(57)【要約】 【課題】  持ち運びが容易で、かつ操作性に優れた携帯型の情報処理装置を提供する。【解決手段】  モバイルコンピュータ１は、バーチャルキーボード１０、コンピュータ２０、およびウェアラブルディスプレイ３０を含んで構成される。バーチャルキーボード１０は、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を、机などの上に投影し、人間の指先の位置を検出することによって、指先の位置に対応する入力キーを抽出する。コンピュータ２０は、バーチャルキーボード１０から送信された入力キーが示す情報に基づいて、予め定める処理を実行し、実行された処理に基づく情報を含む画面を示す画面情報をウェアラブルディスプレイ３０に送信する。ウェアラブルディスプレイ３０は、コンピュータ２０から送信された画面情報による画面を表示した画像表示部３１に光を照射して、反射光を人間の眼球の網膜に照射し、網膜上に画面を投影する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を、予め定める投影面上に投影する第１の投影手段と、
その第１の投影手段によって投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーを検出する入力キー検出手段と、
その入力キー検出手段によって検出された入力キーが示す情報に基づいて、予め定める処理を実行する処理手段と、
その処理手段によって実行された処理に基づく情報を含む画面を表示する表示手段と、
その表示手段に表示された画面を人間の眼球の網膜に投影する第２の投影手段とを含むことを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記第２の投影手段は、ビーム光線を出力する光出力手段、その光出力手段から出力されたビーム光線の方向を変化させることによって、前記表示手段に表示された画面を走査する走査手段、およびその走査手段によって走査されたビーム光線を網膜上に照射する方向に屈折させる屈折手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記第２の投影手段は、前記表示手段に照射するための光を出力する光出力手段、および前記表示手段に照射された光を眼球水晶体の位置で集光して網膜に画像を投影する集光手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記第２の投影手段は、右眼球の網膜および左眼球の網膜のうちどちらか１つの網膜に画像を投影することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記第２の投影手段は、右眼球の網膜および左眼球の網膜に画像を投影することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記表示手段は、その表示手段を構成する面のうち、眼球に対面する面の反対側の面から入射する光を透過することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記表示手段は、その表示手段を構成する面のうち、眼球に対面する面の反対側の面から入射する光を透過しないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記光出力手段は、赤色、青色、および緑色の発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記光出力手段は、単色の発光ダイオードまたは単色のレーザダイオードを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記単色は、オレンジ色であることを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記入力キー検出手段は、光を出力する第２の光出力手段、その第２の光出力手段から出力された光が人間の指先で反射された反射光を検出する光検出手段、およびその光検出手段が検出した反射光に基づいて指先の位置に対応する入力キーを抽出する抽出手段を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項１２】
視線方向を検出する視線検出手段と、
その視線検出手段が検出した視線方向が、前記第１の投影手段によって投影された画像のキーボードの方向であるとき、前記第２の投影手段による画像の投影を抑止する抑止手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項１３】
情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を、予め定める投影面上に投影し、その投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーを検出し、その検出された入力キーが示す情報を入力する入力装置と、
その入力装置よって入力された情報に基づいて、予め定める処理を実行する処理装置と、
その処理装置によって実行された処理に基づく情報を含む画面を、人間の眼球の網膜に投影する出力装置とを含むことを特徴とする情報処理装置。
【請求項１４】
前記入力装置と前記処理装置との通信および前記処理装置と前記出力装置との通信は、無線による無線通信であることを特徴とする請求項１３に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記無線通信は、光または電波を用いた無線通信であることを特徴とする請求項１４に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
前記入力装置と前記処理装置との通信および前記処理装置と前記出力装置との通信は、光ファイバを用いた有線による有線通信であることを特徴とする請求項１３に記載の情報処理装置。
【請求項１７】
前記入力装置は、前記キーボードを表わす画像を投影するための光源を含み、前記光源から出力された光の一部を、前記光ファイバを介して前記出力装置に伝送し、
前記出力装置は、前記光ファイバを介して伝送された光を、前記画面を投影するための光源として用いることを特徴とする請求項１６に記載の情報処理装置。
【請求項１８】
前記出力装置は、前記画面を投影するための光源を含み、前記光源から出力された光の一部を、前記光ファイバを介して前記入力装置に伝送し、
前記入力装置は、前記光ファイバを介して伝送された光を、前記キーボードを表わす画像を投影するための光源として用いることを特徴とする請求項１６に記載の情報処理装置。
【請求項１９】
情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を、予め定める投影面上に投影し、その投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーを検出し、その検出された入力キーが示す情報を入力し、その入力された情報に基づいて、予め定める処理を実行する入力処理装置と、
その入力処理装置によって実行された処理に基づく情報を含む画面を、人間の眼球の網膜に投影する出力装置とを含むことを特徴とする情報処理装置。
【請求項２０】
情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を、予め定める投影面上に投影し、その投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーを検出し、その検出された入力キーが示す情報を入力する入出力装置と、
その入出力装置よって入力された情報に基づいて、予め定める処理を実行する処理装置とを含み、
前記入出力装置は、さらに、前記処理装置によって実行された処理に基づく情報を含む画面を、人間の眼球の網膜に投影することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２１】
