JP5884502B2 - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Description

本技術は、ヘッドマウントディスプレイに関する。

ユーザの頭部に装着され、眼前に配置されたディスプレイ等によってユーザ個人に画像を提示することが可能な、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）が知られている。ＨＭＤにおける表示画像の制御は、一般的に、ＨＭＤ、あるいはＨＭＤと接続された専用の入力装置等に配置されたボタンの押圧操作等により行われる（特許文献１参照）。

特開２００８−７０８１７号公報

しかしながら、ＨＭＤにボタン等を配置する場合は、当該ボタン等の占有面積が大きくなりデザイン性にも影響を及ぼすとともに、操作の多様化にも限界があった。また、専用の入力装置等を用いて入力操作を行う場合は、ＨＭＤとともに入力装置等も持ち運ぶ必要があり、携帯性の面で不利であった。さらにこの場合は、ＨＭＤとは別に、例えば鞄等から入力装置を取り出す必要があり、入力操作を円滑に行えないことがあった。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、操作性及び携帯性に優れ、さらに入力操作時の利便性を向上させることが可能なヘッドマウントディスプレイを提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るヘッドマウントディスプレイは、表示部と、支持部と、入力操作部とを具備する。
上記表示部は、画像をユーザに提示するように構成される。
上記支持部は、上記表示部を支持し、ユーザの頭部に装着可能に構成される。
上記入力操作部は、上記表示部に配置されたタッチセンサを含み、上記画像を制御する。

上記ヘッドマウントディスプレイは、入力操作部がタッチセンサを含むため、自由度の高い入力操作が可能となり、操作性を高めることができる。また、上記入力操作部は表示部に配置されることから、ＨＭＤとは別個の入力装置等が不要となり、携帯性及び入力操作時の利便性を高めることができる。

上記入力操作部は、上記表示部の外表面に配置されてもよい。
これにより、入力操作部は、ユーザの入力操作がしやすい位置に配置されることが可能となる。

具体的には、上記表示部は、筐体と、上記筐体内に配置され上記画像を形成する表示素子と、上記画像を表示する表示面を含む光学部材と、を有してもよい。
上記構成により、表示素子によって生成された画像光を光学部材へ出射させ、表示面を介してユーザに画像を提示することが可能となる。

上記構成の場合に、上記入力操作部は、上記筐体上に配置されてもよい。あるいは、上記入力操作部は、上記表示面に対向して配置されてもよい。
上記入力操作部は、表示部の構成を利用して配置される。これにより、入力操作部の配置によって表示部の形態を変更する必要がなく、ヘッドマウントディスプレイのデザイン性を維持することが可能となる。

上記光学部材は、上記表示素子から第１の方向へ出射された画像光を上記光学部材内へ導光するために、上記第１の方向と交差する第２の方向へ偏向させる偏向素子をさらに有してもよい。
これにより、上記光学部材は、画像光をユーザの目に導光し、画像をユーザに提示することが可能となる。

上記構成の場合に、上記入力操作部は、上記偏向素子上に配置されてもよい。
これにより、上記光学部材に形成される面を利用して、入力操作部を配置することが可能となる。

具体的には、上記偏向素子は、ホログラム回折格子を含んでもよい。
これにより、画像光に含まれる所定の波長帯域の光ごとに、効率よく、最適な回折角で反射させることが可能となる。

上記タッチセンサは、上記表示部に着脱自在に配置されてもよい。
これにより、ユーザは、手元での入力操作も行うことが可能となり、状況に応じた入力操作方法を選択することが可能となる。

以上のように、本技術によれば、操作性及び携帯性に優れ、入力操作時の利便性を向上させるヘッドマウントディスプレイを提供することが可能となる。

本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す模式的な斜視図である。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの内部構成を示すブロック図である。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの表示部の構成を示す模式的な平面図である。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ（制御部）の一動作例におけるフローチャートである。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの典型的な動作例を説明する図であり、（Ａ）は、ユーザが入力操作を行っているタッチパネルの操作面を示し、（Ｂ）は、ユーザに提示される操作画像を示す。 本技術の第２の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す模式的な斜視図である。 本技術の第３の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す模式的な斜視図である。 本技術の第４の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す模式的な斜視図である。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

