WO2018139111A1

WO2018139111A1 - 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

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Inventors: 佐藤　直紀
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Abstract

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。透過型のＨＭＤ（１）は、装着者の目の前に配置される画像表示素子（３０）と、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。

Description

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

　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。

　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。

　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。

日本国公開特許公報「特開平１１‐３５３４４４号公報（１９９９年１２月２４日公開）」

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

（ａ）は、本発明の実施形態１に係るＨＭＤの構成を表す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＨＭＤを上から見た上面図である。本発明の実施形態１に係るＨＭＤの表示部の概略構成を表す断面図である。本発明の実施形態１に係る画像表示素子の要部の概略構成を示す断面図である。本発明の実施形態１に係る透明アンテナの要部の概略構成を示す断面図である。本発明の実施形態１に係る画像表示装置の構成を表す機能ブロック図である。本発明の実施形態２に係るＨＭＤシステムの構成を表す図である。本発明の実施形態２に係るＨＭＤシステムの構成を表す機能ブロック図である。

　以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。

　〔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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　（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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　〔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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　これにより、装着者の利便性を向上させることができる。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　〔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。

　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。

　〔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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

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）

Claims

　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ヘッドマウントディスプレイ。
　上記透明アンテナと上記透明ディスプレイとは面積が等しいことを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
　上記透明アンテナが送受信する電波は、ミリ波であることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
　上記透明ディスプレイを支持するフレームと、
　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。
　請求項１～４の何れか１項に記載のヘッドマウントディスプレイと、
　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。
　上記複数の送信装置は、異なる情報が重畳された電波を送信することを特徴とする請求項５に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
　上記透明ディスプレイは、上記複数の送信装置のうち、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ることを特徴とする請求項５または６に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。