前記入出力装置は、前記キーボードを表わす画像を投影するための光源を含み、
前記光源は、前記画面を網膜に投影するための光源としても用いることを特徴とする請求項２０に記載の情報処理装置。
【請求項２２】
情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を表示する表示手段と、
その表示手段に表示された画像を人間の眼球の網膜に投影する投影手段と、
その投影手段によって投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーを検出する入力キー検出手段と、
その入力キー検出手段によって検出された入力キーが示す情報に基づいて、予め定める処理を実行する処理手段とを含み、
前記表示手段は、前記処理手段によって実行された処理に基づく情報を含む画面を、前記キーボードを表わす画像に合成して表示することを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置に関し、より詳細には、持ち運びが容易な携帯型の情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型のコンピュータ、たとえばノートブック型のパーソナルコンピュータ（以下、携帯型パソコンという）は、大容量の記憶装置を内蔵し、処理速度も高速なものが提供されている。ところが、画面の見易さおよび操作性の観点から、表示画面を小さくすることおよびキーボードを小さくすることには限界がある。したがって、携帯型パソコンの大きさもある程度以上の大きさを確保する必要があり、持ち運びに労力を要すること、あるいは作業場所が限定されることがある。
【０００３】
モバイルＰＤＡ（Personal Digital Assistant）は、より小型化して、携帯性を高めたものであるが、表示画面およびキーボードが小さく、作業性が悪いという欠点がある。さらに携帯型パソコンおよびモバイルＰＤＡは、乗り物の座席で使用すると、隣の座席の人に画面を見られることがあり、機密性に欠ける。
【０００４】
携帯性の優れた表示装置に、頭部に装着するヘッドマウントディスプレイなどのウェアラブルディスプレイ、つまり人間の身体に装着する表示装置があり、隣の座席の人に画面を見られることもなく、機密性も高い。
【０００５】
ヘッドマウントディスプレイの第１の従来技術として、コンピュータの表示画像とキーボードとを切り替えて見ることを可能にした頭部装着型表示装置がある。この頭部装着型表示装置は、視線注視点を検出することによって、表示画面における映像表示部分と外光透過部分との割合を制御して、外光透過部分に表示されるキーボードを見やすくしたものである（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
ヘッドマウントディスプレイの第２の従来技術として、四肢を用いずに情報を入力することができる肢体不自由者用入力装置がある。この入力装置は、ヘッドマウントディスプレイの表示画面上における視線注視点を検出することよって、表示画面に表示された情報を特定し、情報の入力を可能にしたものである（たとえば特許文献２参照）。
【０００７】
ヘッドマウントディスプレイの第３の従来技術として、人体を介して伝送されてきたビデオ信号を画像として表示するヘッドマウントディスプレイがある。このヘッドマウントディスプレイは、人が、博物館などの展示物の説明を行なうビデオ再生装置からのビデオ信号を出力する電極に触れると、そのビデオ信号を画像として表示するものである（たとえば特許文献３参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−３２８５１２号公報
【特許文献２】特開平１１−７３２７３号公報
【特許文献３】特開２０００−１９６９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、第１の従来技術は、キーボードを用いて情報を入力するものであり、キーボードの持ち運びは、容易ではないという問題ある。
【００１０】
第２の従来技術は、キーボードを用いることなく、注視点を検出して情報を入力するものであり、入力装置を小型化することはできるが、情報を入力する速度は、キーボードを用いる場合に比べて遅いという問題がある。
【００１１】
第３の従来技術は、ビデオ信号を検出して、そのビデオ信号の表示を開始するものであり、入力された情報に基づいた処理を行なうことはできないという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、持ち運びが容易で、かつ操作性に優れた携帯型の情報処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を、予め定める投影面上に投影する第１の投影手段と、
その第１の投影手段によって投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーを検出する入力キー検出手段と、
その入力キー検出手段によって検出された入力キーが示す情報に基づいて、予め定める処理を実行する処理手段と、
その処理手段によって実行された処理に基づく情報を含む画面を表示する表示手段と、
その表示手段に表示された画面を人間の眼球の網膜に投影する第２の投影手段とを含むことを特徴とする情報処理装置である。
【００１４】
本発明に従えば、第１の投影手段によって、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像が、予め定める投影面上に投影され、入力キー検出手段によって、その第１の投影手段によって投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーが検出され、処理手段によって、その入力キー検出手段によって検出された入力キーが示す情報に基づいて、予め定める処理が実行され、表示手段によって、その処理手段によって実行された処理に基づく情報を含む画面が表示され、第２の投影手段によって、その表示手段に表示された画面が人間の眼球の網膜に投影される。
【００１５】
このようにして、キーボードを画像として提供し、かつ画面を直接網膜上に投影することができる。
【００１６】
また本発明は、前記第２の投影手段は、ビーム光線を出力する光出力手段、その光出力手段から出力されたビーム光線の方向を変化させることによって、前記表示手段に表示された画面を走査する走査手段、およびその走査手段によって走査されたビーム光線を網膜上に照射する方向に屈折させる屈折手段を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、第２の投影手段は、光出力手段によって、ビーム光線が出力され、走査手段によって、その光出力手段から出力されたビーム光線の方向を変化させることによって、前記表示手段に表示された画像が走査され、屈折手段によって、その走査手段によって走査されたビーム光線が網膜上に照射される方向に屈折される。したがって、表示手段に表示された画面を、網膜上に投影することができる。
【００１８】
また本発明は、前記第２の投影手段は、前記表示手段に照射するための光を出力する光出力手段、および前記表示手段に照射された光を眼球水晶体の位置で集光して網膜に画像を投影する集光手段を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、第２の投影手段は、光出力手段によって、前記表示手段に照射するための光が出力され、集光手段によって、前記表示手段に照射された光が眼球水晶体の位置で集光されて網膜に画像が投影される。したがって、表示手段に表示された画面を、網膜上に投影することができる。
【００２０】