＜第１の実施形態＞
［ヘッドマウントディスプレイ］

図１、２、３は、本技術の一実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を示す模式的な図であり、図１は斜視図、図２は内部構成を示すブロック図、図３は要部平面図、である。本実施形態のＨＭＤ１は、表示部２と、支持部３と、入力操作部４と、を有する。なお、図中のＸ軸方向とＹ軸方向とは、互いに略直交する方向を示し、本実施形態においてユーザに画像が表示される表示面とそれぞれ平行な方向を示す。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交する方向を示す。

ＨＭＤ１は、本実施形態において、透過型ＨＭＤとして構成される。ＨＭＤ１は、全体としてメガネ型の形状を有し、ユーザが頭部に装着して外界を視認しつつ、入力操作部４から入力された情報に基づく画像をユーザに提示させることが可能に構成される。

なお、ＨＭＤ１は、後述するように、左右の目にそれぞれ対応して構成される２個の表示部２を有する。これらの表示部２は略同一の構成であるため、図面及び以下の説明において、２個の表示部２及び表示部２に含まれる共通の構成は、それぞれ同一の符号で示すこととする。

［支持部］
支持部３は、ユーザの頭部に装着可能に構成され、後述する表示部２の光学部材２３と筐体２１とを支持することが可能に構成される。支持部３の構成は特に制限されないが、以下に構成例を示す。すなわち、支持部３は、ユーザの顔面及び左右の側頭部に対向して配置されることが可能な本体３１と、本体３１に取り付けられ、ユーザの顔面の中央に配置されるフロント部３２と、を有する。本体３１は、例えば、合成樹脂、金属等の材料で形成され、左右の側頭部に配置される端部がユーザの耳に係止可能に構成される。

本体３１は、表示部２の光学部材２３と、光学部材２３に取り付けられた筐体２１と、を支持するように構成される。光学部材２３は、本体３１とフロント部３２とによって、装着時に、ユーザの左右の目にそれぞれ対向するよう配置される。すなわち、光学部材２３は、メガネのレンズ様に配置される。筐体２１は、本体３１によって、装着時に、ユーザのこめかみ付近に対向するようそれぞれ配置される。

また、支持部３は、フロント部３２に取り付けられたノーズパッド３３を有することも可能である。これにより、ユーザの装着感をより高めることができる。また、支持部３は、本体３１に可動自在に取り付けられたイヤホン３４を有してもよい。これにより、ユーザは、画像とともに音声も楽しむことが可能となる。

［入力操作部］
入力操作部４は、本実施形態において、タッチセンサ４１と、制御部４２と、記憶部４３と、を含み、ユーザに提示される画像を制御する。

タッチセンサ４１は、検出対象による入力操作を受け付ける操作面４１Ａを有し、パネル形状の２次元センサとして構成される。タッチセンサ４１は、操作面４１Ａに接触する検出対象のｘｙ平面上での動きに対応する座標位置を検出し、その座標位置に応じた検出信号を出力する。タッチセンサ４１は、本実施形態において、装着時にユーザの右側に配置される筐体２１の外表面２１Ａに配置される。

タッチセンサ４１は、例えば、ｘ軸方向及びこれに直交するｙ軸方向からなる２次元的な座標系に属し、操作面４１Ａ上における指の移動方向、移動速度、移動量等を取得する。図中のｚ軸方向は、ｘ軸方向及びｙ軸方向に略直交する方向を示す。なお、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向は、それぞれＺ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向に対応する。

タッチセンサ４１の大きさ及び形状は、筐体２１の外表面２１Ａの大きさ及び形状に応じて適宜設定することができる。本実施形態において、タッチセンサ４１は、ｘ軸方向に約２〜３ｃｍ、ｙ軸方向に約３〜４ｃｍの略矩形状で形成される。タッチセンサ４１は、外表面２１Ａに沿って図１のように湾曲して配置されてもよい。操作面４１Ａを構成する材料としては、例えば、合成樹脂等の非透過性材料、あるいは、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明プラスチック板、ガラス板、セラミックス板等の透過性材料が採用される。

