JP2013195867A

JP2013195867A - 頭部装着型表示装置

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Publication number: JP2013195867A
Application number: JP2012064730A
Authority: JP
Inventors: Fusayuki Kimura; 総志木村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-30
Anticipated expiration: 2032-03-22
Also published as: US20130249946A1; CN103323950B; CN103323950A; JP5958689B2

Abstract

【課題】機器操作を容易に行うことが可能な頭部装着型表示装置を提供すること。
【解決手段】画像を表す画像光を生成する画像光生成部と、前記画像光を使用者の眼に導く導光部とを含み、使用者の頭部に装着された状態において使用者に虚像を視認させる画像表示部と、前記画像表示部に設けられ、衝撃及び変位の少なくとも一方を検出する検出部と、前記検出部で検出された検出データーに基づき所与のコマンドを発生する制御部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、使用者の頭部に装着された状態において使用者に虚像を視認させる頭部装着型表示装置に関する。

従来、ヘッドマウントディスプレイのように、使用者の頭部に装着された状態において使用者に虚像を視認させる頭部装着型表示装置が知られている。このような頭部装着型表示装置において、虚像と外界像とを重畳させるシースルー型の頭部装着型表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３８７９号公報

頭部装着型表示装置は、通常、使用者の頭部に装着された状態において使用者に虚像を視認させる画像表示部と、当該画像表示部を制御するコントローラーを備えている。ところが、このような頭部装着型表示装置では、虚像と外界像を重畳させないクローズド型、シースルー型に限らず、コントローラーのボタン操作等の機器操作を行い難いといった問題点があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明のいくつかの態様によれば、機器操作を容易に行うことが可能な頭部装着型表示装置を提供することができる。

（１）本発明に係る頭部装着型表示装置は、画像を表す画像光を生成する画像光生成部を含み、使用者の頭部に装着された状態において使用者に虚像を視認させる画像表示部と、衝撃及び変位の少なくとも一方を検出する検出部と、前記検出部で検出された検出データーに基づき所与のコマンドを発生する制御部とを備える。

本発明において、前記検出部は、前記画像表示部に設けてもよいし、前記制御部に設けてもよい。また、前記制御部は、前記画像表示部とは別体で構成してもよいし、前記制御部と前記画像表示部とを一体に構成してもよい。

本発明によれば、使用者の頭部に装着される画像表示部又は制御部に、衝撃及び変位の少なくとも一方を検出する検出部を設けて、前記検出部で検出された検出データーに基づき所与のコマンドを発生するように構成することで、使用者の頭部に装着された画像表示部又は制御部に衝撃や変位を与える（例えば、画像表示部又は制御部を使用者が指で叩く）といった簡単な操作で機器操作を行うことが可能となる。

（２）この頭部装着型表示装置は、前記検出部は、前記画像表示部に設けられていてもよい。

本発明によれば、使用者の頭部に装着される画像表示部に、衝撃及び変位の少なくとも一方を検出する検出部を設けて、前記検出部で検出された検出データーに基づき所与のコマンドを発生するように構成することで、使用者の頭部に装着された画像表示部に衝撃や変位を与える（例えば、画像表示部を使用者が指で叩く）といった簡単な操作で機器操作を行うことが可能となる。

（３）この頭部装着型表示装置は、前記画像表示部は、使用者が前記虚像と外界像とを同時に視認可能に構成され、前記制御部は、前記検出部で検出された検出データーに基づいて、前記画像光生成部による画像表示を制御して前記画像光の輝度を調整してもよい。

本発明によれば、使用者の頭部に装着された画像表示部に衝撃や変位を与える（例えば、画像表示部を使用者が指で叩く）といった簡単な操作で、虚像と外界像のそれぞれの視認のし易さを変化させる操作を行うことが可能となる。

（４）この頭部装着型表示装置は、前記制御部は、前記検出部で検出された検出データーに基づいて、前記虚像と外界像とを同時に使用者に視認させるモードと、前記画像光の輝度を低下させて前記外界像を優先して使用者に視認させるモードとを切り替える制御を行ってもよい。

本発明によれば、シースルー型の頭部装着型表示装置において、使用者の頭部に装着された画像表示部又は制御部に衝撃や変位を与える（例えば、画像表示部又は制御部を使用者が指で叩く）といった簡単な操作で、虚像と外界像とを同時に視認させるモードと、外界像を優先して視認させるモードとを切り替える操作を行うことが可能となる。

