる実施形態に限定されるものと解釈すべきでない。むしろ、これらの例示的な実施形態は、本開示が十分なものであるように提供されており、また、当業者に本発明の範囲を完全に伝達するものであろう。本開示の目的のために、「それぞれのうちの少なくとも１つ」は、多数の列挙される要素の組合せを含め、それぞれの用語の後で列挙される要素の任意の組合せを意味すると解釈されることが理解されよう。例えば、「Ｘ、Ｙ、及びＺのうちの少なくとも１つ」とは、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、または、２つまたはそれ以上の項目Ｘ、Ｙ及びＺの任意の組合せ（例えば、ＸＹＺ、ＸＺ、ＹＺ、Ｘ）を意味すると解釈されよう。図面及び発明を実施するための形態を通して、特に記述がない場合は、同じ図面参照番号は、同じ要素、特徴及び構造を指すと理解される。これらの要素の相対的な大きさ及び描写は、明確さ、説明及び利便性のために誇張されることがある。

電子ディスプレイは、観視者に情報を伝達するように照明を使用する。背景技術の部分において説明したように、照明は、周囲光や天候条件などの環境条件によりたびたび妨害される。これらの状況においては、観視体験は環境条件によって影響を受けることがあり、それゆえ混乱されることがある。

照明を調整することができる様々な技法が開示されてきた。しかし、これらの技法はいずれも、それらが提供する範囲または動的機能により制限されるものである。

１つのこのような実施形態においては、周囲光が検出され、ディスプレイがそれに応じて修正または調整される。電子ディスプレイ上に位置できるこれらのセンサにより、電子ディスプレイに影響を与える光が、ディスプレイを修正または調整するのに使用される。

しかし、こうした光は、電子ディスプレイの観視に影響を与えることのある外部の照明全てを包含するものではない。例えば、観視者の目は、外部の照明源（すなわち、太陽等）により体験される照明条件によって影響を受けることがある。これらの状況において、太陽の採光は、観視者の瞳孔に、違ったやり方で電子ディスプレイを処理及び観視させるであろう。

背景技術の部分及び他の技法において説明するように、線形前向き光センサを使用する近似が提示されてきた。この方法論は、線形光感知に関連する範囲の限界により有効に動作できない。線形前向き光センサは、電子ディスプレイを調整するための技術をうまく実施するのに必要な検出量を十分に含まない範囲を処理する。

注視追跡に基づいて電子ディスプレイを調整するための方法、システム及びデバイスが本明細書で開示される。本明細書で開示される態様は、電子ディスプレイシステムを有効に調整するように、注視追跡デバイスと組合される周囲光センサの使用を可能にする。調整は、ディスプレイに関連する輝度を調整するために行うことができる。本明細書で述べる様々な方法論及び構成要素は、ディスプレイシステムの実施についての環境的な問題に対する動的応答を可能にするやり方で光レベルを調整するように電子ディスプレイを提供または駆動するシステムを助長する。

例えば、電子ディスプレイが乗り物に実装される場合、注視追跡デバイス、周囲光センサ、及び、その両方からのデータを統合するためのシステムにより、電子ディスプレイシステムの観視者は、良好でより安全な運転システムを実現できるであろう。

本明細書で開示される態様は、説明目的のために乗り物用ディスプレイシステムを使用する。しかし、注視追跡デバイスと周囲光センサの両方を使用する他の状況において、本明細書で開示される態様が実施されてもよい。

以下で説明される実施態様における周囲光センサは、対数的なものである。対数光センサの使用は、ダイナミックレンジを表すのを可能にする。

本明細書で開示される態様の１つの利点は、多くのシステムが既に注視追跡デバイスを使用していることである。それゆえ、電子ディスプレイの輝度の調整を補助及び増大するように注視追跡デバイスを組み込むことにより、以前からあるインターフェース技術が有効に維持できる。

図４は、注視追跡デバイス４７０に基づき電子ディスプレイ４８０を調整するためのシステム４００の実施態様の実施例を示す。

注視追跡デバイス４７０は、人物の注視を介して情報を検出するように人物の目を監視するのに使用される、あらゆる種類の注視追跡回路またはシステムとすることができる。注視は、瞳孔画像４７１により表示されるデータファイルに変換できる。