タッチセンサ４１は、本実施形態において、操作面４１Ａに接触する検出対象を静電的に検出することが可能な静電容量方式のタッチパネルが用いられる。静電容量方式のタッチパネルは、投影型（projected capacitive type）でもよいし、表面型（surface capacitive type）でもよい。この種のタッチセンサ４１は、典型的には、ｙ軸方向に平行な第１の配線がｘ軸方向に複数配列されたｘ位置検出用の第１のセンサ４１ｘと、ｘ軸方向に平行な第２の配線がｙ軸方向に複数配列されたｙ位置検出用の第２のセンサ４１ｙとを有し、これら第１及び第２のセンサ４１ｘ，４１ｙはｚ軸方向に相互に対向して配置される。タッチセンサ４１は、例えば後述する制御部４２に含まれる駆動回路によって、第１及び第２の配線へ駆動電流が順次供給される。

上記以外にも、タッチセンサ４１としては、検出対象の座標位置を検出できるセンサであれば特に限定されず、抵抗膜式、赤外線式、超音波式、表面弾性波式、音響波照合式、赤外線イメージセンサなどの種々のタイプが適用可能である。また、検出対象はユーザの指に限られず、スタイラス等とすることも可能である。

制御部４２は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）で構成される。本実施形態において制御部４２は、演算部４２１と信号生成部４２２とを有し、記憶部４３に格納されたプログラムに従って各種機能を実行する。演算部４２１は、タッチセンサ４１から出力される電気的な信号に対して所定の演算処理を実行し、操作面４１Ａに接触する検出対象の相対位置に関する情報を含む操作信号を生成する。信号生成部４２２は、これらの演算結果に基づいて、表示素子２２に画像を表示させるための画像制御信号を生成する。また、制御部４２は、タッチセンサ４１を駆動するための駆動回路を有し、本実施形態において、当該駆動回路は演算部４２１に組み込まれる。

演算部４２１は、具体的には、タッチセンサ４１から出力される信号に基づいて、操作面４１Ａ上における指のｘｙ座標位置を算出する。また、所定時間前の当該ｘｙ座標位置との差分を算出することで、ｘｙ座標位置の経時的な変化を算出する。さらに、本実施形態において、所定のｘｙ座標位置上で一定時間内に接触と非接触の連続操作（以下、「タップ操作」とする）が検出された場合、演算部４２１は、ユーザに提示される画像に表示された、当該座標位置に対応するＧＵＩ（指示項目）に割り当てられた特定の処理を実行する。演算部４２１によるこれらの処理結果は、信号生成部４２２に送信される。

信号生成部４２２では、演算部４２１から送信された処理結果に基づき、表示素子２２に出力する画像制御信号を生成する。当該画像制御信号によって、例えば、ＧＵＩ等が表示されたメニュー選択画像等に、操作面４１Ａ上のｘｙ座標位置に基づくポインタ等を重畳的に表示させた画像が生成されることも可能である。また、タップ操作等によって選択されたＧＵＩの表示形態（大きさ、色調、彩度等）を変化させた画像が生成されることも可能である。

信号生成部４２２で生成された画像制御信号は、２つの表示素子２２へそれぞれ出力されるように構成される。また、信号生成部４２２では、左右の目に応じた画像制御信号を生成してもよい。これにより、ユーザに３次元画像を提示することが可能となる。

また図示せずとも、ＨＭＤ１は、タッチセンサ４１から出力される検出信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータや、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータを含む。

記憶部４３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びその他の半導体メモリ等で構成され、算出された検出対象のｘｙ座標位置や、制御部４２による種々の演算に用いられるプログラム等を格納する。例えば、ＲＯＭは、不揮発性メモリで構成され、制御部４２にｘｙ座標位置の算出等の演算処理を実行させるためのプログラムや設定値を格納する。また、記憶部４３は、例えば不揮発性の半導体メモリによって、これらに対応して割り当てられた機能を実行するためのプログラム等を格納することが可能となる。さらに、半導体メモリ等に予め格納されたこれらのプログラムは、ＲＡＭにロードされ、制御部４２の演算部４２１によって実行されるようにしてもよい。

なお、制御部４２及び記憶部４３は、例えばＨＭＤ１の筐体２１内に収容されることも可能であり、別の筐体に収容されることも可能である。別の筐体に収容される場合は、制御部４２は、有線または無線でタッチセンサ４１、表示部２等と接続されることが可能に構成される。

［表示部］
図３は、表示部２の構成を模式的に示す平面図である。表示部２は、筐体２１と、表示素子２２と、光学部材２３と、を有し、画像をユーザに提示するように構成される。