また本発明は、前記第２の投影手段は、右眼球の網膜および左眼球の網膜のうちどちらか１つの網膜に画像を投影することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、第２の投影手段によって、右眼球の網膜および左眼球の網膜のうちどちらか１つの網膜に画像が投影されるので、片方の眼球の網膜上にのみ画面を投影することができる。
【００２２】
また本発明は、前記第２の投影手段は、右眼球の網膜および左眼球の網膜に画像を投影することを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、第２の投影手段によって、右眼球の網膜および左眼球の網膜に画像が投影されるので、両方の眼球の網膜上に画面を投影することができる。
【００２４】
また本発明は、前記表示手段は、その表示手段を構成する面のうち、眼球に対面する面の反対側の面から入射する光を透過することを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、表示手段によって、その表示手段を構成する面のうち、眼球に対面する面の反対側の面から入射する光が透過されるので、視界に入る場面の画像を網膜上に形成することができる。
【００２６】
また本発明は、前記表示手段は、その表示手段を構成する面のうち、眼球に対面する面の反対側の面から入射する光を透過しないことを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、表示手段によって、その表示手段を構成する面のうち、眼球に対面する面の反対側の面から入射する光が透過されないので、視界に入るべき場面の画像は網膜上に形成されない。
【００２８】
また本発明は、前記光出力手段は、赤色、青色、および緑色の発光ダイオードを含むことを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、光出力手段によって、赤色、青色、および緑色の発光ダイオードが含まれるので、網膜上にカラーの画像を投影することができる。
【００３０】
また本発明は、前記光出力手段は、単色の発光ダイオードまたは単色のレーザダイオードを含むことを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、光出力手段によって、単色の発光ダイオードまたは単色のレーザダイオードが含まれるので、網膜上に単色の画像を投影することができる。
【００３２】
また本発明は、前記単色は、オレンジ色であることを特徴とする。
本発明に従えば、単色は、オレンジ色であるので、網膜上にオレンジ色の画像を投影することができる。
【００３３】
また本発明は、前記入力キー検出手段は、光を出力する第２の光出力手段、その第２の光出力手段から出力された光が人間の指先で反射された反射光を検出する光検出手段、およびその光検出手段が検出した反射光に基づいて指先の位置に対応する入力キーを抽出する抽出手段を含むことを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、入力キー検出手段は、第２の光出力手段によって、光が出力され、光検出手段によって、その第２の光出力手段から出力された光が人間の指先で反射された反射光が検出され、抽出手段によって、その光検出手段が検出した反射光に基づいて指先に対応する入力キーが抽出されるので、指先によって選択された入力キーを検出することができる。
【００３５】
また本発明は、視線方向を検出する視線検出手段と、
その視線検出手段が検出した視線方向が、前記第１の投影手段によって投影された画像のキーボードの方向であるとき、前記第２の投影手段による画像の投影を抑止する抑止手段とをさらに含むことを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、視線検出手段によって、視線方向が検出され、抑止手段によって、その視線検出手段が検出した視線方向が、前記第１の投影手段によって投影された画像のキーボードの方向であるとき、前記第２の投影手段による画像の投影が抑止されるので、キーボードの画像を見て情報を入力するとき、画面の表示を抑止することができる。
【００３７】
また本発明は、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を、予め定める投影面上に投影し、その投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーを検出し、その検出された入力キーが示す情報を入力する入力装置と、
その入力装置よって入力された情報に基づいて、予め定める処理を実行する処理装置と、
その処理装置によって実行された処理に基づく情報を含む画面を、人間の眼球の網膜に投影する出力装置とを含むことを特徴とする情報処理装置である。
【００３８】
本発明に従えば、入力装置によって、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像が、予め定める投影面上に投影され、その投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーが検出され、その検出された入力キーが示す情報が入力され、処理装置によって、前記入力装置よって入力された情報に基づいて、予め定める処理が実行され、出力装置によって、前記処理装置によって実行された処理に基づく情報を含む画面が人間の眼球の網膜に投影される。
【００３９】
このようにして、キーボードを画像として提供し、かつ画面を直接網膜上に投影することができる。
【００４０】
また本発明は、前記入力装置と前記処理装置との通信および前記処理装置と前記出力装置との通信は、無線による無線通信であることを特徴とする。
【００４１】
本発明に従えば、前記入力装置と前記処理装置との通信および前記処理装置と前記出力装置との通信は、無線による無線通信であるので、装置間をケーブルで接続する必要がない。
【００４２】
また本発明は、前記無線通信は、光または電波を用いた無線通信であることを特徴とする。
【００４３】
本発明に従えば、前記無線通信は、光または電波を用いた無線通信であるので、市販の通信機を用いることができる。
【００４４】
また本発明は、前記入力装置と前記処理装置との通信および前記処理装置と前記出力装置との通信は、光ファイバを用いた有線による有線通信であることを特徴とする。
【００４５】
本発明に従えば、前記入力装置と前記処理装置との通信および前記処理装置と前記出力装置との通信は、光ファイバを用いた有線による有線通信であるので、大量の情報を送受信することができる。
【００４６】
また本発明は、前記入力装置は、前記キーボードを表わす画像を投影するための光源を含み、前記光源から出力された光の一部を、前記光ファイバを介して前記出力装置に伝送し、
前記出力装置は、前記光ファイバを介して伝送された光を、前記画面を投影するための光源として用いることを特徴とする。
【００４７】
本発明に従えば、前記入力装置によって、キーボードを表わす光源から出力された光の一部が、光ファイバを介して前記出力装置に伝送され、伝送された光が、前記出力装置によって、画面を投影するための光源として用いられるので、光源を共有化することができる。
【００４８】
また本発明は、前記出力装置は、前記画面を投影するための光源を含み、前記光源から出力された光の一部を、前記光ファイバを介して前記入力装置に伝送し、
前記入力装置は、前記光ファイバを介して伝送された光を、前記キーボードを表わす画像を投影するための光源として用いることを特徴とする。
【００４９】
本発明に従えば、前記出力装置によって、画面を投影するための光源から出力された光の一部が、光ファイバを介して前記入力装置に伝送され、伝送された光が、前記入力装置によって、キーボードを表わす画像を投影するための光源として用いられるので、光源を共有化することができる。
【００５０】
