JP6966480B2 - Head-mounted display and head-mounted display system - Google Patents
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Description
本発明は透過型のヘッドマウントディスプレイおよびヘッドマウントディスプレイシステムに関する。 The present invention relates to a transmissive head-mounted display and a head-mounted display system.
特許文献1には、IDコード等の個人情報が記憶されたメモリおよびアンテナ等が設けられた個人情報内蔵型メガネが記載されている。当該個人情報内蔵型メガネは、アンテナを通じて外部機器と通信が可能である。このアンテナは、上記個人情報内蔵型メガネのフレームに配置されている。 Patent Document 1 describes glasses with built-in personal information provided with a memory for storing personal information such as an ID code and an antenna or the like. The glasses with built-in personal information can communicate with an external device through an antenna. This antenna is arranged on the frame of the above-mentioned personal information-embedded eyeglasses.
また近年、眼鏡型である透過型のヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display;以下、HMDと称する)が開発されている。当該HMDは、拡張現実(Augmented Reality;以下、ARと称する)と称される技術を用い、頭部に装着した装着者が視認する現実の風景に、種々の情報を付加して表示する。 Further, in recent years, a transmissive head-mounted display (hereinafter referred to as HMD), which is a spectacle type, has been developed. The HMD uses a technique called Augmented Reality (hereinafter referred to as AR) to add various information to the actual landscape visually recognized by the wearer wearing the head and display it.
HMDは、種々の情報を得るため、外部機器と通信を行う。このため、アンテナが必要である。 The HMD communicates with an external device in order to obtain various information. Therefore, an antenna is required.
特許文献1に記載の個人情報内蔵型メガネのように、フレームにアンテナを配置すると、アンテナの配置スペースが狭いためアンテナの面積も小さくなってしまい、受信感度を向上させることができない。また、受信感度を向上させるために、アンテナの面積をフレームからはみ出す程度に大きくすると見た目が悪くなり、デザイン性の低下を招くことになる。 When the antenna is arranged on the frame as in the glasses with built-in personal information described in Patent Document 1, the area of the antenna becomes small because the arrangement space of the antenna is narrow, and the reception sensitivity cannot be improved. Further, if the area of the antenna is increased to the extent that it protrudes from the frame in order to improve the reception sensitivity, the appearance becomes poor and the design is deteriorated.
本発明の一態様は、ヘッドマウントディスプレイのデザイン性の低下を防止しつつ、受信感度を向上させることを目的とする。 One aspect of the present invention is to improve the reception sensitivity while preventing the design of the head-mounted display from being deteriorated.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るヘッドマウントディスプレイは、透過型のヘッドマウントディスプレイであって、装着者の目の前に配置される透明ディスプレイと、上記透明ディスプレイの表面に配置された透明アンテナとを備えていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the head-mounted display according to one aspect of the present invention is a transmissive head-mounted display, which is a transparent display arranged in front of the wearer and a surface of the transparent display. It is characterized by having a transparent antenna arranged in.
本発明の一態様によれば、ヘッドマウントディスプレイのデザイン性の低下を防止しつつ、受信感度を向上させることができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to improve the reception sensitivity while preventing the design of the head-mounted display from being deteriorated.
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
〔実施形態1〕
(HMD1の構成)
図1の(a)は、本発明の実施形態1に係るHMD(ヘッドマウントディスプレイ)1の構成を表す斜視図であり、(b)は(a)に示すHMD1を上から見た上面図である。[Embodiment 1]
(Structure of HMD1)
FIG. 1A is a perspective view showing the configuration of the HMD (head-mounted display) 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a top view of the HMD1 shown in FIG. 1A as viewed from above. be.
なお、以下の説明において、「左」または「右」とは、特に規定しない限り、HMD1を装着した装着者から見て左または右のことを指すものとする。 In the following description, "left" or "right" refers to the left or right when viewed from the wearer wearing the HMD 1, unless otherwise specified.
図1に示すようにHMD1は、透過型のHMDであり、フレーム2と、右目用の画像表示装置5と左目用の画像表示装置5とを有する。本実施形態では、HMD1は眼鏡型である。
As shown in FIG. 1, the HMD 1 is a transmissive HMD, and has a frame 2, an
フレーム2は、リム4と左右のテンプル3とを有する。各画像表示装置5は表示部6と制御部7とを有する。フレーム2は、HMD1が装着者に装着されたとき、表示部6および制御部7を支持する。
The frame 2 has a rim 4 and left and right temples 3. Each
右目用の表示部6と左目用の表示部6とはそれぞれリム4に嵌め込まれている。すなわち、リム4は右目用の表示部6の縁と左目用の表示部6の縁とを囲っている。
The
なお、HMD1は眼鏡型ではなく、一つの画像表示装置5を有するゴーグル型であってもよい。この場合、一つの表示部6がフレームに嵌め込まれた構成となる。
The HMD 1 may be a goggle type having one
2個の制御部7は、右側のテンプル3と、左側のテンプル3とに配置されている。右側のテンプル3に配置された制御部7は右目用の表示部6の駆動を制御する。左側のテンプル3に配置された制御部7は左目用の表示部6の駆動を制御する。
The two
右目用の画像表示装置5と、左目用の画像表示装置5とは同じ構造である。各画像表示装置5は互いに同期しており、左右で同じまたは左右で対応する画像を、各表示部6に表示する。また、2個の画像表示装置5は、個別に制御可能である。つまり2個の画像表示装置5は左右で異なる画像を表示してもよい。
The
図2は本発明の実施形態1に係るHMD1の表示部6の概略構成を表す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
図2に示すように、表示部6は、画像表示素子(透明ディスプレイ)30と、画像表示素子30の表面に平面状に配置された透明アンテナ60とを有する。
As shown in FIG. 2, the
なお、本明細書中において「透明」とは、少なくとも可視光を透過するものとする。 In addition, in this specification, "transparent" means that at least visible light is transmitted.