図４を参照すると、全ての素子間の電気的接続を提供する電気制御ユニット（ＥＣＵ）４６０が示してある。ＥＣＵ４６０は乗り物などの場所に一般に実装されて、電気的構成要素が（有線または無線のいずれかで）シームレスに互いに接続するための技法を提供する。

ＥＣＵ４６０は、電気信号の受信、処理及び伝送を促進するための処理装置または非一時的なコンピュータ可読媒体の一般的な用語である。上述のように、ＥＣＵ４６０は、乗り物に実装できる。自動車用電子機器において、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、自動車における電気的システムまたはサブシステムのうちの１つまたは複数を制御するあらゆるエンベデッドシステムの一般的な用語である。以下に提供される数多くの実施例は、乗り物の場合で示される。しかし、本明細書で説明される概念は様々な状況に適用でき、乗り物の場合におけるものに限定されないことに留意されたい。

ディスプレイ４８０は、ディスプレイへの情報を受信する電子ディスプレイである。情報は、ディスプレイ４８０上またはその周辺を注視するユーザまたは人物による情報の処理に関連した、あらゆる種類の情報とすることができる。ディスプレイ４８０は、周囲光センサ４８１及び４８２と関連する。周囲光センサ４８１及び４８２は、人間の目と類似の方法で、光または明るさを検出するのに使用される。それらは、システムの設定が、人間により知覚された周囲光条件に応じて調整されなければならない場合に使用される。使用される光センサの数は例示的なものである。実際の数は、図４に示した構成の設置者による実施態様の選択とすることができる。ディスプレイ４８０は、（周囲光センサ４８１及び４８２と共に）ＥＣＵ４６０に結合される。

図４に示すように、周囲光センサからの光情報４８３はＥＣＵ４６０に伝送され、ＥＣＵ４６０は当該情報をシステム４００に伝搬する。

システム４００は、画像受信機４１０、瞳孔抽出器４２０、周囲光受信機４３０、画像＋光処理装置４４０及びディスプレイ調整器４５０を含む。システム４００は、ＥＣＵ４６０などの中央処理装置に組み込んでもよく、あるいは、必須の回路を含んだスタンドアローンの構成要素としてパッケージされてもよい。

画像受信機４１０は、注視追跡デバイス４７０から（例えば、ＥＣＵ４６０を介して）瞳孔画像４７１を受信する。画像受信機４１０は、画像蓄積及び伝送の分野で知られた多数の形式で、瞳孔画像４７１を受信するように構成できる。画像４７１は、ディスプレイ４８０上を注視する人物に関連する顔、目、両目の瞳孔（または片目の瞳孔）または同様のものの写真とすることができる。少なくとも１つの瞳孔が捕捉される限り、画像４７１は、人物に関連するあらゆる兆候とすることができる。

瞳孔抽出器４２０は、瞳孔画像４７１の瞳孔を抽出する。瞳孔（または両目の瞳孔）が取得されると、瞳孔に関連する直径が決定できる。別の実施例においては、画像受信機４１０及び瞳孔抽出器４２０は、瞳孔の直径を直接受信することにより違ったように実施されてもよい。

周囲光受信機４３０は、周囲光センサ４８１及び４８２からの光情報４８３を受信する。光情報４８３は対数的に受信できる。図５は、対数感知を使用する周囲光センサの実施例を示す。

画像＋光処理装置４４０は、調整４０１を生成するように、瞳孔抽出器４２０により取得された情報と、周囲光受信機４３０により取得された情報とを組合せる。調整４０１は、ディスプレイ調整器４５０を介してディスプレイ４８０へ伝達できる。画像＋光処理装置４４０の実施例は、図５、図６及び図８によって以下で説明される。

図５は、システム４００において説明した画像＋光処理装置４４０の実施例を示す。ブロックレベル図により使用される素子は、以下で列挙されるものなどのあらゆる種類の回路または符号化ベースの論理において実施できる。

図５を参照すると、センサ４８１及び４８２はそれぞれ、実際のセンサ回路４８４ａ及び４８４ｂと、増幅器４８５ａ及び４８５ｂとを含む。各増幅器により生成される電圧は、図５に示したもの（Ａ／Ｄ５１０及びＡ／Ｄ５１１）などのアナログ‐デジタル変換器（Ａ／Ｄ）に出力される。次の数式が、Ａ／Ｄ５１０及びＡ／Ｄ５１１に入力される電圧を決定するのに使用できる。