表示部２では、筐体内２１に収容される表示素子２２が画像を形成し、その画像光が光学部材２３内に導光され、ユーザの目に出射される。また、表示部２には、入力操作部４のタッチセンサ４１が配置される。本実施形態において、タッチセンサ４１は、例えば筐体２１の外表面２１Ａに配置される。

筐体２１は、表示素子２２を収容し、本実施形態において外観が略直方体状に構成される。筐体２１は、例えば、装着時にユーザと近接しない側にＺ軸方向と直交して配置される外表面２１Ａを含む。外表面２１Ａは、本実施形態において、湾曲した面を構成するが、平面に形成されることも可能である。また上述の通り、外表面２１Ａには、本実施形態において、タッチセンサ４１が配置される。

筐体２１を構成する材料は特に制限されず、合成樹脂、金属等を採用することが可能である。筐体２１の大きさは、表示素子２２等を収容することができ、ＨＭＤ１の装着の妨げとならなければ、特に制限されない。

表示素子２２は、本実施形態において、例えば液晶表示素子（ＬＣＤ）で構成される。表示素子２２は、複数の画素がマトリクス状に配置されている。表示素子２２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等からなる図示しない光源から入射される光を、信号生成部４２２によって生成された画像制御信号に応じて画素毎に変調し、ユーザに提示される画像を形成する光を出射する。表示素子２２は、例えば、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色に対応する画像光を個々に出射する３板方式を用いることもでき、あるいは、各色に対応する画像光を同時に出射する単板方式を用いることもできる。

表示素子２２は、例えば、画像光をＺ軸方向（第１の方向）に出射するように構成される。また必要に応じて、レンズ等の光学系を配置することにより、表示素子２２から出射された画像光を導光板２３に所望の方向で出射させるように構成することも可能である。

光学部材２３は、本実施形態において、導光板２３１と、偏向素子（ホログラム回折格子）２３２と、を有し、筐体２１とＺ軸方向に対向して取り付けられる。

導光板２３１は、画像光が出射する表示面２３１Ａを介してユーザに画像を提示する。導光板２３１は、例えば、Ｚ軸方向と略直交するＸＹ平面を有する表示面２３１Ａと、表示面２３１Ａに対向する外表面２３１Ｂと、を含む透光性の板状に構成される。導光板２３１は、装着時に、例えばユーザの眼前にメガネのレンズ様に配置される。導光板２３１を形成する材料は、反射率等を鑑みて適宜採用することができ、例えばポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明プラスチック板、ガラス板、セラミックス板等の透過性材料が採用される。

ホログラム回折格子２３２は、例えば、フォトポリマー材料等からなるフィルム状の構造を有し、筐体２１及び表示素子２２とＺ軸方向に対向して外表面２３１Ｂ上に配置される。ホログラム回折格子２３２は、本実施形態において非透過型に形成されるが、透過型でもよい。

ホログラム回折格子２３２は、特定の波長帯域の光を効率よく、最適な回折角で反射させることが可能である。ホログラム回折格子２３２は、例えば、Ｚ軸方向から出射された特定の波長帯域の光を、導光板２３１内で全反射させることが可能な第２の方向へ回折反射させ、ユーザの目に向けて表示面２３１Ａから出射させるように構成される。特定の波長帯域としては、具体的には、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色に対応する波長帯域が選択される。これにより、表示素子２２から出射された各色に対応する画像光は、導光板２３１内をそれぞれ伝播して表示面２３１Ａから出射する。これら各色の画像光がユーザの目に入射することにより、ユーザに所定の画像を提示することが可能となる。なお、図２では、便宜上、１種類の波長帯域の光のみ記載している。

また、外表面２３１Ｂ上のユーザの目と対向する位置に、ホログラム回折格子２３２とは別個のホログラム回折格子を配置することも可能である。これにより、画像光を表示面２３１Ａからユーザの目の方向へ出射させることが容易になる。この場合は、当該ホログラム回折格子を、例えば透過型のホログラム回折格子等とすることで、透過型ＨＭＤとしての構成を維持することができる。

さらに、ＨＭＤ１は、スピーカ１１を有する。スピーカ１１は、制御部４２等によって生成された電気的な音声信号を物理的な振動に変換し、イヤホン３４を介してユーザに音声を提供する。なお、スピーカ１１の構成は特に限られない。