HMD1が装着者に装着されたとき、画像表示素子30と、透明アンテナ60とのうち、画像表示素子30は装着者に近い側となり、透明アンテナ60は装着者から遠い側となる。
When the HMD 1 is attached to the wearer, the
画像表示素子30は、画像が非表示のとき、画像の表示領域が透明である透明ディスプレイ(シースルーディスプレイ)である。HMD1が装着者に装着された際、右目用の画像表示素子30は、装着者の右目の前に配置され、左目用の画像表示素子30は装着者の左目の前に配置される。各画像表示素子30は、上記のように透明であるため画像表示素子30を透過する光によって装着者に外界を視認させることができ、さらに、図5で後述される表示制御部71に表示制御されることで画像を表示し、装着者に当該画像を視認させることができる。
The
なお、本発明に用いる画像表示素子としては、画像の表示領域表面にプリズムやホログラムにより画像を投影する方式のディスプレイ、または、透過型の液晶ディスプレイなど、表示制御部が画像の表示領域に表示する画像と、画像の表示領域が透過する実像(現実の風景)とを視認できるタイプの画像表示素子であればよい。以下の説明では、本発明の一態様として、画像表示素子に透過型の液晶ディスプレイを用いた場合を例示して説明する。 As the image display element used in the present invention, a display control unit displays the image in the image display area, such as a display in which an image is projected on the surface of the image display area by a prism or a hologram, or a transmissive liquid crystal display. Any type of image display element that can visually recognize the image and the real image (real landscape) through which the display area of the image is transmitted may be used. In the following description, as one aspect of the present invention, a case where a transmissive liquid crystal display is used as an image display element will be illustrated and described.
図3は、本発明の実施形態1に係る画像表示素子30の要部の概略構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a main part of the
画像表示素子30は、一例として、対向する一対の透明基板10・20間に、液晶層LCを挟持させたアクティブマトリックス型の液晶パネルである。
As an example, the
例えば一方の透明基板10(アレイ基板、駆動回路基板)には、アクティブマトリクス基板として、ガラス等の絶縁基板11上に、複数のTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)12(スイッチング素子、トランジスタ)、画素電極13、および図示しない配線や配向膜等が形成されたTFT基板が使用される。また、他方の透明基板20(対向基板)には、ガラス等の絶縁基板21上に、共通電極22、および図示しないカラーフィルタや配向膜等が形成されたカラーフィルタ基板が使用される。また、透明基板10・20における、互いの対向面とは反対側の面(外側)には、それぞれ図示しない偏光板等が備えられている。
For example, on one transparent substrate 10 (array substrate, drive circuit board), as an active matrix substrate, a plurality of TFTs (Thin Film Transistors) 12 (switching elements, transistors) and pixels are placed on an
なお、画像表示素子30にカラー画像ではなくモノクロ画像を表示させる場合は、画像表示素子30に、カラーフィルタを配置しなくともよい。
When displaying a monochrome image instead of a color image on the
図4は、本発明の実施形態1に係る透明アンテナ60の要部の概略構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a main part of the
図4に示すように、透明アンテナ60は透明なシート状部材である。透明アンテナ60は、順に積層されたそれぞれ透明な材料からなる、透明粘着層62、透明プラスチックシート63、導電部64、および、透明カバー層65を備えている。
As shown in FIG. 4, the
透明アンテナ60を画像表示素子30の表面に貼り付ける場合、透明粘着層62の片面(透明プラスチックシート63が積層された面とは逆側面)に貼り付けられた剥離シート61を剥離し、これによって、露出した透明粘着層62を画像表示素子30の表面に貼り付ける。なお、透明アンテナ60の導電部64は画像表示素子30の表面に蒸着やエッチング等により直接形成してもよい。この場合、透明粘着層62、剥離シート61は不要となる。
When the
透明アンテナ60は、ミリ波等の高周波数の電波の送信を行うため、電波の飛距離を確保するため、アレーアンテナ技術等によって指向性を最適化する必要がある。また、透明アンテナ60は、平面上での受信特性が全ての方向でほぼ均一になっている。偏波方向が互いに直交する2つの偏波アレイ・アンテナを同一平面上である画像表示素子30の表面上に配置して透明アンテナ60を構成することで、透明アンテナ60全体として、画像表示素子30の表面上での受信特性を、全ての方向でほぼ均一とすることができる。
Since the
図5は、本発明の実施形態1に係る画像表示装置5の構成を表す機能ブロック図である。
FIG. 5 is a functional block diagram showing the configuration of the
画像表示装置5は、上述のように、表示部6と、制御部7と、無線部8とを有する。制御部7は、表示制御部71と、記憶部73とを有する。
As described above, the
表示制御部71は、画像表示素子30の駆動を制御する。表示制御部71は、透明アンテナ60および無線部8を介して外部から入力された画像データ、または、記憶部73に記憶されている画像データを読み込み、当該画像信号に基づいて画像表示素子30に画像を表示する。