（５）この頭部装着型表示装置は、前記制御部は、前記検出部で検出された衝撃の回数及び方向の少なくとも一方に基づき前記コマンドを発生してもよい。

本発明によれば、使用者の頭部に装着された画像表示部又は制御部に衝撃を与える（例えば、画像表示部又は制御部を使用者が指で叩く）といった簡単な操作で機器操作を行うことが可能となり、更に、画像表示部又は制御部に衝撃を与える回数や方向（例えば、画像表示部又は制御部を指で叩く回数や方向）に応じて異なるコマンドを発生させることが可能となる。

（６）この頭部装着型表示装置は、前記検出部は、衝撃及び変位の少なくとも一方を検出する複数のセンサーを含んでもよい。

本発明によれば、衝撃及び変位の少なくとも一方を検出する複数のセンサーで検出部を構成することで、検出精度を向上させることが可能となる。

（７）この頭部装着型表示装置は、前記検出部は、加速度センサーと角速度センサーを含んでもよい。

本発明によれば、加速度センサーと角速度センサーで検出部を構成することで、検出精度を向上させることが可能となる。

（８）この頭部装着型表示装置は、前記制御部は、前記画像表示部に設けられていてもよい。

本実施形態に係る頭部装着型表示装置の構成の一例を示す外観図。本実施形態に係る頭部装着型表示装置の構成を機能的に示す機能ブロック図。使用者に視認される虚像の一例を示す説明図。頭部装着型表示装置に対する操作の一例を示す説明図。図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）は、検出器２０から出力される検出データーの一例を示す図。図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、検出器２０から出力される検出データーの一例を示す図。検出部で検出される衝撃の方向及び回数のそれぞれに割り当てられたコマンドの一例を示す図。変形例について説明するための図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．構成
図１は、本実施形態に係る頭部装着型表示装置の構成の一例を示す外観図である。

頭部装着型表示装置１００は、頭部に装着する表示装置であり、ヘッドマウントディスプレイ（Head Mounted Display、ＨＭＤ）とも呼ばれる。本実施形態の頭部装着型表示装置１００は、虚像を視認すると同時に外景（外界像）も直接視認可能な光学透過型（いわゆる、シースルー型）の頭部装着型表示装置である。

頭部装着型表示装置１００は、使用者の頭部に装着された状態において使用者に虚像を視認させる画像表示部２０と、画像表示部２０を制御する制御部１０とを備えている。

画像表示部２０は、使用者の頭部に装着される装着体であり、本実施形態では眼鏡形状を有している。画像表示部２０は、耳掛部２１と、右表示駆動部２２と、左表示駆動部２４と、右光学像表示部２６と、左光学像表示部２８とを含んでいる。また、画像表示部２０には、衝撃及び変位の少なくとも一方を検出する検出部６０（センサー）が設けられている。耳掛部２１は、右表示駆動部２２及び左表示駆動部２４の端部から使用者の耳の上を横断するように設けられた部材であり、テンプル（つる）として機能する。右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８は、使用者が画像表示部２０を装着した状態において、それぞれ使用者の右及び左の眼の前に位置するように配置されている。右表示駆動部２２は、右耳用の耳掛部２１と右光学像表示部２６との接続箇所に配置されている。また、左表示駆動部２４は、左耳用の耳掛部２１と左光学像表示部２８との接続箇所に配置されている。なお、以降では、右表示駆動部２２及び左表示駆動部２４を総称して単に「表示駆動部」と呼び、右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８を総称して単に「光学像表示部」と呼ぶ。

表示駆動部は、図示しない駆動回路や、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や、投写光学系等を含む。光学像表示部は、図示しない導光板と調光板とを含む。導光板は、光透過性の樹脂材料等によって形成され、表示駆動部から取り込んだ画像光を使用者の眼に向けて射出させる。調光板は、薄板状の光学素子であり、画像表示部２０の表側（使用者の眼の側とは反対の側）を覆うように配置されている。調光板は、導光板を保護し、導光板の損傷や汚れの付着等を抑制するとともに、調光板の光透過率を調整することにより、使用者の眼に入る外光量を調節し、虚像の視認のし易さを調整することができる。なお、調光板は省略可能である。

画像表示部２０は、更に、右耳用の右イヤホン３２及び左耳用の左イヤホン３４及びを有する。右イヤホン３２及び左イヤホン３４は、使用者が画像表示部２０を装着した再に、それぞれ右及び左の耳に装着される。