また本発明は、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を、予め定める投影面上に投影し、その投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーを検出し、その検出された入力キーが示す情報を入力し、その入力された情報に基づいて、予め定める処理を実行する入力処理装置と、
その入力処理装置によって実行された処理に基づく情報を含む画面を、人間の眼球の網膜に投影する出力装置とを含むことを特徴とする情報処理装置である。
【００５１】
本発明に従えば、入力処理装置によって、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像が、予め定める投影面上に投影され、その投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーが検出され、その検出された入力キーが示す情報が入力され、その入力された情報に基づいて、予め定める処理が実行され、出力装置によって、前記入力処理装置によって実行された処理に基づく情報を含む画面が人間の眼球の網膜に投影される。
【００５２】
このようにして、キーボードを画像として提供し、かつ画面を直接網膜上に投影することができる。
【００５３】
また本発明は、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を、予め定める投影面上に投影し、その投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーを検出し、その検出された入力キーが示す情報を入力する入出力装置と、
その入出力装置よって入力された情報に基づいて、予め定める処理を実行する処理装置とを含み、
前記入出力装置は、さらに、前記処理装置によって実行された処理に基づく情報を含む画面を、人間の眼球の網膜に投影することを特徴とする情報処理装置である。
【００５４】
本発明に従えば、入出力装置によって、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像が、予め定める投影面上に投影され、その投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーが検出され、その検出された入力キーが示す情報が入力され、処理装置によって、前記入出力装置よって入力された情報に基づいて、予め定める処理が実行され、前記入出力装置によって、さらに、前記処理装置によって実行された処理に基づく情報を含む画面が人間の眼球の網膜に投影される。
【００５５】
このようにして、キーボードを画像として提供し、かつ画面を直接網膜上に投影することができる。
【００５６】
また本発明は、前記入出力装置は、前記キーボードを表わす画像を投影するための光源を含み、
前記光源は、前記画面を網膜に投影するための光源としても用いることを特徴とする。
【００５７】
本発明に従えば、キーボードを表わす画像を投影するための光源は、画面を投影するための光源としても用いられるので、光源を共有化することができる。
【００５８】
また本発明は、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を表示する表示手段と、
その表示手段に表示された画像を人間の眼球の網膜に投影する投影手段と、
その投影手段によって投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーを検出する入力キー検出手段と、
その入力キー検出手段によって検出された入力キーが示す情報に基づいて、予め定める処理を実行する処理手段とを含み、
前記表示手段は、前記処理手段によって実行された処理に基づく情報を含む画面を、前記キーボードを表わす画像に合成して表示することを特徴とする情報処理装置である。
【００５９】
本発明に従えば、表示手段によって、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像が表示され、投影手段によって、前記表示手段に表示された画像が人間の眼球の網膜に投影され、入力キー検出手段によって、前記投影手段によって投影された画像によって表わされた入力キーの中から選択された入力キーが検出され、処理手段によって、前記入力キー検出手段によって検出された入力キーが示す情報に基づいて、予め定める処理が実行され、前記表示手段によって、前記処理手段によって実行された処理に基づく情報を含む画面が、前記キーボードを表わす画像に合成されて表示される。
【００６０】
このようにして、キーボードを示す画像と画面とを直接網膜上に投影することができる。
【発明の効果】
【００６１】
本発明によれば、キーボードを画像として提供し、かつ画面を直接網膜上に投影するので、物体としてのキーボードおよび物体としてのディスプレイが不要になり、情報処理装置を小型化および軽量化することができる。したがって、情報処理装置を、持ち運びが容易で、かつ操作性に優れた携帯型の情報処理装置とすることができる。
【００６２】
また本発明によれば、表示手段に表示された画面を、網膜上に投影することができ、水晶体のレンズとしての機能を利用しないので、水晶体は遠くを見る状態のままであり、眼が疲れにくい。さらに、視力の弱い低視力者も、画像を認識することができる。
【００６３】
また本発明によれば、表示手段に表示された画面を、網膜上に投影することができ、水晶体のレンズとしての機能を利用しないので、水晶体は遠くを見る状態のままであり、眼が疲れにくい。さらに、視力の弱い低視力者も、画像を認識することができる。
【００６４】
また本発明によれば、片方の眼球の網膜上にのみ画像を投影するので、他方の眼で周囲の状況を確認しながら操作することができ、周囲の状況に変化があったときすぐに対応することができる。
【００６５】
また本発明によれば、両方の眼球の網膜上に画像を投影するので、たとえば、左眼と右眼との視差を利用した２種類の画像のうち、一方の画像を左眼球の網膜上に投影し、他方の画像を右眼球の網膜上に投影することによって、立体的に見ることができる３Ｄ
（3−Dimension）画像を提供することができる。
【００６６】
また本発明によれば、視界に入る場面の画像を網膜上に形成するので、視界に入る場面の画像と画面とを認識することができる。
【００６７】
また本発明によれば、視界に入るべき場面の画像は網膜上に形成されないので、画面のみを認識することができ、外光の影響を受けない鮮明な画像を見ることができる。
【００６８】
また本発明によれば、網膜上にカラーの画像を投影することができるので、ノートブック型のパーソナルコンピュータなどの表示画面と同様のカラー画面を提供することができる。
【００６９】
また本発明によれば、網膜上に単色の画像を投影することができるので、視界に入る画像の色彩との識別が容易な色を選択して表示することができる。
【００７０】
また本発明によれば、網膜上にオレンジ色の画像を投影するので、たとえばモニタの画像を人間の網膜に投影したとき、他の色に比べて少ない光量で、モニタとして認識させることができる。
【００７１】
また本発明によれば、指先によって選択される入力キーを検出することができるので、実物のキーボードに対して操作するときと同じ指先の動作で情報を入力することができる。
【００７２】
また本発明によれば、キーボードの画像を見て情報を入力するとき、画面の表示を抑止するので、情報入力に関係のない画像が視界に入ることを抑止することができる。
【００７３】
また本発明によれば、キーボードを画像として提供し、かつ画面を直接網膜上に投影するので、物体としてのキーボードおよび物体としてのディスプレイが不要になり、情報処理装置を小型化および軽量化することができる。したがって、情報処理装置を、持ち運びが容易で、かつ操作性に優れた携帯型の情報処理装置とすることができる。
【００７４】
また本発明によれば、装置間をケーブルで接続する必要がないので、人間の動作を拘束する要因を減らすことができ、装着時の拘束感を低減することができる。