また、ＨＭＤ１は、通信部１２を有していてもよい。これにより、ＨＭＤ１によってユーザに提示される画像が、インターネット等から通信部１２を介して取得されることが可能となる。

なお、筐体２１は、表示素子２２以外にも、例えば、上述の制御部４２、記憶部４３、あるいはスピーカ１１、通信部１３等を収容可能に構成されてもよい。

［ＨＭＤの動作例］
次に、ＨＭＤ１の基本的な動作例について説明する。

図４は、ＨＭＤ１（制御部４２）の一動作例におけるフローチャートである。図５は、ＨＭＤ１の典型的な動作例を説明する図であり、（Ａ）は、ユーザが入力操作を行っている筐体２１上の操作面４１Ａを示し、（Ｂ）は、光学部材２３の表示面２３１Ａを介してユーザに提示される操作画像を示す。ここでは、ユーザがＨＭＤ１を装着し、操作面４１Ａ上の所定位置でタップ操作を行った際のＨＭＤ１の動作例を示す。

起動されたＨＭＤ１を装着したユーザには、表示面２３１Ａを介して、例えば、ＧＵＩが多数表示された画像Ｖ１が表示されている（図５（Ｂ）参照）。画像Ｖ１は、例えばＨＭＤ１の各種設定のメニュー選択画像であり、各ＧＵＩは、ＨＭＤ１の消音モードへの切り替え、音量調節、画像の再生、早送り、あるいはポインタの表示形態の変更等に対応している。すなわち、入力操作部４は、ユーザによって特定のＧＵＩが選択されることで、ＨＭＤ１の設定を変更することが可能に構成される。

タッチセンサ４１は、操作面４１Ａ上でのユーザの指（検出対象）の接触を検出するための検出信号を制御部４２へ出力している。制御部４２の演算部４２１は、当該検出信号に基づき接触状態を判定する（ステップＳＴ１０１）。

制御部４２の演算部４２１は、接触を検出した際（ステップＳＴ１０１でＹＥＳ）、上記検出信号に基づいて操作面４１Ａ上における指のｘｙ座標位置を算出する（ステップＳＴ１０２）。演算部４２１によって算出されたｘｙ座標位置に関する操作信号は、信号生成部４２２に出力される。

制御部４２の信号生成部４２２は、操作信号及び画像Ｖ１の画像信号に基づいて、画像Ｖ１に検出対象の位置を示すポインタＰが重畳した操作画像Ｖ１０を制御する信号を生成する。画像Ｖ１の画像信号は、予め記憶部４３に格納されていてもよい。この画像制御信号が出力された表示素子２２は、光学部材２３へ操作画像Ｖ１０の画像光を出射する。

光学部材２３は、当該画像光を導光し、導光板２３１の表示面２３１Ａから出射させることで、ユーザに操作画像Ｖ１０を提示する（ステップＳＴ１０３、図５（Ｂ））。

また、ユーザの指が操作面４１Ａ上で移動した場合、経時的に変化するｘｙ座標位置の情報がタッチセンサ４１によって取得される。この情報を取得した制御部４２の演算部４２１は、所定時間前のｘｙ座標位置との差分を算出することで、ｘｙ座標位置の経時的な変化を算出する。信号生成部４２２は、この結果に基づき、ポインタＰを移動させるような制御信号を表示素子２２に出力することができる。これにより、ＨＭＤ１は、ユーザの指の移動に応じて、画像Ｖ１の表示領域でポインタＰを移動させることが可能となる。図５（Ａ），（Ｂ）は、指をｙ軸方向に沿って矢印方向に移動させたときのポインタＰの移動の様子を示している。

制御部４２は、算出されたｘｙ座標位置に最も近いＧＵＩ（以下、選択ＧＵＩとする）を選択候補とする（ステップＳＴ１０４）。これに対応して、ＨＭＤ１に表示される画像Ｖ１０の選択候補のＧＵＩは、例えば枠の色、彩度、輝度等の表示形態を変化させてもよい。ユーザは、ＨＭＤ１によって表示された画像Ｖ１０を視認することで、選択候補のＧＵＩを確認することが可能となる。