デジタル変換は、次の数式によって表される。

上記で特定された数式（用語、定数の定義、及び導出）は、本出願と共に提出された参考文献において見つけられ、それゆえ、完全な説明は簡潔さのために省略される。

Ａ／Ｄブロックの出力は、ディスプレイ調整器４５０を駆動するのに（そしてそれゆえディスプレイ４８０の照明を調整するのに）使用できる。しかし、値は、以下で説明されるように、別の方法でディスプレイ４８０を調整するのに使用されてもよい。

Ａ／Ｄブロック５１０及び５１１の出力の組合せは、組合せ回路５１２によって実行できる。出力は変数Ｎ_Dに変換でき、ユーザバイアス（Ｎ_BD）と合計される（５１３）。Ｎ_D及びＮ_BDは、予め定義された関係または式によって取得できる。

次の関係は、Ｌ_sel値を説明する。Ｌ_sel値は所望のディスプレイ輝度であり、様々な一定のステップ比（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｓｔｅｐ ｒａｔｉｏ）Ｒに基づきルックアップテーブルにデータを入力することによって決定できる。一定のステップ比が使用される場合、Ｎ_D値及びＮ_DB値は、Ｌｓｅｌ値を決定するのに使用できる。Ｎ_Dは、Ａ／Ｄ出力によって使用及び導出され、Ｎ_DBは、ユーザオフセットまたはバイアスにより取得できる。この定義は、開示された参照文献において説明されており、次のように記載される（５１４）。

上述の関係の対数表示は、下記よって定義される（５１５）。

素子５１３の出力は、素子５１７に伝搬でき、これは次の関係によって説明される（５１７）。

素子５１７の出力はＬ_sel値の対数であり、数値１．１２５で乗算できる。

注視追跡デバイス４７０はカメラ４７２を含む。カメラは、目４７１の写真を撮るのに備え付けることができる。瞳孔抽出器４２０は、瞳孔の直径を抽出するように構成でき、これは素子５１８に伝搬できる。

素子５１８は、受信した直径をＮ_H値に変換するように構成できる。

素子５２０において、次の数式が生成される。

１．１２５ｌｏｇ₁₀（ＦＦＶＩ）＝１．１２５Δｌｏｇ（ＦＦＶＩ）×Ｎ_H＋１．１２５ｌｏｇ（ＦＦＶＩ₀）

５２０の出力は、次の式により、５１７の出力及び定数と合計できる（５２１）。

上記で説明された実施形態は、主に、ディスプレイ４８０などのデジタルディスプレイによる使用のためのものである。別の実施例において、情報は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）５２５に関連する調整を決定するのに使用されてもよい。Ｎ_H値は、ユーザバイアス値（Ｎ_BH）と合計され（５１９）、素子５２３に伝搬される。素子５２３及び５２４に示した処理は、ＨＵＤ５２５の調整を実行するのに使用できる。

ＧＦはゲインファクタであり、ディスプレイ４８０を調整するのに使用できる。ＧＦが１よりも小さい場合（５２１）、ＧＦは１に設定され、素子５１５により算出されたＬ_sel値は、ディスプレイ４８０を調整するのに使用される。

１よりも大きい場合（５２２）、ディスプレイ４８０を調整するようにＧＦを決定するために、５１５からのＬ_sel値は乗算されてもよく（５１６）、または以下の技法が（ルックアップテーブルを使用して）使用されてもよい。ゲインファクタを決定する別の方法は、ステップ比の関係に基づきルックアップテーブルを使用することである。

上式で、
ｃ＝Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎの冪定数（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｔａｎｔ）
Ｔ＝輝度ステップの総数（Ｔｏｔａｌ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｓｔｅｐｓ）
Ｌ_Max＝最大の輝度レベル（Ｍａｘｉｍｕｍ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｌｅｖｅｌ）
Ｌ_Min＝最小の輝度レベル（Ｍｉｎｉｍｕｍ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｌｅｖｅｌ）
である。