【００７５】
また本発明によれば、送置間の通信が光または電波を用いた無線通信であるので、市販の通信機を用いることができ、より小型で廉価な通信機を選択することができる。
【００７６】
また本発明によれば、光ファイバによって大量の情報を送受信することができるので、高解像度の画像を表示することができる。
【００７７】
また本発明によれば、光ファイバを用いて光源を共有化することができるので、小型化、軽量化、および低価格化を図ることができる。
【００７８】
また本発明によれば、光ファイバを用いて光源を共有化することができるので、小型化、軽量化、および低価格化を図ることができる。
【００７９】
また本発明によれば、キーボードを画像として提供し、かつ画面を直接網膜上に投影するので、物体としてのキーボードおよび物体としてのディスプレイが不要になり、情報処理装置を小型化および軽量化することができる。したがって、情報処理装置を、持ち運びが容易で、かつ操作性に優れた携帯型の情報処理装置とすることができる。さらに、接続ケーブルを介した通信のための送受信部が不要になるので、より小型化および軽量化を図ることができる。
【００８０】
また本発明によれば、キーボードを画像として提供し、かつ画面を直接網膜上に投影するので、物体としてのキーボードおよび物体としてのディスプレイが不要になり、情報処理装置を小型化および軽量化することができる。したがって、情報処理装置を、持ち運びが容易で、かつ操作性に優れた携帯型の情報処理装置とすることができる。さらに、入力装置と出力装置とを一体化しているので、より小型化、より軽量化、および低価格化を図ることができる。
【００８１】
また本発明によれば、光源を共有化しているので、より小型化、軽量化、および低価格化を図ることができる。
【００８２】
また本発明によれば、キーボードを示す画像と画面とを直接網膜上に投影するので、物体としてのキーボードおよび物体としてのディスプレイが不要になり、情報処理装置を小型化および軽量化することができる。したがって、情報処理装置を、持ち運びが容易で、かつ操作性に優れた携帯型の情報処理装置とすることができる。さらに、画面とキーボードとが網膜上に投影されるので、視線の移動量を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８３】
図１は、本発明の実施の第１の形態であるモバイルコンピュータ１の概略の構成を示す図である。情報処理装置、たとえばモバイルコンピュータ１は、バーチャルキーボード１０、コンピュータ２０、ウェアラブルディスプレイ３０、接続ケーブルＡ５０、および接続ケーブルＢ５１を含んで構成される。モバイルコンピュータ１は、入力された情報に基づいて情報を処理し、処理した情報を出力する携帯型の情報処理装置である。
【００８４】
バーチャルキーボード１０は、情報を入力するための入力装置であり、光照射部１１および光検出部１２を含んで構成される。バーチャルキーボード１０は、まず情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像を、予め定める投影面上に、たとえば机などの上に投影する。つぎに投影された画像によって表わされた入力キーを指定する人間の指先の位置を検出することによって、指先の位置に対応する入力キーを抽出し、抽出した入力キーを示す入力キー情報をコンピュータ２０に送信する。
【００８５】
光照射部１１は、たとえばレーザダイオードなどの光源を用いて実現され、キーボードを画像として投影するためのレーザ光線を出力し、机などの上にキーボードの画像を投影する。図１には、机などの上に投影されたキーボードの画像、つまり仮想のキーボード１９が表示されている。仮想のキーボード１９は、たとえば実物のキーボードに対応する入力キーを含み、図１では、数字「１」〜数字「６」の数字の入力キーの一部として表示されている。
【００８６】
光検出部１２は、たとえば赤外線発光素子および赤外線センサを含んで実現される。赤外線センサは、赤外線発光素子から出力された赤外線が人間の指先で反射された反射光を検出する。バーチャルキーボード１０は、光検出部１２が検出した反射光に基づいて、指先の位置に対応する入力キーを抽出し、抽出した入力キーが示す入力キー情報をコンピュータ２０に送信する。
【００８７】
コンピュータ２０は、情報を処理する処理装置であり、バーチャルキーボード１０から送信された入力キー情報に基づいて、予め定める処理を実行する。つぎに、実行した処理に基づく情報を含む画面を示す画面情報を、ウェアラブルディスプレイ３０に送信する。
【００８８】
コンピュータ２０は、接続ケーブルＡ５０によって、バーチャルキーボード１０と接続され、さらに接続ケーブルＢ５１によって、ウェアラブルディスプレイ３０と接続される。これらの接続は、有線による有線通信を行なうためのワイヤード接続である。接続ケーブルＡ５０および接続ケーブルＢ５１は、電気信号を用いる信号線、たとえばＵＳＢ（
Universal Serial Bus）によるインタフェースケーブル、あるいは光信号を用いる光ファイバである。光ファイバを用いると、大量の情報を送受信することができるので、高解像度の画像を表示することができる。
【００８９】
ウェアラブルディスプレイ３０は、情報を出力する出力装置であり、たとえば頭部に装着するヘッドマウントディスプレイである。ウェアラブルディスプレイ３０は、たとえば液晶ディスプレイなどの画像表示素子で実現される画像表示部３１を含む。ウェアラブルディスプレイ３０は、画像表示部３１に表示された画面に光を照射し、反射光を人間の眼球の網膜に照射することによって、画像表示部３１に表示された画面を網膜上に投影する。このように、画像表示部３１には、コンピュータ２０から送信された画面情報によって表される画面を表示するので、コンピュータ２０によって実行された処理に基づく情報を含む画面が網膜上に投影される。
【００９０】
図２は、図１に示したモバイルコンピュータ１のブロック図である。バーチャルキーボード１０は、光照射部１１、光検出部１２、キーボード画像生成部１３、入力キー抽出部１４、および第１の送信部１５を含んで構成される。光照射部１１および光検出部１２は、それぞれ図１に示した光照射部１１および光検出部１２である。
【００９１】
キーボード画像生成部１３は、情報を入力するための入力キーを含むキーボードを表わす画像のデータを生成し、生成したデータを光照射部１１に提供する。光照射部１１は、提供されたデータに基づいて変調された光を出力し、机などの上にキーボードの画像を投影する。
【００９２】
光検出部１２は、人間の指先で反射された赤外線の反射光によって、指先の方向および距離を示す位置情報を検出し、検出した位置情報を、入力キー抽出部１４に提供する。入力キー抽出部１４は、光検出部１２から提供された位置情報に基づいて、指先で選択された入力キーを抽出し、抽出した入力キーを示す入力キー情報を、第２の送信部１５に提供する。第２の送信部１５は、入力キー抽出部１４から提供された入力キー情報を、コンピュータ２０に送信する。
【００９３】
コンピュータ２０は、処理部２１、第１の受信部２２、および第２の送信部２３を含んで構成される。処理部２１は、たとえば情報を処理するＣＰＵ（Central Processing Unit）などの処理装置と、情報を記憶する半導体メモリなどの記憶装置とを含んで構成される。
【００９４】
処理部２１は、第１の受信部２２によって受信された入力キー情報に基づいて、予め定める処理、たとえば記憶装置に記憶されているプログラムによって定められた処理を実行する。処理部２１が、実行した処理に基づく情報を含む画面を示す画面情報を、第２の送信部２３に提供すると、第２の送信部２３は、処理部２１から提供された画面情報を、ウェアラブルディスプレイ３０に送信する。
【００９５】
ウェアラブルディスプレイ３０は、画像表示部３１、第２の受信部３２、表示制御部３３、光学系制御部３４、および光学部３５を含んで構成される。画像表示部３１は、図１に示した画像表示部３１である。第２の受信部３２は、コンピュータ２０から送信された画面情報を受信し、表示制御部３３に提供する。