制御部４２は、タッチセンサ４１からの出力に基づいて、操作面４１Ａと指との接触状態を判定する（ステップＳＴ１０５）。制御部４２が非接触を判定しなかった場合（ステップＳＴ１０５でＮＯ）、すなわち、接触状態を維持していると判定した場合、再び操作面４１Ａのｘｙ座標を算出し、改めて選択候補ＧＵＩを選出する（ステップＳＴ１０２〜１０４）。

一方、制御部４２は、非接触を判定した場合（ステップＳＴ１０５でＹＥＳ）、タッチセンサ４１からの信号に基づいて指の再接触を判定する（ステップＳＴ１０６）。制御部４２は、一定時間内に指の再接触を検出した場合、（ステップＳＴ１０６でＹＥＳ）、すなわちユーザが選択候補ＧＵＩ上でタップ操作を行った場合、当該選択候補ＧＵＩを選択ＧＵＩと判定する。この際、制御部４２は、記憶部４３に格納されたこの選択ＧＵＩに対応するコード情報を取得する（ステップＳＴ１０７）。

一方、制御部４２は、所定時間内に再接触を検出しなかった場合（ステップＳＴ１０６でＮＯ）、選択候補のＧＵＩは選択されなかったものと判定する。そして、ＨＭＤ１の操作画像Ｖ１０からポインタＰが消滅し、画像Ｖ１に戻る。

さらに、制御部４２は、取得した上記コード情報に基づき、選択ＧＵＩに対応する処理を実行する。この処理は、例えば記憶部４３に格納されたプログラム等に基づいて実行される。例えば、選択ＧＵＩに対応する機能が「消音モードへの切り替え」であった場合、制御部４２は、当該ＧＵＩに対応するコード情報に基づいて処理を実行することにより、ＨＭＤ１の設定を消音モードに切り替えることが可能となる。

また、ステップＳＴ１０７で取得されたコード情報が、例えば音量調整等であれば、制御部４２は、このコード情報に基づく画像制御信号を生成し、表示素子２２へ出力することもできる。これにより、ＨＭＤ１を装着したユーザには、例えば音量調節バー等が重畳された新たな操作画像（図示せず）が提示される。また、取得されたコード情報が、例えば画像の再生等であれば、制御部４２がこのコード情報に基づく画像制御信号を生成することで、再生される映像コンテンツを選択するためのサムネイル画像等（図示せず）がユーザに提示される。

以上のように、本実施形態のＨＭＤ１は、筐体２１の外表面２１Ａにタッチセンサ４１及び操作面４１Ａが配置されているため、専用の入力装置等を必要としない。これにより、例えば混雑した電車内等の、入力装置等を取り出すことが困難な場所でＨＭＤ１を使用する場合であっても、ＨＭＤ１への入力操作を行うことが可能となり、利便性が高まる。さらに、ＨＭＤ１の持ち運びも容易となる。

また、ＨＭＤ１は、全体のサイズ、形態等を変更することなくタッチセンサ４１を配置することができるため、ユーザの装着感及び携帯性を維持させることができる。また、ＨＭＤ１は、タッチセンサ４１等の配置によりデザイン性に大きな影響を与えることがなく、装置設計の自由度も確保することができる。

さらに、ＨＭＤ１は、入力操作部４としてタッチセンサ４１を採用するため、ボタン等と比較して自由度の高い入力操作が可能となり、操作性を高めることができる。これによって、ユーザは、例えば多数のＧＵＩが表示されるようなメニュー選択画像等においても、所望のＧＵＩを選択することが可能となる。

また、本実施形態において、タッチセンサ４１が筐体２１の外表面２１Ａに配置されることにより、ユーザは、無理な姿勢を取ることなく、入力操作を容易に行うことができる。

＜第２の実施形態＞
図６は本技術の第２の実施形態に係るＨＭＤ１０を模式的に示す斜視図である。本実施形態では、第１の実施形態の構成および作用と同様な部分についてはその説明を省略または簡略化し、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態のＨＭＤ１０は、入力操作部４０の操作面４１０Ａ及びタッチセンサ４１０が、光学部材２３のホログラム回折格子２３２上に配置されている点で第１の実施形態と異なる。タッチセンサ４１０は、例えば、ｘ軸方向及びこれに直交するｙ軸方向からなる２次元的な座標系に属し、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向は、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に対応する。すなわち、本実施形態では、タッチセンサ４１０の属するｘｙ平面と、ユーザに表示される画像の属するＸＹ平面とが平行になる。これにより操作方向とポインタの移動方向とを一致させることができるので、ユーザの直感に即した操作性をユーザに提供することができる。