画像表示部２０は、更に、画像表示部２０を制御部１０に接続するための接続部４０を備える。接続部４０は、制御部１０に接続される本体コード４８と、本体コード４８が２本に分岐した右コード４２及び左コード４４と、分岐部に設けられた連結部材４６とを含んでいる。右コード４２は右表示駆動部２２に接続されており、左コード４４は左表示駆動部２４に接続されている。画像表示部２０と制御部１０とは、接続部４０を介して各種信号の伝送を行う。本体コード４８における連結部材４６とは反対側の端部と、制御部１０とのそれぞれには、互いに嵌合するコネクター（図示省略）が設けられており、本体コード４８のコネクターと制御部１０のコネクターとの嵌合／嵌合解除により、制御部１０と画像表示部２０とを接続／切り離しを行うことができる。本体コード４８、右コード４２及び左コード４４には、金属ケーブルや光ファイバーを採用することができる。

制御部１０は、頭部装着型表示装置１００に電源を供給し、画像表示部２０を制御するための装置である。制御部１０は、点灯部１２と、電源スイッチ１８とを含む。点灯部１２は、画像表示部２０の動作状態（例えば、電源のＯＮ／ＯＦＦ状態）を、その発光状態によって通知する。点灯部１２としては、ＬＥＤ等の光源を用いることができる。電源スイッチ１８は、スイッチのスライド操作を検出することで、頭部装着型表示装置１００の電源投入状態を切り替える。

図２は、頭部装着型表示装置１００の構成を機能的に示す機能ブロック図である。制御部１０は、記憶部１２０と、電源１３０と、ＣＰＵ１４０と、インターフェイス１８０と、送信部（Ｔｘ）５１、５２とを備え、各部は図示しないバスにより相互に接続されている。

記憶部１２０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ハードディスク等を含む記憶部である。電源１３０は、頭部装着型表示装置１００の各部に電源を供給する。電源１３０としては、例えば二次電池を用いることができる。

ＣＰＵ１４０は、予めインストールされたプログラムを実行することで、オペレーティングシステム（ＯＳ）１５０として機能を提供する。また、ＣＰＵ１４０は、ＲＯＭやハードディスクに格納されているファームウェアやコンピュータープログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、画像処理部１６０、音声処理部１７０、表示制御部１９０、コマンド発生部１９２としても機能する。

インターフェイス１８０は、制御部１０に対して、コンテンツの供給元となる種々の外部機器ＯＡ（例えば、パーソナルコンピューター（ＰＣ）や携帯電話端末、ゲーム端末）を接続するためのインターフェイスである。インターフェイス１８０としては、例えば、ＵＳＢインターフェイスや、メモリーカード用インターフェイス、無線ＬＡＮインターフェイス等を備える。コンテンツとは、画像（静止画像、動画像）や音声等からなる情報内容を意味する。

画像処理部１６０は、インターフェイス１８０を介して入力されるコンテンツに基づき、クロック信号、垂直同期信号、水平同期信号、画像データーを生成し、接続部４０を介してこれらの信号を画像表示部２０に供給する。具体的には、画像処理部１６０は、コンテンツに含まれる画像信号を取得する。取得した画像信号は、例えば動画像の場合、一般的に１秒あたり３０枚のフレーム画像から構成されているアナログ信号である。画像処理部１６０は、取得した画像信号から、垂直同期信号や水平同期信号等の同期信号を分離する。また、画像処理部１６０は、分離した垂直同期信号や水平同期信号の周期に応じて、ＰＬＬ回路（図示省略）等を利用してクロック信号を生成する。

画像処理部１６０は、同期信号が分離されたアナログ信号を、Ａ／Ｄ変換器（図示省略
）を用いてディジタル画像信号に変換する。その後、画像処理部１６０は、変換後のディジタル画像信号を、対象画像の画像データー（ＲＧＢデーター）として、１フレーム毎に記憶部１２０内のＤＲＡＭに格納する。なお、画像処理部１６０は、必要に応じて、画像データーに対して、解像度変換処理、輝度や彩度の調整といった種々の色調補正処理、キーストーン補正処理等の画像処理を実行してもよい。