【００９６】
表示制御部３３は、第２の受信部３２から提供された画面情報を映像信号に変換し、画像表示部３１に出力する。画像表示部３１は、たとえば液晶ディスプレイなどの画像表示素子で実現され、表示制御部３３によって変換された映像信号に基づく画面を表示する。
【００９７】
光学系制御部３４は、画像表示部３１に表示された画面を走査するために、たとえばスキャンミラーなどの可動部を制御する。光学部３５は、光源、スキャンミラー、およびレンズを含んで構成され、画像表示部３１に表示された画面を、人間の眼球の網膜上に投影する。光学部３５の詳細は、後述する。
【００９８】
第１の投影手段は、たとえば光照射部１１およびキーボード画像生成部１３、入力キー検出手段は、たとえば光検出部１２および入力キー抽出部１４、第１の送信手段は、たとえば第１の送信部１５、第１の受信手段は、たとえば第１の受信部２２、処理手段は、たとえば処理部２１、第２の送信手段は、たとえば第２の送信部２３、第２の受信手段は、たとえば第２の受信部３２、表示手段は、たとえば表示制御部３３および画像表示部３１、投影手段または第２の投影手段は、たとえば光学系制御部３４および光学部３５である。
【００９９】
上述した実施の形態では、入力装置、たとえばバーチャルキーボード１０と、処理装置、たとえばコンピュータ２０と、出力装置、たとえばウェアラブルディスプレイ３０とを、それぞれ独立の装置として、各装置間をケーブル等で接続して構成したが、１つの装置として構成してもよい。この場合、入力キー抽出部１４からの入力キー情報を直接処理部２１に入力し、かつ処理部２１からの画面情報を直接表示制御部３３に入力し、第１の送信部１５、第１の受信部２２、第２の送信部２３、および第２の受信部３２を削除することによって実現することができる。接続ケーブルＡ５０および接続ケーブルＢ５１も不要になる。
【０１００】
図３は、図１に示した光検出部１２を説明するための図である。光検出部１２は、たとえば赤外線発光素子および赤外線センサを含んで構成される。赤外線発光素子から照射された赤外線は、少なくとも、光照射部１１から投影された仮想のキーボート１９の画像の領域を照射する。
【０１０１】
赤外線センサは、人間の指先で反射された赤外線の反射光によって、指先の方向および距離を検出する。検出された指先の方向および距離を示す位置情報は、入力キー抽出部１４に提供される。入力キー抽出部１４は、提供された位置情報に基づいて、指先で選択された入力キーを抽出する。
【０１０２】
第２の光出力手段は、たとえば赤外線発光素子、光検出手段は、たとえば赤外線センサ、抽出手段は、たとえば入力キー抽出部１４である。
【０１０３】
このように、指先によって選択される入力キーを検出することができるので、実物のキーボードに対して操作するときと同じ指先の動作で情報を入力することができる。
【０１０４】
図４は、図２に示した光学部３５の構成の第１の例を示す図である。図４に示した光学部３５は、網膜投影スキャン方式を用いたものである。光学部３５は、画像表示光源４２、スキャンミラー４３、第１のレンズ４４、および第２のレンズ４５を含んで構成される。液晶ディスプレイなどで実現される画像表示素子４１は、たとえば平行に配置された第１のレンズ４４と第２のレンズ４５との間に、画像表示素子４１の画像表示面が両レンズに対して平行になるように配置される。
【０１０５】
画像表示光源４２は、網膜に画像を投影するための光を出力する光源である。画像表示光源４２として、たとえば赤色、青色、および緑色の発光ダイオードを用いると、カラー画像を網膜上に投影することができる。したがって、ノートブック型のパーソナルコンピュータなどの表示画面と同様のカラー画面を提供することができる。
【０１０６】
画像表示光源４２として、たとえば単色の発光ダイオードあるいは単色のレーザダイオードを用いると、単色での画像を網膜上に投影することができる。したがって、視界に入る画像の色彩との識別が容易な色を選択して表示することができる。単色の場合、色はオレンジ色を用いることが望ましい。オレンジ色は、画面つまりモニタの画像を人間の網膜に投影したとき、他の色に比べて少ない光量で、モニタとして認識させることができる。
【０１０７】
スキャンミラー４３は、画像表示光源４２から出力された光を、第１のレンズ４４の方向に反射するための鏡である。第１のレンズ４４は、第１のレンズ４４を通過する光を、画像表示素子４１の方向に進むように屈折させるための凸レンズである。スキャンミラー４３は、画像表示光源４２に対する角度を変化することによって、画像表示素子４１に表示された画面を走査するように、反射する光の方向を変化させる。
【０１０８】
画像表示素子４１を走査した光は、画像表示素子４１を透過する。画像表示素子４１を透過した光は、画像表示素子４１に表示された画面によって変調され、第２のレンズ４５の方向に進む。第２のレンズは、第２のレンズを通過した光を、眼球７１の瞳孔７３の方向に進むように屈折させるための凸レンズである。画像表示素子４１によって変調された光は、第２のレンズで屈折され、瞳孔７３の位置で水晶体７２を通過して、網膜７４に到達し、網膜上に画面を投影する。
【０１０９】
図４に示した例では、画像表示素子４１、第１のレンズ４４、および第２のレンズ４５を独立して構成したが、これらの配列の順序を変えずに密着させて構成してもよい。レンズ間の距離がないので、ウェアラブルディスプレイ３０を小型化することができる。
【０１１０】
光出力手段は、たとえば画像表示光源４２、走査手段は、たとえばスキャンミラー４３、屈折手段および集光手段は、たとえば第２のレンズである。
【０１１１】
この網膜投影スキャン方式は、水晶体のレンズとしての機能を利用することなく、網膜上に画像を投影することができるので、水晶体は遠くを見る状態であり、眼が疲れにくい。さらに、視力の弱い低視力者も、画像を認識することができる。
【０１１２】
図５は、図１に示したウェアラブルディスプレイ３０を頭部に装着した図である。右眼に画像表示部３１が位置するように、片眼用のウェアラブルディスプレイ３０が頭部に装着されている。画像表示部３１を左眼に位置するようにしてもよい。
【０１１３】
このように、画像表示部３１を片眼のみに装着するように構成することによって、他方の眼で周囲の状況を確認しながら操作することができるので、周囲の状況に変化があったときすぐに対応することができる。
【０１１４】
図６は、図２に示した光学部３５の構成の第２の例を示す図である。この光学部３５は、左眼用光学部と右眼用光学部とから構成される両眼用のウェアラブルディスプレイ３０に用いられる。左眼用光学部は、スキャンミラー４３ａおよび回折ミラー４６ａを含む。右眼用光学部はスキャンミラー４３ｂおよび回折ミラー４６ｂを含む。
【０１１５】
スキャンミラー４３ａは、光源から出力された光を反射し、光源から出力された光に対する角度を変えることによって、反射光の方向を制御する。回折ミラー４６ａは、スキャンミラー４３ａで反射された光を画像表示素子４１の方向に反射する。回折ミラー４６ａは、たとえば光の回折を利用してレンズ効果を持たせたものである。
【０１１６】
画像表示素子４１ａで反射された光は、画像表示素子４１に表示された画面によって変調され、左眼球７１ａの瞳孔を通過して網膜に照射される。画像表示素子４１ａは、たとえば反射型の液晶ディスプレイである。右眼用光学部は、左眼用光学部と左右対称であり、説明は省略する。
【０１１７】
左眼と右眼との視差を利用した２種類の画像のうち、一方の画像を左眼球の網膜上に投影し、他方の画像を右眼球の網膜上に投影することによって、立体的に見ることができる３Ｄ（3-Dimension）画像を提供することができる。
【０１１８】