Ｌ_GF＝ＧＦ×Ｌ_SEL

ステップ数Ｎ_GF（ルックアップテーブルにより使用される）を解くために、次の関係がこの値を導出するように設定される。

上記数式を代入すると、次の数式が生じる。

上記を簡略化したものが以下に提示される。

また、以下である。

さらに、以下である。

上記の数式の両辺の自然対数が得られると、次の関係が確立される。

輝度比は、次のように定義される。

それゆえ、上記の関係を導出された式に代入すると、次の関係になる。

上記の一連の数式の重要性が示すのは、周囲光センサステップレベル（これは、本明細書において提出された、Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎ方法論に関する技術において知られた用語である）が上記のＧＦの決定にとって不可欠ではないことである。上記で説明されたΔＮ方法は、ΔＮに関連する様々なステップがディスプレイ出力輝度比に関連するので、説明された調整のために使用できる。

図６は、システム４００において説明された画像＋光処理装置４４０の実施形態の別の実施例を示す。図示するように、乗算器５１６が除去されている。代わりに、ＧＦテーブル６１６が実装される。ＧＦテーブル６１６の出力は、ΔＮファクタを統合するように修正された新たな素子６１４及び６１５に伝搬でき、ディスプレイ４８０に使用される輝度調整４０１を算出するのに使用できる。

図７は、ＧＦテーブル６１６の実施例を示す。ＧＦテーブル６１６は、各ＧＦの数をΔＮと関連付ける。リトリーブされたΔＮは、それに応じて、図６で述べられた式を使用できる。ＧＦテーブル６１６は、パラメータ及び値の特定のセットのための例示的なものである。実施例のテーブルは、Ｔ＝１０、Ｌｍａｘ＝２０００及びＬｍｉｎ＝８０のようなパラメータに基づくものである。

図８は、画像＋光処理装置４４０の実施形態の別の実施例を示す。具体的には、図８は、前述のような比のテーブルを使用するのではなく、計算アプローチである。図８における実施態様は、Ｌ_sel値をゲインファクタ（ＧＦ）と組合せるのに処理装置が使用される点で、図５に示したものと類似している。しかし、１つの重要な違いは、ブロック８０１、８０２、８１３及び８１７が導入されていることである。これにより、ブロック５１４の実施の回避が可能となる。以下の一連の数式は、図８に示した実施態様の解明を容易にする。

ＯＲ素子５１２の出力は、下記を生成できる。

これは、以下を生成するように処理できる。

また、ＤＢＬ（提出された論文により明示される知られた用語）を解くと、次の式になる。

下記は、以下の式を生成するのに使用できる。

ＥＳＬ＝Ｂ_OD（ＤＢＬ）^C

ディスプレイがユーザバイアス量を既に含むことができるので、このファクタは、次の式により導入できる。

システム４００の実施態様によれば、定数Ｋ₁及びＫ₂が定義できる。それゆえ、上記の式は、次の式を生成するように簡略化できる。

対数センサの実施態様により、次の変換も実行される。

類似の変換が、注視追跡デバイス４７０に関連する経路上へ調整できる。具体的には、瞳孔の直径の大きさがブロック８２０に伝搬される。以下で説明される代替的な実施形態において、データは、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）の実施を直接的に制御するのに使用できる。ブロック８２０は、受信したデータの次の処理を実行する。

１．１２５ｌｏｇ₁₀（ＦＦＶＩ）＝１．１２５ｌｏｇ（Ｌａ）−１．１２５ｌｏｇ（ａ）

ブロック８２０の出力は、画像＋光処理装置４４０の他の実施形態により上記で説明されたのと類似の方法で組合される。

また、ＨＵＤ５２５を調整するための実施形態を図８に示す。素子４７３からの情報が素子８１８に伝搬され、変換が生成される。そこで、処理装置が、８２１からのユーザバイアスを組合せる素子８１９を介して、８２２に示した式を生成するのに使用される。８２２から、本明細書で開示される概念を使用して、対数的に変換された瞳孔の直径（以下に示す式による）がＨＵＤ５２５を調整するのに使用される。

図９〜図１２は、瞳孔の直径の大きさに関連する対数関数を決定するための実施例を示す。異なる瞳孔の大きさは、異なるファクタ（すなわち、様々な目の機能）と共に、瞳孔により確認される異なる量の輝度と相関できる。従って、瞳孔の直径を観察された輝度と関連付ける曲線を解くことは、図４に示したシステムの実施態様にとって有益であろう。