画像処理部１６０は、生成したクロック信号、垂直同期信号、水平同期信号、記憶部１２０内のＤＲＡＭに格納された画像データーとを、送信部５１、５２を介してそれぞれ送信する。なお、送信部５１を介して送信される画像データーを「右眼用画像データー」と呼び、送信部５２を介して送信される画像データーを「左眼用画像データー」と呼ぶ。送信部５１、５２は、制御部１０と画像表示部２０との間におけるシリアル伝送のためのトランシーバーとして機能する。

表示制御部１９０は、右表示駆動部２２及び左表示駆動部２４を制御する制御信号を生成する。具体的には、表示制御部１９０は、制御信号により、右ＬＣＤ制御部２１１による右ＬＣＤ２４１の駆動ＯＮ／ＯＦＦや、右バックライト制御部２０１による右バックライト２２１の駆動ＯＮ／ＯＦＦ、左ＬＣＤ制御部２１２による左ＬＣＤ２４２の駆動ＯＮ／ＯＦＦや、左バックライト制御部２０２による左バックライト２２２の駆動ＯＮ／ＯＦＦなどを、個別に制御することにより、右表示駆動部２２及び左表示駆動部２４のそれぞれによる画像光の生成及び射出を制御する。

表示制御部１９０は、右ＬＣＤ制御部２１１及び左ＬＣＤ制御部２１２に対する制御信号を送信部５１、５２を介してそれぞれ送信する。また、表示制御部１９０は、右バックライト制御部２０１及び左バックライト制御部２０２に対する制御信号を送信部５１、５２を介してそれぞれ送信する。

コマンド発生部１９２は、画像表示部２０に設けられた検出部６０からの検出データーを接続部４０を介して取得し、取得した検出データー（検出部６０から出力されたアナログ信号を、図示しないＡ／Ｄ変換器を用いてディジタル信号に変換して得られる検出データー）に基づいて、所与のコマンドを発生（生成）する。コマンド発生部１９２は、所与のコマンドとして、例えば、表示制御部１９０に対して、右ＬＣＤ２４１及び左ＬＣＤ２４２の駆動ＯＮ／ＯＦＦや、右バックライト２２１及び左バックライト２２２の駆動ＯＮ／ＯＦＦなどの表示制御を行わせるためのコマンドや、画像処理部１６０に所与の画像処理を行わせるためのコマンドを発生してもよい。例えば、コマンド発生部１９２は、検出部６０からの検出データーに基づいて、右バックライト２２１及び左バックライト２２２の駆動ＯＮ／ＯＦＦや、右ＬＣＤ２４１及び左ＬＣＤ２４２の駆動ＯＮ／ＯＦＦを制御するコマンドを発生して表示制御部１９０を制御することで、画像光の輝度を調整する制御を行ってもよい。

またコマンド発生部１９２は、ＯＳ１５０にインストールされた各種アプリケーション（動画・音声再生用のアプリケーション、ゲーム用のアプリケーション、Ｗｅｂブラウズ用のアプリケーション、電子メール用のアプリケーション、メニュー画面等を提供するＧＵＩアプリケーション等）を制御するためのコマンドを発生してもよい。例えば、コマンド発生部１９２は、検出部６０からの検出データーに基づいて、動画・音声再生用のアプリケーションの再生制御を行うコマンドや、Ｗｅｂブラウズ用のアプリケーション、電子メール用のアプリケーション或いはメニュー画面等を操作するためのコマンドを発生してＯＳ１５０（或いはアプリケーション）を制御するようにしてもよい。

またコマンド発生部１９２は、検出部６０からの検出データーに基づいて、検出部６０で検出された衝撃の回数及び方向の少なくとも一方を検出し、検出した回数及び方向の少なくとも一方に応じてコマンドを発してもよい。例えば、コマンド発生部１９２は、所定時間内に検出した衝撃の回数に応じて異なるコマンドを発生してもよいし、検出した衝撃の方向（例えば、検出部６０が３軸加速度センサーで構成されている場合、＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向、＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向、＋Ｚ軸方向、−Ｚ軸方向のいずれかの方向）に応じて異なるコマンドを発生してもよいし、検出した衝撃の回数と方向の組み合わせに応じて異なるコマンドを発生してもよい。

音声処理部１７０は、コンテンツに含まれる音声信号を取得し、取得した音声信号を増幅して、画像表示部２０の右イヤホン３２及び左イヤホン３４に接続部４０を介して供給する。