図７は、図２に示した光学部３５の構成の第３の例を示す図である。第３の例は、画像表示素子４１の画面によって変調された平行光線を、眼球水晶体の位置で集光して網膜に画像を投影するマックスウェル視を利用したものである。光源は、たとえば発光ダイオードなどの点光源４７を用いる。光源とスキャンミラーを除く構成は、図４に示した構成と同じである。
【０１１９】
第１のレンズ４４は、点光源４７から出力された光を屈折させて、平行光線４８として画像表示素子４１に照射させる。画像表示素子４１を透過した光は、第２のレンズで屈折されて、瞳孔７３の位置で集光し、水晶体７２を通過して、網膜７４に到達し、網膜上に画像を投影する。第３の例での光出力手段は、たとえば発光ダイオードなどの点光源４７である。
【０１２０】
このように、マックスウェル視を利用した場合、水晶体のレンズとしての機能を利用することなく、網膜上に画像を投影することができるので、水晶体は遠くを見る状態であり、眼が疲れにくい。さらに、視力の弱い低視力者も、画像を認識することができる。
【０１２１】
図８は、図２に示した光学部３５の構成の第４の例を示す図である。第４の例は、網膜投影スキャン方式以外の方式で、光を細い平行光である光束にして、画像を網膜上に投影するものであり、たとえば画像表示素子４１上の画像を、ピンホールを通して平行光としたものである。
【０１２２】
画像表示素子４１を透過してきた平行光である光束４８ａを、集光レンズ４５つまり第２のレンズで、眼球７１の瞳孔７３の中心で集光する方向に屈折させ、水晶体７２を通過した光束を網膜に照射し、投影画像Ａ７５を投影する。
【０１２３】
図９は、透過型の画像表示素子４１の動作原理を説明するための図である。画像表示素子４１に表示された画面の中の表示画像７７で変調された光は、たとえばマックスウェル視を利用したものであれば、水晶体７２の位置で集光された後網膜に到達し、網膜上に投影画像Ａ７５を投影する。外光による風景画像７８つまり視界に入る場面の画像の光は、画像表示素子４１を通過し、眼球７１の水晶体７２によって網膜上に集光されて、投影画像Ｂ７６を形成する。
【０１２４】
水晶体７２は、外光による風景画像７８を見るとき、レンズとしての機能を働かせるが、表示画像７７で変調された光は、瞳孔の位置で集光するので、水晶体７２がレンズとして機能しても、その影響を受けることなく、網膜上に投影画像Ａ７５が投影される。したがって、視界に入る場面の画像と画面とを認識することができる。
【０１２５】
図１０は、非透過型の画像表示素子４１ｂの動作原理を説明するための図である。画像表示素子４１ｂに表示された画面の中の表示画像７７で変調された光は、たとえばマックスウェル視を利用したものであれば、水晶体７２の位置で集光された後網膜に到達し、網膜上に投影画像Ａ７５を投影する。しかし、外光による風景画像７８は、画像表示素子４１ｂによって反射されるので、図９に示した投影画像Ｂ７６は網膜上に形成されない。したがって、画面のみを認識することができ、外光の影響を受けない鮮明な画像を見ることができる。
【０１２６】
光学部３５の構成は、上述した実施の形態における構成に限定されるものではなく、画像表示素子４１に表示された画面を、網膜上に投影することができる構成であればよい。
【０１２７】
このように、キーボードを画像として提供し、かつ画面を直接網膜上に投影するので、物体としてのキーボードおよび物体としてのディスプレイが不要になり、情報処理装置を小型化および軽量化することができる。したがって、情報処理装置を、持ち運びが容易で、かつ操作性に優れた携帯型の情報処理装置とすることができる。
【０１２８】
上述した実施の形態では、画像表示素子４１は常に画面を表示しているが、仮想のキーボード１９を見るとき、画像表示素子４１に表示された画面に基づく画像は必要ではないので、画像表示素子４１への画面の表示を抑止してもよい。たとえば、人間の眼の視線方向を検出して、視線方向がキーボードの方向であるとき、光学系制御部３４は、画像表示素子４１への画面の表示を抑止する。
【０１２９】
視線方向の検出は、たとえば特開平８−３２８５１２号公報に記載されている検出手段を用いることによって実現することができる。視線検出手段は、たとえば検出手段であり、抑止手段は、たとえば光学系制御部３４である。
【０１３０】
このように、キーボードの画像を見て情報を入力するとき、画面の表示を抑止するので、情報入力に関係のない画像が視界に入ることを抑止することができる。
【０１３１】
図１１は、本発明の実施の第２の形態であるモバイルコンピュータ１の概略の構成を示す図である。モバイルコンピュータ１は、入力処理装置６０、ウェアラブルディスプレイ３０、および接続ケーブルＢ５１を含んで構成される。入力処理装置６０は、図１に示したバーチャルキーボード１０とコンピュータ２０とを一体化したものである。
【０１３２】
図１に示した接続ケーブルＡ５０が不要になり、さらに接続ケーブルＡ５０を介した通信のための送受信部、つまり図２に示した第１の送信部１６および第１の受信部２２が不要になる。送信手段は、たとえば図２に示した第２の送信部２３であり、受信手段は、たとえば図２に示した第２の受信部３２である。
【０１３３】
このように、接続ケーブルを介した通信のための送受信部が不要になるので、小型化および軽量化を図ることができる。
【０１３４】
図１２は、本発明の実施の第３の形態であるモバイルコンピュータ１の概略の構成を示す図である。図１に示したモバイルコンピュータ１では、コンピュータ２０とバーチャルキーボード１０との接続、およびコンピュータ２０とウェアラブルディスプレイ３０との接続を、ワイヤード接続で行なったが、無線による無線通信を行なうワイヤレス接続で行なってもよい。つまり接続ケーブルＡ５０および接続ケーブルＢ５１に代えて、無線通信機を用いてもよい。無線通信は、光または電波を用いる。
【０１３５】
図１２に示した例では、コンピュータ２０とウェアラブルディスプレイ３０との接続を、ワイヤレス接続で行なった例を示している。ウェアラブルディスプレイ３０は、通信部３６を含んで構成される。通信部３６は、通信が電波で行なわれる場合は、たとえばアンテナおよび送受信回路を含んで構成される通信機であり、通信が光を用いて行なわれる場合は、たとえば赤外線発光素子および赤外線検出素子を含んで構成される。コンピュータ２０も、通信部３６と同様の通信部を含んで構成される。
【０１３６】
このように、コンピュータ２０と頭部に装着したウェアラブルディスプレイ３０とを、ケーブルで接続する必要がなく、人間の動作を拘束する要因を減らすことができ、装着時の拘束感を低減することができる。とくに、光または電波を用いた無線通信の場合は、市販の通信機を用いることができるので、より小型で廉価な通信機を選択することができる。
【０１３７】
図１３は、本発明の実施の第４の形態であるモバイルコンピュータ１の概略の構成を示す図である。モバイルコンピュータ１は、入出力装置６１、コンピュータ２０、および接続ケーブルＣ５２を含んで構成される。接続ケーブルＣ５２は、接続ケーブルＡ５０および接続ケーブルＢ５１で送受信される情報を送受信するためのケーブルであり、たとえばＵＳＢを用いたインタフェースケーブル、あるいは光信号を用いる光ファイバである。
【０１３８】
入出力装置６１は、バーチャルキーボード１０とウェアラブルディスプレイ３０とを一体化した装置である。入出力装置６１は、図２に示したバーチャルキーボード１０を構成する光照射部１１、光検出部１２、キーボード画像生成部１３、入力キー抽出部１４、および第１の送信部１５、ならびに、図２に示したウェアラブルディスプレイ３０を構成する画像表示部３１、第２の受信部３２、表示制御部３３、光学系制御部３４、および光学部３５を含んで構成される。
【０１３９】
光出力部４９は、たとえば図４に示した第２のレンズ４５であり、光学部３５に含まれる。光出力部４９から出力された光は、利用者８０の眼に照射され、利用者８０の眼の網膜上に画像が投影される。
【０１４０】