図９では、提示された様々な他の知られた関係ついて、統一された関係が示してある。その算出は以下で詳細に説明される。

数式、すなわち、解答のための関数は、次の関係により提示される。

ｌｏｇ（Ｌ）＝ｆ（Ｄ）

ここで、輝度の対数（ｌｏｇ（Ｌ））は好ましいものである。Ｄの関数は、ここではＤは瞳孔の直径であり、決定される必要があるものである。輝度Ｌと視野（度数における「ａ」）との両方に対応する瞳孔の直径により、Ｌａの積は、次の数学的処理を実行することによって解くことができる（以下の関係は、「Ｓｔａｎｌｅｙ Ｄａｖｉｅｓ」関数と呼ばれる）。

図１０は、上記で説明された数式を解くのに説明した、いくつかの視野領域（「ａ」）についてのｌｏｇ（Ｌ）関数に対する瞳孔の直径のプロットの実施例を示す。

上記が示すのは、上記で説明された関数の対数を取ると、図９に示した統一された線と似ていないプロットがもたらされることである。それゆえ、目もまた視野（「ａ」）に対応するので、輝度Ｌの対数を単に取ることは、本明細書で開示される態様によるシステムを実施するのに正しい方法ではない。

修正されたものが以下に示される。

図１１は、ブロック４２０の例示的な実施形態によるプロットの実施例を示す。

別の実施例において、ブロック４２０は、さらに、瞳孔画像に関連する年齢（すなわち、人物の年齢）を調整するように修正できる。関係、すなわちＳｔａｎｌｅｙ Ｄａｖｉｅｓ関数により、年齢の調整が可能となる。実行できる数学的処理は下記である。

Ｄ_U＝Ｄ_SD＋（ｙ−ｙ₀）［０．０２１３２−０．００９５６２Ｄ_SD］
上式で、ｙ＝年単位での年齢、ｙ_o＝定数（２８歳）であり、また、Ｄ_Uは、年齢ファクタを含む統一された「Ｓｔａｎｌｅｙ Ｄａｖｉｅｓ」関数を意味する。観視者の年齢ｙ＝２８．５８歳を使用すると、式は上記に示した数式となる。

Ｄ_U＝Ｄ_SD＋（ｙ−ｙ₀）（０．０２１３２）−（ｙ−ｙ₀）（０．００９５６２）Ｄ_SD

Ｄ_U＝Ｄ_SD［１−（ｙ−ｙ₀）（０．００９５６２）］＋（ｙ−ｙ₀）（０．０２１３２）

次の式は、上記の式を簡略化するのに使用できる。

Ｄ＝Ｄ_U

Ｆ１＝１−（ｙ−ｙ₀）（０．００９５６２）

Ｆ２＝（ｙ−ｙ₀）（０．０２１３２）

結果は以下である。

Ｄ＝Ｄ_SDＦ１＋Ｆ２

上記式をＳｔａｎｌｅｙ Ｄａｖｉｅｓ関係に置くと、以下が導かれる。

上記で実行されたのと同様に、ｌｏｇ（Ｌａ）は、次を解くことができる。

（Ｌａ）^0.41＝Ｆ３［（Ｌａ）^0.41＋２（８４６）^0.41］

（Ｌａ）^0.41＝Ｆ３（Ｌａ）^0.41＋Ｆ３（２）（８４６）^0.41

（Ｌａ）^0.41［１−Ｆ３］＝Ｆ３（２）（８４６）^0.41

（Ｌａ）^0.41＝Ｆ４

０．４１ｌｏｇ（Ｌａ）＝ｌｏｇ（Ｆ４）

図１２は、２８．５歳及び６０歳のサンプルケースを使用した、上記で説明された式の実施例を示す。このように、対数的処理を実行する関数は、そこで示した処理によれば、年齢に依存できる。

ｙ項（ｙ ｔｅｒｍ）は、実施者によって設定できる。一実施例において、項（ｔｅｒｍ）は２８．５に設定され、図１２におけるグラフはこの設定を反映している。別の実施例において、項は６０に設定され、図１２におけるグラフはやはりこの設定を示している。