また、本実施形態において、ホログラム回折格子２３２は略平坦な導光板２３１上に配置されている。これにより、タッチセンサ４１０を上記配置とすることで、タッチセンサ４１０を略平坦な面上に配置することができ、操作性もより高めることができる。さらに、本実施形態によって、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

＜第３の実施形態＞
図７は本技術の第３の実施形態に係るＨＭＤ１００を模式的に示す斜視図である。本実施形態では、第１の実施形態の構成および作用と同様な部分についてはその説明を省略または簡略化し、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態のＨＭＤ１００は、入力操作部４００の操作面４１００Ａ及びタッチセンサ４１００が、光学部材２３の、ホログラム回折格子２３２が配置されていない外表面２３１Ｂ上に配置されている点で第１の実施形態と異なる。タッチセンサ４１００は、例えば、ｘ軸方向及びこれに直交するｙ軸方向からなる２次元的な座標系に属し、第２の実施形態と同様に、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向は、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に対応する。これにより、ＨＭＤ１００によっても、ユーザの直感に即した操作性をユーザに提供することができる。

また、タッチセンサ４１００を上記配置とすることで、タッチセンサ４１００を略平坦な面上に配置することができ、ユーザの操作性をより高めることができる。さらに、本実施形態によって、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

さらに、タッチセンサ４１００は、操作面４１００Ａをポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明プラスチック板、ガラス板、セラミックス板等の透過性材料で形成し、かつ、第１及び第２のセンサを例えばＩＴＯ電極等の透明電極で形成することにより、全体として透過性を有する構成とすることができる。これにより、本実施形態のＨＭＤ１００は、タッチセンサ４１００を配置しても、透過性ＨＭＤ１００として構成することが可能となる。

＜第４の実施形態＞
図８は本技術の第４の実施形態に係るＨＭＤ１０００を模式的に示す斜視図である。本実施形態では、第１の実施形態の構成および作用と同様な部分についてはその説明を省略または簡略化し、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態では、ＨＭＤ１０００の入力操作部４０００が、第１のタッチセンサ４１０１と、第２のタッチセンサ４１０２と、を有する点で第１の実施形態と異なる。具体的には、第１のタッチセンサ４１０１（第１の操作面４１０１Ａ）は、筐体２１の外表面２１Ａに配置され、第２のタッチセンサ４１０２（第２の操作面４１０２Ａ）は、光学部材２３のホログラム回折格子２３２上に配置されている。

第１のタッチセンサ４１０１は、例えば、ｘ１軸方向及びこれに直交するｙ１軸方向からなる２次元的な座標系に属し、ｘ１軸方向、ｙ１軸方向、ｚ１軸方向は、それぞれＺ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向に対応する。第２のタッチセンサ４１０２は、例えば、ｘ２軸方向及びこれに直交するｙ２軸方向からなる２次元的な座標系に属し、ｘ２軸方向、ｙ２軸方向、ｚ２軸方向は、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に対応する。すなわち、第１のタッチセンサ４１０１と、第２のタッチセンサ４１０２とは、略直交する方向に配置される。第１のタッチセンサ４１０１と第２のタッチセンサ４１０２とは、図８のように連接して配置されてもよいし、離間して配置されてもよい。

これにより、ユーザは、例えば、親指を第１の操作面４１０１Ａ上に配置し、人指し指を第２の操作面４１０２Ａ上に配置し、これら２本の指の間隔を変化させることにより、いわゆるピンチズーム操作を行うことが容易となる。すなわち、上記構成のＨＭＤ１０００によって、多様な操作を容易に行うことが可能となる。また、タッチセンサの面積を大きく確保することができ、より操作性を高めることができる。さらに、本実施形態によって、第１及び第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術はこれに限定されることはなく、本技術の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、タッチセンサを表示部から着脱自在に配置されるように構成することもできる。この場合、タッチセンサは、例えばケーブル等による有線通信や、「Wi Fi（登録商標）」、「Bluetooth（登録商標）」等の無線通信によって、検出信号を制御部等に出力可能に構成される。これによって、ユーザは、手元での入力操作も選択することが可能となり、状況に応じた入力操作方法を選択することが可能となる。