このように、キーボードを画像として提供し、かつ画面を直接網膜上に投影するので、物体としてのキーボードおよび物体としてのディスプレイが不要になり、情報処理装置を小型化および軽量化することができる。したがって、情報処理装置を、持ち運びが容易で、かつ操作性に優れた携帯型の情報処理装置とすることができる。さらに、入力装置と出力装置とを一体化しているので、より小型化、より軽量化、および低価格化を図ることができる。
【０１４１】
第４の実施の形態では、バーチャルキーボード１０の光照射部１１に用いられている光源と、ウェアラブルディスプレイ３０の光学部３５に用いられている光源とは、異なる光源を用いているが、１つの光源の光を、光照射部１１の光源および光学部３５の光源として用いてもよい。光源を共有化することができるので、小型化、軽量化、および低価格化を図ることができる。
【０１４２】
さらに、図１に示した実施の第１の形態および図１１に示した実施の第２の形態において、各装置間の接続が光ファイバであるときは、光ファイバを介して、１つの光源の光を他の装置に提供して、他の装置の光源とすることができる。たとえば、バーチャルキーボード１０の光照射部１１の光源の光を、光ファイバで実現された接続ケーブルＡ５０および接続ケーブルＢ５１を介して、ウェアラブルディスプレイ３０に送り、光学部３５の光源とする。あるいは、逆に、ウェアラブルディスプレイ３０の光学部３５の光源の光を、光ファイバで実現された接続ケーブルＢ５１および接続ケーブルＡ５０を介して、バーチャルキーボード１０に送り、光照射部１１の光源とする。
【０１４３】
このようにして、光源を共有化することができるので、小型化、軽量化、および低価格化を図ることができる。
【０１４４】
図１４は、本発明の実施の第５の形態であるモバイルコンピュータ１の概略の構成を示す図である。モバイルコンピュータ１は、入力処理装置６２、ウェアラブルディスプレイ３０、および接続ケーブルＢ５１を含んで構成される。入力処理装置６２は、図１１に示した入力処理装置６０の構成から光照射部１１を除いたものである。キーボードの画像は、一旦ウェアラブルディスプレイ３０の画像表示素子４１に表示される画面に合成して表示され、画面に表示されたキーボードの画像が網膜上に投影される。
【０１４５】
図１５は、図１４に示したモバイルコンピュータ１のブロック図である。入力処理装置６２は、光検出部１２、キーボード画像生成部１３、入力キー抽出部１４、処理部２１、および第２の送信部２３を含んで構成され、図１１に示した入力処理装置６０の構成から光照射部１１を除いたものである。ウェアラブルディスプレイ３０は、画像表示部３１、第２の受信部３２、表示制御部３３、光学系制御部３４、および光学部３５を含んで構成され、図１１のウェアラブルディスプレイ３０と同じ構成である。
【０１４６】
入力キー抽出部１４は、光検出部１２が検出した各指先の位置情報に基づいて、各指先が選択した入力キーを抽出する。入力キー抽出部１４は、光検出部１２によって検出された指先の位置と、キーボードに含まれる入力キーとの基準の位置の位置合わせを、たとえば、最初に各指先の位置を検出したとき、左手の人差し指および右手の人差し指の位置を、それぞれ英字「Ｆ」の入力キーおよび英字「Ｊ」の入力キーに対応づけることによって行なう。
【０１４７】
キーボード画像生成部１３は、入力キー抽出部１４によって抽出された入力キーを識別するための識別情報、たとえば丸印を、キーボードを表わすキーボード画像に合成し、合成したキーボード画像を示すキーボード画像情報を、第２の送信部２３に提供する。第２の送信部２３は、キーボード画像生成部１３から提供されたキーボード画像情報をウェアラブルディスプレイ３０に送信する。
【０１４８】
ウェアラブルディスプレイ３０の第２の受信部３２は、入力処理装置６２から送信されたキーボード画像情報および画面情報を表示制御部３３に提供する。表示制御部３３は、第２の受信部３２から提供された画面情報に、第２の受信部３２から提供された画面情報を合成する。さらに合成した画像を映像信号に変換し、画像表示部３１に提供する。その他の各構成要素の機能は、図２に示したモバイルコンピュータ１の各構成要素の機能と同じであるので、説明は省略する。
【０１４９】
このようにして、指先位置の識別情報が示されたキーボードの画像が、頭部に装着されたウェアラブルディスプレイ３０の画面に表示される。したがって、利用者は、網膜上に投影された画面とキーボードの画像とを見ながら作業することができるので、視線の移動量を少なくすることができる。さらに、仮想のキーボード１９を机の上などに投影するための光照射部１１などが不要になるので、より小型化および軽量化を図ることができる。
【０１５０】
上述した実施の形態では、人間の指先の位置を光検出部１２で検出することによって、入力キーを抽出したが、キーボードの画像に対する視線方向を検出することによって、入力キーを特定してもよい。視線方向の検出および入力情報の確定は、たとえば特開平１１−７３２７３号公報に記載されている視線検出手段および入力確定手段を用いることによって実現することができる。
【０１５１】
指先の位置を検出するための光検出部１２が不要になり、図１４に示した入力処理装置６２を、より小型化および軽量化することができる。さらに、入力速度はキーボードによる入力に比べて劣るが、手の指を動かすための場所が不要であり、机などが無くても、モバイルコンピュータ１を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明の実施の第１の形態であるモバイルコンピュータ１の概略の構成を示す図である。
【図２】図１に示したモバイルコンピュータ１のブロック図である。
【図３】図１に示した光検出部１２を説明するための図である。
【図４】図２に示した光学部３５の構成の第１の例を示す図である。
【図５】図１に示したウェアラブルディスプレイ３０を頭部に装着した図である。
【図６】図２に示した光学部３５の構成の第２の例を示す図である。
【図７】図２に示した光学部３５の構成の第３の例を示す図である。
【図８】図２に示した光学部３５の構成の第４の例を示す図である。
【図９】透過型の画像表示素子４１の動作原理を説明するための図である。
【図１０】非透過型の画像表示素子４１ｂの動作原理を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の第２の形態であるモバイルコンピュータ１の概略の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の第３の形態であるモバイルコンピュータ１の概略の構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の第４の形態であるモバイルコンピュータ１の概略の構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施の第５の形態であるモバイルコンピュータ１の概略の構成を示す図である。
【図１５】図１４に示したモバイルコンピュータ１のブロック図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１  モバイルコンピュータ
１０  バーチャルキーボード
１１  光照射部
１２  光検出部
１３  キーボード画像生成部
１４  入力キー抽出部
１５，２３  送信部
１９  仮想のキーボード
２０  ウェアラブルディスプレイ
２１  処理部
２２，３２  受信部
３０  コンピュータ
３１  画像表示部
３３  表示制御部
３４  光学系制御部
３５  光学部
３６  通信部
４１  画像表示素子
４２  画像表示光源
４３  スキャンミラー
４４，４５  レンズ
４６  回折ミラー
４７  点光源
４９  光出力部
５０〜５２  接続ケーブル
６０，６２  入力処理装置
６１  入出力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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