画像表示部２０は、右表示駆動部２２と、左表示駆動部２４と、右光学像表示部２６を構成する右導光板２６１と、左光学像表示部２８を構成する左導光板２６２と、検出部６０と、右イヤホン３２と、左イヤホン３４とを備えている。

右表示駆動部２２は、受信部（Ｒｘ）５３と、光源として機能する右バックライト（ＢＬ）制御部２０１及び右バックライト２２１と、表示素子として機能する右ＬＣＤ制御部２１１及び右ＬＣＤ２４１と、右投写光学系２５１とを含んでいる。なお、右バックライト制御部２０１と、右ＬＣＤ制御部２１１と、右バックライト２２１と、右ＬＣＤ２４１とを総称して「画像光生成部」と呼ぶ。

受信部５３は、制御部１０と画像表示部２０との間におけるシリアル伝送のためのレシーバーとして機能する。右バックライト制御部２０１は、入力された制御信号に基づいて、右バックライト２２１を駆動する機能を有する。右バックライト２２１は、例えば、ＬＥＤやエレクトロルミネセンス（ＥＬ）等の発光体である。右ＬＣＤ制御部２１１は、受信部５３を介して入力されたクロック信号と、垂直同期信号と、水平同期信号と、右眼用画像データーとに基づいて、右ＬＣＤ２４１を駆動する機能を有する。右ＬＣＤ２４１は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型液晶パネルである。画像光生成部は、右ＬＣＤ２４１のマトリクス状に配置された各画素位置に対応する液晶を駆動することによって、右ＬＣＤ２４１を透過する光の透過率を変化させることにより、右バックライト２２１から照射される照明光を画像を表す有効な画像光へと変調する機能を有する。なお、本実施形態の画像光生成部ではバックライト方式を採用しているが、フロントライト方式や反射方式を用いて画像光を生成する構成としてもよい。右投写光学系２５１は、右ＬＣＤから射出された画像光を平行状態の光束にするコリメートレンズにより構成される。右導光板２６１は、右投写光学系２５１から射出された画像光を、所定の光路に沿って反射させつつ使用者の右眼ＲＥに導く。なお、右投写光学系２５１と、右導光板２６１とを総称して「導光部」と呼ぶ。

左表示駆動部２４は、受信部（Ｒｘ）５４と、光源として機能する左バックライト（ＢＬ）制御部２０２及び左バックライト２２２と、表示素子として機能する左ＬＣＤ制御部２１２及び左ＬＣＤ２４２と、左投写光学系２５２とを含んでいる。なお、左バックライト制御部２０２と、左ＬＣＤ制御部２１２と、左バックライト２２２と、左ＬＣＤ２４２とを総称して「画像光生成部」と呼ぶ。また、左投写光学系２５２と、左導光板２６２とを総称して「導光部」と呼ぶ。右表示駆動部２２と左表示駆動部２４とは対になっており、左表示駆動部２４の各部は、右表示駆動部２２で説明した各部と同様の構成及び機能を有するため、詳細な説明は省略する。左導光板２６２は、左投写光学系２５２から射出された画像光を、所定の光路に沿って反射させつつ使用者の左眼ＬＥに導く。

検出部６０は、衝撃及び変位の少なくとも一方を検出し、検出データーを接続部４０を介してコマンド発生部１９２に出力するものである。検出部６０は、加速度を検出する加速度センサーや、角速度を検出する角速度センサー（ジャイロセンサー）等の少なくとも１つの慣性センサーにより構成される。例えば、加速度センサーのみで検出部６０を構成してもよいし、加速度センサーと角速度センサーとを組み合わせて検出部６０を構成してもよい。

図３は、使用者に視認される虚像の一例を示す説明図である。上述のようにして、頭部装着型表示装置１００を装着した使用者の両眼に導かれた画像光が使用者の両眼の網膜に結像することにより、使用者は虚像を視認することができる。図４に示すように、頭部装着型表示装置１００の使用者の視野ＶＲ内には、虚像ＶＩが表示される。また、使用者の視野ＶＲのうち、虚像ＶＩが表示された部分以外については、使用者は、右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８を透過して、外景ＳＣ（外界像）を見ることができる。なお、本実施形態の頭部装着型表示装置１００では、使用者の視野ＶＲの内の虚像ＶＩが表示された部分についても、虚像ＶＩの背後に外景ＳＣが透けて見えるように構成されている。すなわち、本実施形態の頭部装着型表示装置１００では、使用者が虚像ＶＩと外景ＳＣ（外界像）とを同時に視認可能に構成されて、且つ、視野ＶＲの内の虚像ＶＩが表示された部分については、使用者が虚像ＶＩと外景ＳＣ（外界像）とを重畳した状態で視認可能に構成されている。

