Appleは、食品の鮮度やカロリー含有量を測定できる赤外線センサーなど、噂されている「Apple Glass」のようなヘッドマウントデバイスに使用する技術を改良している。
これは、米国特許商標庁が木曜日に公開したAppleの特許出願3件によるものです。3件とも、噂されているバイザー型の複合現実ヘッドセットなど、AppleのVR/ARデバイスに使用できる可能性のある技術の詳細が記載されています。
食品検出のための光学赤外線センシング
クレジット: Apple
最初の特許は「ビームステア式赤外線光センサーを備えた電子機器」と題され、赤外線センサーを用いて物体の光スペクトルを収集するシステムの概要を示している。このシステムには、ビームステアラーや、レンズや偏光板などの調整可能な部品が含まれる可能性がある。
特許には、「赤外線スペクトル、可視カメラ画像、および／または他のセンサーからのデータは、対象物体の特性評価に単独または組み合わせて使用できるため、ユーザーに通知を提供したり、その他のアクションを実行したりすることができる」と記載されている。
これはFace IDに搭載されている既存の技術に似ています。今回の特許出願で興味深いのは、特にAppleのヘッドマウントARデバイスにおける潜在的な用途です。
例えば、Apple社は、このシステムを画像認識などのタスクに活用できると述べています。例えば食品です。「ユーザーは、光学センシングを用いて食品を評価したい場合があります（例えば、熟度やカロリー含有量など）。この好みは[デバイス]内のメモリに保存することも、ユーザーが動的に選択することもできます」とApple社は述べています。
Appleによると、この画像認識はデータベースに保存されている情報を呼び出すために使用できるとのことだ。そのデータには、鮮度、脂肪含有量、食品の種類、甘さといった食品特性やその他の指標が含まれる可能性がある。
しかし、それは食品だけに留まりません。「一般的に、この光学センサーを用いてあらゆる種類の物体を分析できます（例：植物、動物、無生物、食品、塗料、家屋やその他の建物の一部、自動車システム、電子機器、家具など）」と特許には記されています。さらに、赤外線は物質の振動や回転の分子共鳴を励起できるため、このシステムはユーザーの身体に関する情報を提供するためにも使用できます。Appleによると、他のセンサーと組み合わせることで、このシステムはユーザーの呼吸をモニターし、さらに多くのデータを得ることができるとのことです。
この特許には、Sheng Liu氏、Guocheng Shao氏、Kenneth J. Vampola氏が発明者として記載されています。このうちShao氏とVampola氏は、Appleが過去に取得した環境光検知技術に関する特許にも名前が挙がっています。
HMD用適応型顔インターフェース
クレジット: Apple
木曜日に公開されたアップルの2番目の特許出願「適応型顔面インターフェースを備えたヘッドマウントディスプレイユニット」は、ユーザーの頭部に装着することを想定した2つの別々の部分で構成されるインターフェースシステムを対象としている。
Appleはこの特許の中で、ヘッドマウントディスプレイはディスプレイアセンブリと顔面インターフェースで構成される可能性があると述べています。顔面インターフェースはディスプレイアセンブリに結合され、顔に装着した際にディスプレイアセンブリを支えることが主な目的となります。
特許には、「上部はユーザーの目の上の顔の上部領域に係合する。下部はユーザーの目の下の顔の下部領域に係合する。下部のせん断コンプライアンスは、上部の上部せん断コンプライアンスよりも大きい」と記載されている。
この顔面インターフェースには、周囲の光を遮断するための遮光シールが内蔵される可能性があります。また、ディスプレイアセンブリと顔面下部の間の垂直方向の柔軟性を確保するためのピボット機構も備えている可能性があります。さらに、硬い部分がユーザーの鼻を支える役割を果たす可能性があります。
言い換えれば、これはユーザーの目を覆い、仮想現実（VR）や複合現実（MR）体験のための環境を提供するためのシステムを指します。顔面インターフェースは、水泳用ゴーグルのフォームガスケットに似ています。顔にぴったりとフィットし、ユーザーの頭とヘッドマウントデバイスのディスプレイの間に空間を確保します。
もちろん、Appleのシステムは、単純なフォームガスケットやシールよりも複雑に見えます。快適で安定したフィット感を実現するために多大な努力が払われており、調整機能のために、より複雑なピボット機構が組み込まれている可能性があります。
この特許には、ダスティン・A・ハットフィールド氏とクリスティ・E・バウアリー氏が発明者として記載されています。バウアリー氏は、ARヘッドセット関連の特許だけでなく、「改良型ヘッドフォン」の特許にも名前が記載されています。
視線追跡の改良
クレジット: Apple
最後に、AppleはARとVRの両方のアプリケーション向けに視線追跡技術の改良を続けています。木曜日に公開された特許出願は、Appleが申請した最初の特許ではありません。
過去の視線追跡特許出願と比較すると、いくつかの違いがあるようです。
Appleによると、視線追跡システムには過去のシステムと同様に、少なくとも1台のカメラと照明光源が使用されるとのことです。過去の特許で言及されていた「ホットミラー」の代わりに、Appleの新しい特許出願では、光を受け取る手段として回折格子が挙げられています。
特許には、「回折格子は、ユーザーの目から反射された赤外線の少なくとも一部を方向転換または反射し、可視光線は通過させる。カメラは、回折格子によって方向転換または反射された赤外線からユーザーの目の画像を撮影する」と記載されている。
Appleの改良の明確な証拠も見られます。ある部分では、透過型または反射型の回折格子を接眼レンズに組み込んだシステムにより、ホットミラーを搭載したヘッドセットよりもスリムなヘッドセットを実現したとAppleは述べています。
さらに、「反射格子を接眼レンズに組み込むことで、ユーザーの目を接眼レンズを通して撮影できるようになり、IR カメラが接眼レンズを通して直接ユーザーの目を撮影するシステムと比較して、IR カメラで撮影した画像の品質が向上します (たとえば、歪みが低減されます)。」
同社によれば、赤外線カメラがユーザーの目を直接見るシステムと比べて、格子により赤外線カメラの視野角も改善されるという。
この特許には、Kathrin Berkner-Cieslicki氏、Se Baek Oh氏、Scott M. DeLapp氏、Christopher F. Griffo氏、Bradley C. Steele氏、Ting Sun氏、Kenichi Saito氏、Noah D. Bedard氏が発明者として記載されています。このうち、Berkner-Cieslicki氏、Oh氏、Saito氏は、過去のApple AR特許にも名前が挙がっています。