The
無線部8は、透明アンテナ60を用いて無線通信を行う回路である。無線部8が行う無線通信に使用される電波としては、ミリ波等、画像表示素子30の前方に指向性を有するように指向性を狭くすることが可能な電波を用いることが好ましい。
The
記憶部73は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、または、その他の半導体メモリから構成されている。表示制御部71による種々の演算に用いられるプログラム等を記憶する。
The
(HMD1による効果)
図1および図2に示したように、HMD1において、透明アンテナ60は、HMD1の構成部品の中で比較的面積が大きい部品である画像表示素子30の表面に平面的に配置されている。このため、特許文献1のようにフレームにアンテナを配置する場合と比べて、透明アンテナ60の面積を大きくすることができる。これにより、HMD1は、透明アンテナ60を用いた無線信号の受信感度を向上させることができ、安定して無線通信を行うことができる。(Effect of HMD1)
As shown in FIGS. 1 and 2, in the HMD 1, the
そして、透明アンテナ60は、アンテナの受信感度を向上させるための十分な面積を確保することができるため、画像表示素子30からはみ出す程度にまで面積を大きくする必要がない。このため、アンテナの受信感度を向上させるためにHMD1のデザイン性が低下してしまうことを防止することができる。つまり、アンテナの形状に依存せずに、フレームの形状を自由に設計することができる。
Since the
加えて、画像表示素子30の表面に配置されている透明アンテナ60は透明であり、平面的に配置されているため、画像表示素子30の表面にアンテナが配置されていることが、装着者および他者から視認され難い。この点からも、HMD1によると、アンテナの受信感度を向上させるためにHMD1のデザイン性が低下してしまうことを防止することができる。
In addition, since the
このように、HMD1によると、HMD1のデザイン性の低下を防止しつつ、アンテナの受信感度を向上させることができる。このため、HMD1によると、安定した通信品質で無線通信を行うことができる。 As described above, according to the HMD1, the reception sensitivity of the antenna can be improved while preventing the deterioration of the design of the HMD1. Therefore, according to HMD1, wireless communication can be performed with stable communication quality.
また、透明アンテナ60は、画像表示素子30の2つの主面(画像表示素子30が有する面のうち最も面積が大きい2つの面)のうち、装着者がHMD1を頭部に装着したときに装着者の目とは逆側となる外側面に配置されている。このため、透明アンテナ60が、画像表示素子30の2つの主面のうち、装着者の目側となる内側面に配置されている場合と比べて、受信感度を向上させることができる。なお、電波強度が十分確保されている環境での使用が前提となっている場合などでは、透明アンテナ60が、画像表示素子30の2つの主面のうち、装着者の目側となる内側面に配置されていてもよい。
Further, the
また、透明アンテナ60の面積の方が画像表示素子30の面積より小さい場合、透明アンテナ60の縁が装着者または他者から視認されやすくなって画像表示素子30の表面に透明アンテナ60が配置されていることを視認されやすくなる場合もある。
When the area of the
この場合、透明アンテナ60と画像表示素子30との面積を等しくすることにより、画像表示素子30の表面に透明アンテナ60が配置されることが視認され難くなる。これにより、アンテナの受信感度を向上させるためにHMD1のデザイン性が低下してしまうことを防止することができる。なお、透明アンテナ60の縁が視認されにくい場合にはこれに限定されず、透明アンテナ60の面積の方が画像表示素子30より小さい又は大きくてもよい。
In this case, by making the areas of the
また、HMD1において、無線部8(図5参照)が透明アンテナ60を用いて無線通信する際に使用する電波は、第5世代モバイル通信システム(5G)で使用されるミリ波であってもよく、その場合、HMD1には以下のような利点がある。すなわち、HMD1が行う無線通信にミリ波を用いることで、大容量の情報を送受信することができる。このため、HMD1によると、高画質および高解像度の画像を送受信することができる。なお、ミリ波は、波長が1mm以上10mm以下、周波数が30GHz以上300GHz以下の電波である。
Further, in the HMD 1, the radio wave used by the wireless unit 8 (see FIG. 5) for wireless communication using the
さらに、ミリ波は狭い指向性で直進させることが可能であるため、無線信号が無駄に拡散せず、合理的に無線通信を行うことができる。つまり、HMD1が複数個、又は、当該HMD1と無線通信を行う送信装置若しくは受信装置が複数個配置されていたとしても、無線通信が必要なHMD1と、送信装置又は受信装置間でのみ無線通信を行うことができ、無線通信が混線してしまうことを防止することができる。 Further, since the millimeter wave can travel straight with a narrow directivity, the wireless signal is not unnecessarily diffused and wireless communication can be performed rationally. That is, even if there are a plurality of HMD1s, or a plurality of transmitting devices or receiving devices that perform wireless communication with the HMD1, wireless communication is performed only between the HMD1 that requires wireless communication and the transmitting device or receiving device. This can be done, and it is possible to prevent the wireless communication from being mixed.