図１３Ａ及び図１３Ｂは、上記で説明されたシステム４００の実施態様の実施例を示す。注視追跡デバイス４７０も示してある。注視追跡デバイス４７０は、図９〜図１２に関して上記で説明した概念により実施できる。

図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、乗り物１３００が示してあり、注視追跡デバイス４７０を実装している。注視追跡デバイス４７０は、人物１３１０の瞳孔１３１５の画像を捕捉するように構成される。上記で説明したように、システム４００は、瞳孔１３１５の画像を捕捉し、直径の大きさを対数的成分（上記で説明したもの）に変換し、周囲光センサ４８１及び４８２のうちの１つ（または両方）から読み込む周囲光センサとデータを組合せる。情報は、（同様にユーザバイアスと共に）ディスプレイ４８０の輝度を調整及び決定するのに、システム４００によって使用される。

光源１３５０が示してある。光源１３５０は、太陽、月、街灯からの周囲照明または同様のものなどの環境光条件を反映できる。それゆえ、場所や時間により、光源１３５０は異なる量の光を生成できる。

図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、光源１３５０は異なる量の光を生成できる。それゆえ、本明細書で開示される態様によれば、検出された瞳孔の大きさ（両図面において異なっている）は、ディスプレイ４８０に輝度を調整させることができる。

ディスプレイ４８０は、ダッシュボードの一部の据付けのデジタル画面として示してある。しかし、上記で説明したように、ＨＵＤを備える実施態様も実現できる。

上記で開示した態様は、乗り物による動作において示されている。しかし、システム４００に関連する概念は、多数のディスプレイの実施態様に適用できる。

本発明の精神または範囲から逸脱することなく、様々な修正形態及び変形形態が本発明においてなされてもよいことが当業者に明らかであろう。それゆえ、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内であれば、本発明は、本発明の修正形態及び変形形態を含むことが意図される。

Claims (9)

1. 電子ディスプレイを調整するためのシステムであって、
   前記電子ディスプレイの観視者に関連する瞳孔の画像と、前記瞳孔の画像により確認された前記瞳孔の直径とを捕捉する注視追跡デバイスと、
   周囲光センサからの光情報を対数的に受信する周囲光センサ受信機と、
   前記直径と前記光情報の組み合わせに基づき前記電子ディスプレイの輝度を調整するディスプレイ調整器と、
   を含み、
   前記瞳孔の直径が、対数変換にかけられ、
   前記対数変換が、視野毎の輝度であるＬａ及び直径Ｄに関連する数式により定義され、且つ、前記瞳孔に関連する年齢のためにさらに調整される、システム。
2. 前記光情報が、アナログ‐デジタル（Ａ／Ｄ）処理によって変換される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記光情報が、前記Ａ／Ｄ処理にかけられた後に、出力を生成するようにディスプレイユーザバイアスと組み合わされる、請求項２に記載のシステム。
4. 前記出力が、ゲインファクタを生成するように、前記瞳孔の直径の変換されたものと組み合わされる、請求項３に記載のシステム。
5. 前記ゲインファクタが、前記電子ディスプレイの前記調整を実行するのに使用される、請求項４に記載のシステム。
6. 前記視野毎の輝度であるＬａは、前記瞳孔に関連する年齢が高くなるほど、小さな値に設定される、請求項１に記載のシステム。
7. ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を調整するためのシステムであって、
   前記ヘッドアップディスプレイの観視者に関連する瞳孔の画像と、前記瞳孔の画像により確認された前記瞳孔の直径とを捕捉する注視追跡デバイスと、
   対数変換により前記直径を変換するための変換回路と、
   変換された直径に基づき前記ヘッドアップディスプレイの輝度を調整するディスプレイ調整器と
   を含み、
   前記対数変換が、視野毎の輝度であるＬａ及び直径Ｄに関連する数式により定義され、且つ、前記瞳孔に関連する年齢のためにさらに調整される、システム。
8. 前記ディスプレイ調整器がさらにユーザバイアスにより前記ヘッドアップディスプレイを調整する、請求項７に記載のシステム。
9. 前記視野毎の輝度であるＬａは、前記瞳孔に関連する年齢が高くなるほど、小さな値に設定される、請求項７に記載のシステム。

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