２．本実施形態の手法
図４に示すように、本実施形態の頭部装着型表示装置１００では、画像表示部２０に検出部６０が設けられており、使用者が頭部に装着した画像表示部２０のいずれかの部分を軽く指で叩く操作を行うと、その衝撃を検出部６０が検出して、検出部６０からの検出データーに基づきコマンド発生部１９２がコマンドを発生するように構成されている。

本実施形態の検出部６０は、３軸加速度センサーで構成され、加速度センサーの３軸（ＸＹＺ軸）が、それぞれ画像表示部２０の左右方向、上下方向、奥行き方向（図中Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）と一致するように配置されている。

例えば、図４において、使用者が、右光学像表示部２６の右側端部Ａ１を図中Ｖ１に示す方向から指で１回だけ叩くと、＋Ｘ軸方向への加速度が生じ、検出部６０からは、図５（Ａ）に示すような検出データーが出力される。このとき、コマンド発生部１９２は、検出部６０からの検出データーにおいて＋Ｘ軸方向への加速度が所定の閾値ＴＨを１回越えたことを検出し、＋Ｘ軸方向の１回の衝撃があったものとして、＋Ｘ軸方向の１回の衝撃に対応するコマンドを発生する。

また、図４において、使用者が、左光学像表示部２８の左側端部Ａ２を図中Ｖ２に示す方向から指で１回だけ叩くと、−Ｘ軸方向への加速度が生じ、検出部６０からは、図５（Ｂ）に示すような検出データーが出力される。このとき、コマンド発生部１９２は、検出部６０からの検出データーにおいて−Ｘ軸方向への加速度が所定の閾値ＴＨを１回越えたことを検出し、−Ｘ軸方向の１回の衝撃があったものとして、−Ｘ軸方向の１回の衝撃に対応するコマンドを発生する。

また、図４において、使用者が、画像表示部２０の表側Ａ３を図中Ｖ３に示す方向から指で１回だけ叩くと、＋Ｚ軸方向への加速度が生じ、検出部６０からは、図５（Ｃ）に示すような検出データーが出力される。このとき、コマンド発生部１９２は、検出部６０からの検出データーにおいて＋Ｚ方向への加速度が所定の閾値ＴＨを１回越えたことを検出し、＋Ｚ軸方向の１回の衝撃があったものとして、＋Ｚ軸方向の１回の衝撃に対応するコマンドを発生する。

また、図４において、使用者が、右光学像表示部２６の右側端部Ａ１を図中Ｖ１に示す方向から２回連続して叩くと、＋Ｘ軸方向への加速度が生じ、検出部６０からは、図６（Ａ）に示すような検出データーが出力される。このとき、コマンド発生部１９２は、検出部６０からの検出データーにおいて＋Ｘ軸方向への加速度が所定時間内に所定の閾値ＴＨを２回越えたことを検出し、＋Ｘ軸方向の２回の衝撃があったものとして、＋Ｘ軸方向の２回の衝撃に対応するコマンドを発生する。

このように、本実施形態の頭部装着型表示装置１００では、使用者が画像表示部２０を頭部に装着した状態で、画像表示部２０を任意の方向から任意の回数だけ指で叩く操作を行うことで、叩いた方向と回数に応じて異なるコマンドを入力することができ、コントローラーに設けられたボタン等を操作する場合と比べて、頭部装着型表示装置１００の機器操作を容易に行うことができる。

なお、本実施形態では、検出部６０として加速度センサーを用いるため、画像表示部２０を頭部に装着した使用者が、頭部を変位させる動作（例えば、振り向く動作）を行った場合にも、検出部６０において加速度が検出される。この場合には、図６（Ｂ）に示すように、検出部６０で検出される加速度の波形はブロードとなる（加速度の波形の波長が大きくなる）。