ここで、例えば、モノポールアンテナをフレームのテンプルに配置した場合、ミリ波等の指向性が狭い電波を受信するには、テンプルが送信装置に向くように、装着者は首を回す必要がある。この場合、装着者は、着目している対象とは異なる方向に視線を向けることになり、利便性が悪い。 Here, for example, when a monopole antenna is placed on the temple of the frame, the wearer needs to turn his head so that the temple faces the transmitting device in order to receive radio waves having a narrow directivity such as millimeter waves. .. In this case, the wearer turns his / her line of sight in a direction different from that of the object of interest, which is inconvenient.
また、モノポールアンテナではなく、アダプティブアレイアンテナであれば、装着者は、わざわざ、テンプルを、無線信号が送信されてくる方向に向ける必要がなく、利便性が悪くなることを防止することはできる。しかし、アダプティブアレイアンテナは、モノポールアンテナと比べて回路規模が大きい。このため、既にアンテナが配置されておりスペースが狭いテンプルに、さらに規模が大きい回路を配置する必要があるため、HMDのテンプルは大きくなってしまう。このため、HMDの使い勝手が悪くなるため、実用性が悪くなる。 Further, if it is an adaptive array antenna instead of a monopole antenna, the wearer does not have to bother to point the temple in the direction in which the radio signal is transmitted, and it is possible to prevent the convenience from being deteriorated. .. However, the adaptive array antenna has a larger circuit scale than the monopole antenna. For this reason, it is necessary to arrange a larger circuit in the temple where the antenna is already arranged and the space is narrow, so that the temple of the HMD becomes large. For this reason, the usability of the HMD deteriorates, and the practicality deteriorates.
一方、本発明の一態様に係るHMD1によると、画像表示素子30の表面に透明アンテナ60が配置されているため、ミリ波のような指向性が狭い電波を用いて無線通信を行っても、装着者が着目している対象と同じ方向に、透明アンテナ60が受信する無線信号の送信装置又は透明アンテナ60が送信する無線信号の受信装置を配置しておけば、装着者が見る方向と、無線通信を行う方向とを一致させることができる。
On the other hand, according to the HMD 1 according to one aspect of the present invention, since the
このため、ミリ波などの指向性が高い電波を用いて無線通信する場合であっても、特許文献2のようなテンプルにアンテナを配置する場合とは異なり、無線通信をするために装着者に、無線通信を行う方向にテンプルを向けさせる等、装着者に、見たい方向とは異なる方向に顔を向けさせる必要がない。 Therefore, even in the case of wireless communication using radio waves with high directivity such as millimeter waves, unlike the case where the antenna is arranged in the temple as in Patent Document 2, the wearer is required to perform wireless communication. It is not necessary for the wearer to turn his / her face in a direction different from the desired direction, such as turning the temple in the direction of wireless communication.
これにより、装着者に意識させることなく自動的に、装着者が必要とする情報の無線通信を行うことができる。この結果、装着者の利便性を向上させることができる。 As a result, it is possible to automatically perform wireless communication of information required by the wearer without making the wearer aware of it. As a result, the convenience of the wearer can be improved.
なお、装着者が着目する対象とは、例えば、学校の教室における黒板、家庭に設置された家電、劇場などにおける舞台等を挙げることができ、これら、黒板、家電、又は、舞台等に送信装置又は受信装置を配置することが考えられる。この具体的な構成は、実施形態2にて説明する。 The target that the wearer pays attention to may be, for example, a blackboard in a school classroom, home appliances installed in a home, a stage in a theater, etc., and a transmission device on the blackboard, home appliances, or the stage, etc. Alternatively, it is conceivable to arrange a receiving device. This specific configuration will be described in the second embodiment.