以上の実施形態において、表示部２は左右の面に対応して２個配置される構成としたが、これに限られない。例えば、左右一方の目のみに対応して配置される１個の表示部を有する構成とすることも可能である。

また、以上の実施形態において、偏向素子としてホログラム回折格子を用いると説明したが、これに限られない。例えば、他の回折格子や、金属等で形成される光反射膜等を採用することもできる。また、以上の実施形態では、偏向素子は、導光板の外表面に配置されると説明したが、導光板の内部に配置されることも可能である。

また、ＨＭＤは、支持部のフロント部にＣＣＤカメラ等を搭載させ、撮像可能に構成することも可能である。これによりＨＭＤは、タッチセンサを介した入力操作によって、撮像した画像の確認、編集等の機能を有することが可能となる。

以上の実施形態において、ＨＭＤは透過型であると説明したが、これに限られず、非透過型のＨＭＤにも本技術は適用可能である。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）画像をユーザに提示するように構成された表示部と、
上記表示部を支持し、ユーザの頭部に装着可能に構成された支持部と、
上記表示部に配置されたタッチセンサを含み、上記画像を制御するための入力操作部と
を具備するヘッドマウントディスプレイ。
（２）上記（１）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記入力操作部は、上記表示部の外表面に配置される
ヘッドマウントディスプレイ。
（３）上記（１）または（２）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記表示部は、筐体と、上記筐体内に配置され上記画像を形成する表示素子と、上記画像を表示する表示面を含む光学部材と、を有する
ヘッドマウントディスプレイ。
（４）上記（３）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記入力操作部は、上記筐体上に配置される
ヘッドマウントディスプレイ。
（５）上記（３）または（４）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記入力操作部は、上記表示面に対向して配置される
ヘッドマウントディスプレイ。
（６）上記（３）から（５）のいずれか１つに記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記光学部材は、上記表示素子から第１の方向へ出射された画像光を上記光学部材内へ導光するために、上記第１の方向と交差する第２の方向へ偏向させる偏向素子をさらに有する
ヘッドマウントディスプレイ。
（７）上記（６）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記入力操作部は、上記偏向素子上に配置される
ヘッドマウントディスプレイ。
（８）上記（６）または（７）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記偏向素子は、ホログラム回折格子を含む
ヘッドマウントディスプレイ。
（９）上記（１）から（８）のいずれか１つに記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記タッチセンサは、上記表示部に着脱自在に配置される
ヘッドマウントディスプレイ。

１，１０，１００，１０００…ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）
２…表示部
３…支持部
４…入力操作部
２１…筐体
２２…表示素子
２３…光学部材
４１,４１０，４１００，４１０１，４１０２…タッチセンサ
２３２…偏向素子（ホログラム回折格子）
２３１Ａ…表示面

Claims (6)

1. 筐体と、前記筐体内に配置され画像を形成する表示素子と、前記画像を表示する表示面を含む光学部材と、を有し、前記画像をユーザに提示するように構成された表示部と、
   前記表示部を支持し、ユーザの頭部に装着可能に構成された支持部と、
   前記筐体の外表面に配置された第１のタッチセンサと、前記光学部材上に配置された第２のタッチセンサとを含み、前記画像を制御するための入力操作部と
   を具備するヘッドマウントディスプレイ。
2. 請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記光学部材は、前記表示素子から第１の方向へ出射された画像光を前記光学部材内へ導光するために、前記第１の方向と交差する第２の方向へ偏向させる偏向素子をさらに有する
   ヘッドマウントディスプレイ。
3. 請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記第２のタッチセンサは、前記偏向素子上に配置される
   ヘッドマウントディスプレイ。
4. 請求項２または３に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記偏向素子は、ホログラム回折格子を含む
   ヘッドマウントディスプレイ。
5. 請求項１から４のうちのいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記第１のタッチセンサ及び前記第２のタッチセンサは、連接して配置される
   ヘッドマウントディスプレイ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記第１のタッチセンサ及び前記第２のタッチセンサの少なくとも一方は、前記表示部に着脱自在に配置される
   ヘッドマウントディスプレイ。

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