従って、コマンド発生部１９２は、検出部６０からの検出データーに基づく加速度波形の波長が所定の閾値よりも小さい場合のみ対応するコマンドを発生し、検出部６０からの検出データーに基づく加速度波形の波長が所定の閾値よりも大きい場合には、画像表示部２０に対する衝撃（画像表示部２０を指で叩く操作）が無かったものと判断してコマンドを発生しないように構成してもよい。また、検出部６０を、加速度センサーと角速度センサーとで構成して、角速度センサーからの検出データーに基づき頭部の変位が検出された場合には、画像表示部２０に対する衝撃が無かったものと判断してコマンドを発生しないように構成してもよい。このようにすると、画像表示部２０に対する衝撃と、画像表示部２０を装着した使用者の頭部の変位とを区別して、画像表示部２０を指で叩く操作を確実に検出することができる。

図７は、検出部６０で検出される衝撃の方向及び回数のそれぞれに割り当てられたコマンドの一例を示す図である。図７に示す例では、コマンドＩＤ「１」〜「３」が、ＯＳ１５０にインストールされた動画・音声再生用のアプリケーションの制御を行うコマンドに割り当てられ、コマンドＩＤ［４］が、表示制御部１９０による表示制御（画像光の輝度を調整する制御）を行うコマンドに割り当てられている。なお、コマンドの割り当ては任意であり、使用者がコマンドの割り当てを設定できるように構成してもよい。

すなわち、図７に示す例では、コマンド発生部１９２は、検出部６０からの検出データーに基づき＋Ｘ軸方向の１回の衝撃を検出した場合には、動画・音声再生用のアプリケーションに対して「早送り」を実行させるコマンドを発生し、−Ｘ軸方向の１回の衝撃を検出した場合には、動画・音声再生用のアプリケーションに対して「巻き戻し」を実行させるコマンドを発生し、＋Ｚ軸方向の１回の衝撃を検出した場合には、動画・音声再生用のアプリケーションに対して「再生」或いは「停止」を実行させるコマンドを発生する。すなわち、使用者は、動画・音声再生用のアプリケーションの実行中において、右光学像表示部２６の右側端部を１回叩くことで「早送り」操作を行うことができ、左光学像表示部２８の左側端部を１回叩くことで「巻き戻し」操作を行うことができ、画像表示部２０の表側を１回叩くことで「再生」或いは「停止」操作を行うことができる。

また、図７に示す例では、コマンド発生部１９２は、検出部６０からの検出データーに基づき＋Ｘ軸方向の２回の衝撃を検出した場合には、表示制御部１９０に対して、右バックライト２２１及び左バックライト２２２の駆動をＯＮ或いはＯＦＦとする制御を実行させるコマンドを発生させる。右バックライト２２１及び左バックライト２２２の駆動をＯＮとする制御を実行させると、虚像ＶＩと外景ＳＣ（外界像）とを重畳した状態で使用者に視認させることができ、右バックライト２２１及び左バックライト２２２の駆動をＯＦＦとする制御を実行させると、画像光の輝度を低下させて外景ＳＣのみを使用者に視認させることができる。すなわち、使用者は、虚像ＶＩと外景ＳＣとを重畳した状態で視認するモードにおいて、右光学像表示部２６の右側端部を２回叩くことで、外景ＳＣのみを視認するモードに切り替えることができる。また、使用者は、外景ＳＣのみを視認するモードにおいて、右光学像表示部２６の右側端部を２回叩くことで、虚像ＶＩと外景ＳＣとを重畳した状態で視認するモードに切り替えることができる。このように、使用者は、虚像ＶＩを優先するモードと外景ＳＣを優先するモードとを切り替える操作を容易に行うことができる。

なお、表示制御部１９０に対して右バックライト２２１及び左バックライト２２２の駆動をＯＦＦとする制御を実行させるコマンドを発生する場合には、同時に音声処理部１７０に対して音声を消音する制御を実行させ、表示制御部１９０に対して右バックライト２２１及び左バックライト２２２の駆動をＯＮとする制御を実行させるコマンドを発生する場合には、同時に音声処理部１７０に対して音量を復帰する制御を実行させてもよい。

３．変形例
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

例えば、上記実施形態では、制御部１０と画像表示部２０とを別体で構成する場合について説明したが、制御部１０と画像表示部２０とを一体化して頭部装着型表示装置１００を構成してもよい。また、上記実施形態では、検出部６０を画像表示部２０に設ける場合について説明したが、検出部６０を制御部１０に設けるようにしてもよい。この場合には、使用者は、検出部６０を備えた制御部１０を任意の方向から任意の回数だけ指で叩くといった操作や、検出部６０を備えた制御部１０を振る、裏返すといった簡単な操作を行うことでコマンド入力を行うことができ、頭部装着型表示装置１００の機器操作を容易に行うことができる。例えば、検出部６０を備えた制御部１０を、時計型のコントローラーとして構成することで、上記操作を容易に行うことができる。また、検出部６０を備えた制御部１０を画像表示部２０に対して取り外し可能に構成してもよい。この場合には、検出部６０を備えた制御部１０を画像表示部２０に取付けた状態において、上記実施形態と同様の操作（画像表示部２０を指で叩く操作）を行うことでコマンド入力を行うことが可能となる。