また、透明アンテナ60を介して無線通信を行う回路である無線部8は、フレーム2に配置されている。
Further, the
ここで、HMD1では、透明アンテナ60をフレーム2ではなく画像表示素子30の表面に配置した分、アンテナをフレームに配置しているHMDと比べて、無線部8をフレーム2に配置するためのスペースが増加する。このため、アンテナ、および無線通信用の回路をフレームに配置しているHMDと比べて、無線部8の回路の設計上の自由度が増加する。これにより、無線部8を、高解像度および高品質な画像等の大容量の無線通信が可能な回路とすることができる。これにより、大容量の無線通信が可能なHMD1を構成することができる。
Here, in the HMD 1, since the
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2について、主に、図6および図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。[Embodiment 2]
The second embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. 6 and 7 as follows. For convenience of explanation, the same reference numerals are given to the members having the same functions as the members described in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図6は、本発明の実施形態2に係るHMDシステム(ヘッドマウントディスプレイシステム)90の構成を表す図である。図7は、本発明の実施形態2に係るHMDシステム90の構成を表す機能ブロック図である。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the HMD system (head-mounted display system) 90 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a functional block diagram showing the configuration of the
図6に示すように、HMDシステム90は、HMD1と、第1カメラ(撮像装置)91と、第2カメラ(撮像装置)92と、映像制御部93と、第1送信装置(送信装置)97と、第2送信装置(送信装置)98と、を備えている。図7に示すように、映像制御部93は、特殊効果作成部95と、通信制御部96と、を備えている。
As shown in FIG. 6, the
図6では、HMDシステム90を、演劇場又はコンサート会場等の劇場80に用いた場合の例を示している。本実施形態では、劇場80において演劇が実演されている場合について説明する。
FIG. 6 shows an example in which the
HMD1を装着している装着者83は、舞台81で行われている演劇を鑑賞している鑑賞者であり、客席に着席して舞台81を見ている。すなわち、装着者83は、HMD1を装着した顔を舞台81に向けている。
The
第1カメラ91と、第2カメラ92とは、舞台81上又は舞台81の上方に配置されている。第1カメラ91と、第2カメラ92とは、舞台81上の演劇の演者、風景、又は観客席等、互いに異なる箇所であって、現実の世界を撮影している。第1カメラ91と、第2カメラ92とは、映像制御部93と有線又は無線で通信可能に接続されており、それぞれ、撮像した映像を映像制御部93へ出力する。
The
なお、HMDシステム90が備えるカメラの台数は2台に限定されるものではなく、1台又は3台以上であってもよい。
The number of cameras included in the
映像制御部93は、舞台81上、舞台81の上方、又は、舞台81外に配置されていてもよい。
The
特殊効果作成部95は、第1カメラ91および第2カメラ92が撮影した映像に応じた付加情報を生成する。付加情報は、例えば、字幕、CGキャラクタ等、舞台81において現在実演されている演劇に即した情報である。特殊効果作成部95は、第1カメラ91および第2カメラ92がそれぞれ撮影した映像を映像データとして取得すると、取得した映像データに応じた異なる付加情報を生成する。そして、特殊効果作成部95は、生成した付加情報を通信制御部96へ送信する。
The special
なお、付加情報は、第1カメラ91および第2カメラ92から取得する映像データとの対応関係を示す情報と共に特殊効果作成部95に予め記憶されていてもよいし、第1カメラ91および第2カメラ92から取得した映像データに基づいて、特殊効果作成部95が逐次生成してもよい。
The additional information may be stored in advance in the special
通信制御部96は、特殊効果作成部95から取得した異なる2種類の付加情報のうち一方(第1付加情報)を第1送信装置97へ出力し、他方(第2付加情報)を第2送信装置98へ出力する。なお、通信制御部96は、第1カメラ91および第2カメラ92から取得した映像データに上記付加情報を付加することで合成した2種類の合成映像の一方(第1付加情報付きの映像)を第1送信装置97へ出力し、他方(第2付加情報付きの映像)を第2送信装置98へ出力するようにしてもよい。
The
第1付加情報とは、例えば、舞台81上で行われている演劇の字幕を挙げることができる。第2付加情報とは、例えば、舞台81上で行われている演劇に適したCGキャラクタを挙げることができる。
The first additional information may be, for example, the subtitles of the play performed on the
第1送信装置97と、第2送信装置98とは、舞台81上又は舞台81の上方に配置されている。第1送信装置97と、第2送信装置98とは互いに離間して配置されており、互いに異なる指向性を有するアンテナを備える。
The
第1送信装置97および第2送信装置98は、それぞれ、電波送信用のアンテナとして、直線偏波の放射特性と正面方向の指向性を持つ偏波アレイ・アンテナである場合を例として以下説明する。
The case where each of the
第1送信装置97は狭い指向性を有する第1ミリ波M1に、通信制御部96から取得した第1付加情報(または第1付加情報付の映像)を示す情報を重畳し、無線信号として観客席に向けて送信する。第2送信装置98は、狭い指向性を有する第2ミリ波M2に、通信制御部96から取得した第2付加情報(または第2付加情報付の映像)を示す情報を重畳し、無線信号として観客席に向けて送信する。
The
このように、HMDシステム90はHMD1と、透明アンテナ60にて受信可能な電波を送信する第1送信装置97および第2送信装置98を備えている。そして、第1送信装置97および第2送信装置98は、それぞれ、異なる付加情報が重畳された電波をHMD1に送信する。
As described above, the
このため、HMD1の装着者83は、第1送信装置97および第2送信装置98のうち、装着者83が見たい付加情報を送信する送信装置が配置されている方向に顔を向けるだけで、画像表示素子30に表示される付加情報を切り替え、所望の付加情報を見ることができる。
Therefore, the
換言すると、表示部6(図2参照)は、複数の送信装置である第1送信装置97・第2送信装置98のうち、画像表示素子30の主面が向けられた送信装置毎に表示する付加情報を切り換える。
In other words, the display unit 6 (see FIG. 2) displays each of the
これにより、装着者の利便性を向上させることができる。 This makes it possible to improve the convenience of the wearer.
このように、装着者は、表示部6を通して、現実の風景に、付加情報が重畳された像を視認することができる。
In this way, the wearer can visually recognize the image on which the additional information is superimposed on the actual landscape through the
このため、HMDシステム90は、演劇場又はコンサート会場等、鑑賞者が舞台上で行われる演劇又は演奏を鑑賞する劇場80に設けることが好適である。このような劇場80では、HMD1を装着した装着者83(鑑賞者)は舞台81の方向を向くため、自ずと、HMD1の透明アンテナ60(図2参照)が舞台81の方を向く。このため、第1送信装置97および第2送信装置98を舞台81上又は舞台81の上方に配置することで、透明アンテナ60との指向性が合致するため、装着者83に、無線通信を、あまり意識させることなく、HMD1との間で高速で大容量の無線通信を行うことが可能なHMDシステム90を提供することができる。これにより、HMD1の装着者83は、舞台81で行われている演劇または演奏と、字幕等の付加情報とを融合させて、鑑賞することができる。
Therefore, it is preferable that the
なお、HMDシステム90は、劇場80以外にも、例えば、教室や、家庭の部屋等に配置してもよい。
In addition to the theater 80, the
HMDシステム90を教室に配置する場合は、第1送信装置97および第2送信装置98を、黒板に配置すればよい。当該教室にて授業を受けるものは、通常、黒板に顔を向けており、HMD1を装着した装着者83にあまり意識させることなく、HMD1との間で高速で大容量の無線通信を行うことが可能である。
When the
これにより、例えば、装着者83は、黒板を見たときは、第1送信装置97および第2送信装置98からの無線信号をHMD1で受信することで、HMD1に表示されたテキストと説明文を見ることができる。また、装着者83は、机の上を見ると、すなわち、黒板方向から机方向に顔を向けると、HMD1に表示されたテキストと説明文は消えて、映像が表示されていない透明なHMD1を通じて机の上に置かれたノートを見て、ノートに文字などを書くことができる。
As a result, for example, when the
また、HMDシステム90を家庭の部屋に配置する場合、第1送信装置97および第2送信装置98を、それぞれ異なる家電に配置すればよい。HMD1を装着した装着者83が、第1送信装置97又は第2送信装置98が配置された家電を見たときに、当該家電に基づく情報を、HMD1にて受信することができる。これにより、装着者83は、家電を見ただけで、HMD1に表示された当該家電に関する情報をも見ることができる。
Further, when the
〔ソフトウェアによる実現例〕
HMD1の制御ブロック(特に表示制御部71)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。[Example of implementation by software]
The control block (particularly the display control unit 71) of the HMD 1 may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or by software using a CPU (Central Processing Unit). You may.
後者の場合、HMD1は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In the latter case, the HMD 1 is a CPU that executes instructions of a program that is software that realizes each function, a ROM (Read Only Memory) or a storage device in which the program and various data are readablely recorded by a computer (or CPU). (These are referred to as "recording media"), RAM (Random Access Memory) for expanding the above program, and the like are provided. Then, the object of the present invention is achieved by the computer (or CPU) reading the program from the recording medium and executing the program. As the recording medium, a "non-temporary tangible medium", for example, a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. Further, the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. It should be noted that one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the above program is embodied by electronic transmission.
〔まとめ〕
本発明の態様1に係るヘッドマウントディスプレイ(HMD1)は透過型のヘッドマウントディスプレイ(HMD1)であって、装着者の目の前に配置される透明ディスプレイ(画像表示素子30)と、上記透明ディスプレイ(画像表示素子30)の表面に配置された透明アンテナ(60)とを備えていることを特徴とする。〔summary〕
The head-mounted display (HMD1) according to the first aspect of the present invention is a transmissive head-mounted display (HMD1), which is a transparent display (image display element 30) arranged in front of the wearer and the transparent display. It is characterized by having a transparent antenna (60) arranged on the surface of (image display element 30).
上記の構成によれば、透明アンテナは、ヘッドマウントディスプレイの構成部品の中で比較的面積が大きい部品である透明ディスプレイの表面に平面的に配置されているため、フレームに配置する場合と比べて、面積を大きくすることができる。これにより、無線信号の受信感度を向上させることができ、安定して無線通信を行うことができる。 According to the above configuration, the transparent antenna is arranged in a plane on the surface of the transparent display, which is a component of the head-mounted display having a relatively large area, so that the transparent antenna is arranged in a frame as compared with the case where the transparent antenna is arranged in a frame. , The area can be increased. As a result, the reception sensitivity of the wireless signal can be improved, and stable wireless communication can be performed.
そして、受信感度を向上させるために透明アンテナの面積を、透明ディスプレイからはみ出す程度にまで大きくする必要がない。このため、受信感度を向上させるためにヘッドマウントディスプレイのデザイン性が低下してしまうことを防止することができる。 Further, in order to improve the reception sensitivity, it is not necessary to increase the area of the transparent antenna to such an extent that it protrudes from the transparent display. Therefore, it is possible to prevent the design of the head-mounted display from being deteriorated in order to improve the reception sensitivity.
加えて、透明ディスプレイの表面に配置されているアンテナが透明であり、平面的に配置されているため、透明ディスプレイの表面にアンテナが配置されていることが視認され難い。この点からも、受信感度を向上させるためにヘッドマウントディスプレイのデザイン性が低下してしまうことを防止することができる。 In addition, since the antenna arranged on the surface of the transparent display is transparent and arranged in a plane, it is difficult to visually recognize that the antenna is arranged on the surface of the transparent display. From this point as well, it is possible to prevent the design of the head-mounted display from being deteriorated in order to improve the reception sensitivity.