また、上記実施形態では、画像光生成部を、液晶パネルとバックライトで構成し、生成した画像光を導光部によって使用者の眼に導くように構成する場合について説明したが、本発明は、これに限られない。例えば、図８に示すように、画像光生成部（画像表示部２０）を、信号光を形成するとともに当該信号光を走査光ＳＬとして射出する光射出部３１０と、走査光ＳＬを受けて画像光ＰＬを形成する被照射部材である虚像形成部３２０とで構成してもよい。図８に示すように、光射出部３１０は、使用者の鼻ＮＳ周辺に配置され、虚像形成部３２０は、使用者の眼ＲＥの前方を覆うように配置されている。光射出部３１０は、信号光を形成する信号光変調部３１１と、信号光を走査光ＳＬとして虚像形成部３２０において２次元走査させる走査光学系３１２と、図示しない駆動制御回路を有する。信号光変調部３１１は、例えば、赤、青、黄色の各色光を発生する３つの光源と、各色光を合成して信号光を形成するダイクロイックミラーとで構成され、走査光学系３１２は、例えば、ＭＥＭＳミラーで構成される。虚像形成部３２０は、透明基板上に半透過反射膜を有して構成されるハーフミラーであり、走査光学系３１２から照射された走査光ＳＬを受け、これを反射することで虚像を形成し、使用者に視認させる。虚像形成部３２０は、虚像を形成するだけでなく、外界光ＯＬを透過させ、使用者が虚像と外界像とを同時に視認可能に構成されている。

１０制御部、１２点灯部、１８電源スイッチ、２０画像表示部、２１耳掛部、２２右表示駆動部、２４左表示駆動部、２６右光学像表示部、２８左光学像表示部、３２右イヤホン、３４左イヤホン、４０接続部、４２右コード、４４左コード、４６連結部材、４８本体コード、５１，５２送信部、５３，５４受信部、６０検出部、１００頭部装着型表示装置、１２０記憶部、１３０電源、１６０画像処理部、１７０音声処理部、１８０インターフェイス、１９０表示制御部、１９２コマンド発生部、２０１右バックライト制御部、２０２左バックライト制御部、２１１右ＬＣＤ制御部、２１２左ＬＣＤ制御部、２２１右バックライト、２２２左バックライト、２４１右ＬＣＤ、２４２左ＬＣＤ、２５１右投写光学系、２５２左投写光学系、２６１右導光板、２６２左導光板、３１０光射出部、３２０虚像形成部３２０、３１１信号光変調部、３１２走査光学系

Claims

頭部装着型表示装置であって、
画像を表す画像光を生成する画像光生成部を含み、使用者の頭部に装着された状態において使用者に虚像を視認させる画像表示部と、
衝撃及び変位の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記検出部で検出された検出データーに基づき所与のコマンドを発生する制御部とを備える、頭部装着型表示装置。
請求項１に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記検出部は、前記画像表示部に設けられている、頭部装着型表示装置。
請求項１又は２に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像表示部は、
使用者が前記虚像と外界像とを同時に視認可能に構成され、
前記制御部は、
前記検出部で検出された検出データーに基づいて、前記画像光生成部による画像表示を制御して前記画像光の輝度を調整する、頭部装着型表示装置。
請求項３に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、
前記検出部で検出された検出データーに基づいて、前記虚像と外界像とを同時に使用者に視認させるモードと、前記画像光の輝度を低下させて前記外界像を優先して使用者に視認させるモードとを切り替える制御を行う、頭部装着型表示装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、
前記検出部で検出された衝撃の回数及び方向の少なくとも一方に基づき前記コマンドを発生する、頭部装着型表示装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記検出部は、
衝撃及び変位の少なくとも一方を検出する複数のセンサーを含む、頭部装着型表示装置。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記検出部は、
加速度センサーと角速度センサーを含む、頭部装着型表示装置。
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、前記画像表示部に設けられている、頭部装着型表示装置。