このように、上記構成によると、ヘッドマウントディスプレイのデザイン性の低下を防止しつつ、受信感度を向上させることができる。 As described above, according to the above configuration, it is possible to improve the reception sensitivity while preventing the design of the head-mounted display from being deteriorated.
本発明の態様2に係るヘッドマウントディスプレイ(HMD1)は、上記態様1において、上記透明アンテナ(60)と上記透明ディスプレイ(画像表示素子30)とは面積が等しくてもよい。上記構成により、上記透明ディスプレイの表面に上記透明アンテナが配置されることが視認され難くなる。このため、受信感度を向上させるためにヘッドマウントディスプレイのデザイン性が低下してしまうことを防止することができる。 In the head-mounted display (HMD1) according to the second aspect of the present invention, the transparent antenna (60) and the transparent display (image display element 30) may have the same area in the first aspect. With the above configuration, it becomes difficult to visually recognize that the transparent antenna is arranged on the surface of the transparent display. Therefore, it is possible to prevent the design of the head-mounted display from being deteriorated in order to improve the reception sensitivity.
本発明の態様3に係るヘッドマウントディスプレイ(HMD1)は、上記態様1または2において、上記透明アンテナ(60)が送受信する電波はミリ波であってもよい。 In the head-mounted display (HMD1) according to the third aspect of the present invention, the radio wave transmitted and received by the transparent antenna (60) in the first or second aspect may be millimeter waves.
上記構成によると、ミリ波のような指向性が狭い電波であっても、装着者が見る方向に、上記透明アンテナが受信する無線信号の送信装置又は上記透明アンテナが送信する無線信号の受信装置を配置しておけば、装着者が見る方向と、無線通信を行う方向とを一致させることができる。 According to the above configuration, even if the radio wave has a narrow directivity such as millimeter waves, the wireless signal transmitting device received by the transparent antenna or the wireless signal receiving device transmitted by the transparent antenna in the direction seen by the wearer. By arranging, the direction in which the wearer sees and the direction in which wireless communication is performed can be matched.
このため、ミリ波などの指向性が狭い電波を用いて無線通信する場合であっても、テンプルにアンテナを配置する場合とは異なり、無線通信をするために装着者にテンプルを無線通信を行う方向に向けさせる等、装着者に、見たい方向とは異なる方向に顔を向けさせる必要がない。 Therefore, even when wireless communication is performed using radio waves with narrow directivity such as millimeter waves, the temple is wirelessly communicated to the wearer in order to perform wireless communication, unlike the case where the antenna is arranged on the temple. It is not necessary for the wearer to turn his / her face in a direction different from the desired direction, such as turning the face in a direction.
これにより、装着者に意識させることなく自動的に、装着者が必要とする情報の無線通信を行うことができる。この結果、装着者の利便性を向上させることができる。 As a result, it is possible to automatically perform wireless communication of information required by the wearer without making the wearer aware of it. As a result, the convenience of the wearer can be improved.
本発明の態様4に係るヘッドマウントディスプレイ(HMD1)は、上記態様1〜3において、上記透明ディスプレイ(画像表示素子30)を支持するフレーム(2)と、上記透明アンテナ(60)を介して無線通信を行う回路であり、上記フレーム(2)に配置されている無線部(8)とを備えていてもよい。 The head-mounted display (HMD1) according to the fourth aspect of the present invention wirelessly relates to the frame (2) supporting the transparent display (image display element 30) and the transparent antenna (60) in the first to third aspects. It is a circuit that performs communication, and may include a radio unit (8) arranged in the frame (2).
上記構成によると、上記透明アンテナを上記フレームではなく上記透明ディスプレイに配置した分、上記透明アンテナを介して無線通信を行う回路である上記無線部を上記フレームに配置するためのスペースが増加し、回路の設計の自由度が増加する。これにより、上記無線部を、高解像度および高品質な画像等の大容量の無線信号の受信又は送信を高速で行うことが可能な回路とすることができる。これにより、大容量の無線通信が可能なヘッドマウントディスプレイを構成することができる。 According to the above configuration, since the transparent antenna is arranged not in the frame but in the transparent display, the space for arranging the wireless unit, which is a circuit for performing wireless communication via the transparent antenna, in the frame is increased. Increases the degree of freedom in circuit design. As a result, the radio unit can be a circuit capable of receiving or transmitting a large-capacity radio signal such as a high-resolution and high-quality image at high speed. This makes it possible to configure a head-mounted display capable of large-capacity wireless communication.
本発明の態様5に係るヘッドマウントディスプレイシステム(HMDシステム90)は、上記態様1〜4において、上記ヘッドマウントディスプレイ(HMD1)と、上記透明アンテナ(60)にて受信可能な電波を送信する1又は複数の送信装置(第1送信装置97・第2送信装置98)とを備えていてもよい。上記構成により、装着者は、必要とする情報を送信する送信装置が配置されている方向に顔を向けることで、所望の情報を得ることができる無線通信を安定して行うことができる。
The head-mounted display system (HMD system 90) according to the fifth aspect of the present invention transmits radio waves receivable by the head-mounted display (HMD1) and the transparent antenna (60) in the first to fourth aspects 1 Alternatively, a plurality of transmission devices (
本発明の態様6に係るヘッドマウントディスプレイシステム(HMDシステム90)は、上記態様5において、上記複数の送信装置(第1送信装置97・第2送信装置98)は、異なる情報(付加情報(第1付加情報・第2付加情報))が重畳された電波を送信してもよい。
In the head-mounted display system (HMD system 90) according to the sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the plurality of transmission devices (
本発明の態様7に係るヘッドマウントディスプレイシステム(HMDシステム90)は、上記態様5または6において、上記透明ディスプレイ(画像表示素子30)は、上記複数の送信装置(第1送信装置97・第2送信装置98)のうち、主面が向けられた送信装置毎に表示する情報を切り換えてもよい。
In the head-mounted display system (HMD system 90) according to the seventh aspect of the present invention, in the fifth or sixth aspect, the transparent display (image display element 30) is the plurality of transmission devices (
上記構成により、装着者は、必要とする情報を送信する送信装置が配置されている方向に顔を向けることで、上記透明ディスプレイに表示される画像を切り替えることができる。これにより、装着者の利便性を向上させることができる。 With the above configuration, the wearer can switch the image displayed on the transparent display by turning his / her face in the direction in which the transmitting device for transmitting the required information is arranged. This makes it possible to improve the convenience of the wearer.
本発明の他の態様に係るヘッドマウントディスプレイ(HMD1)は、上記態様1において、上記透明アンテナナ(60)は、上記透明ディスプレイ(画像表示素子30)の2つの主面のうち、装着者の目とは逆側となる外側面に配置されていることが好ましい。上記構成によると、上記透明アンテナが、上記透明ディスプレイのうち、装着者側となる内側面に配置されている場合と比べて、受信感度を向上させることができる。 In the head-mounted display (HMD1) according to another aspect of the present invention, in the above aspect 1, the transparent antenna (60) is the wearer's of the two main surfaces of the transparent display (image display element 30). It is preferably arranged on the outer surface opposite to the eyes. According to the above configuration, the reception sensitivity can be improved as compared with the case where the transparent antenna is arranged on the inner side surface of the transparent display on the wearer side.
本発明の各態様に係るヘッドマウントディスプレイは、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記ヘッドマウントディスプレイが備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより上記ヘッドマウントディスプレイをコンピュータにて実現させるヘッドマウントディスプレイの表示制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The head-mounted display according to each aspect of the present invention may be realized by a computer, and in this case, the head-mounted display is made into a computer by operating the computer as each part (software element) included in the head-mounted display. The display control program of the head-mounted display and the computer-readable recording medium on which the display control program is recorded are also included in the scope of the present invention.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Further, by combining the technical means disclosed in each embodiment, new technical features can be formed.
1 HMD(ヘッドマウントディスプレイ)
2 フレーム
3 テンプル
5 画像表示装置
6 表示部
7 制御部
30 画像表示素子(透明ディスプレイ)
60 透明アンテナ
71 表示制御部
8 無線部
83 装着者
90 HMDシステム(ヘッドマウントディスプレイシステム)
91 第1カメラ(撮像装置)
92 第2カメラ(撮像装置)
93 映像制御部
95 特殊効果作成部
96 通信制御部
97 第1送信装置(送信装置)
98 第2送信装置(送信装置)1 HMD (Head Mounted Display)
2 Frame 3
60
91 First camera (imaging device)
92 Second camera (imaging device)
93
98 Second transmitter (transmitter)
Claims (8)
装着者の目の前に配置される透明ディスプレイと、
上記透明ディスプレイの表面に配置された平面的な透明アンテナとを備え、
上記透明アンテナは、偏波方向が互いに直交する2つの偏波アレイ・アンテナからなり、上記透明ディスプレイの上記装着者から遠い側の表面に配置されていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 It is a transmissive head-mounted display.
A transparent display placed in front of the wearer and
With a flat transparent antenna placed on the surface of the transparent display ,
The transparent antenna is a head-mounted display comprising two polarization array antennas whose polarization directions are orthogonal to each other, and is arranged on a surface of the transparent display on a side far from the wearer.
上記透明アンテナを介して無線通信を行う回路であり、上記フレームに配置されている無線部とを備えていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のヘッドマウントディスプレイ。 The frame that supports the transparent display and
The head-mounted display according to any one of claims 1 to 3, which is a circuit that performs wireless communication via the transparent antenna and includes a wireless unit arranged in the frame.
上記透明アンテナにて受信可能な電波を送信する1又は複数の送信装置とを備えていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイシステム。 The head-mounted display according to any one of claims 1 to 4,
A head-mounted display system including one or a plurality of transmission devices that transmit radio waves that can be received by the transparent antenna.
装着者の目の前に配置される透明ディスプレイと、
上記透明ディスプレイの表面に平面的に配置されたシート状透明アンテナとを備え、
上記シート状透明アンテナは、偏波方向が互いに直交する2つの偏波アレイ・アンテナからなり、上記透明ディスプレイの上記装着者から遠い側の表面に配置されていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 It is a transmissive head-mounted display.
A transparent display placed in front of the wearer and
A sheet-shaped transparent antenna arranged flat on the surface of the transparent display is provided .
The sheet-shaped transparent antenna is a head-mounted display comprising two polarization array antennas whose polarization directions are orthogonal to each other, and is arranged on a surface of the transparent display on a side far from the wearer.
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