JP2002318365A - Retina projection type display - Google Patents

Retina projection type display

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JP2002318365A
JP2002318365A JP2001122190A JP2001122190A JP2002318365A JP 2002318365 A JP2002318365 A JP 2002318365A JP 2001122190 A JP2001122190 A JP 2001122190A JP 2001122190 A JP2001122190 A JP 2001122190A JP 2002318365 A JP2002318365 A JP 2002318365A
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JP
Japan
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projection display
observer
pupil
retinal projection
eyeball
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Application number
JP2001122190A
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Japanese (ja)
Inventor
Goro Hamagishi
五郎 濱岸
Takahisa Ando
孝久 安東
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a retina projection type display which enables an observer to observe video even when moving the eyeballs. SOLUTION: The retina projection type display 1 is equipped with a point light source group 4, a lens 3 which converges the light emitted from the point light source group 4 on the pupil B of the observer, a liquid crystal display panel 2 which is arranged on the light convergence path, a half-mirror 5 which is arranged between the liquid crystal display panel 2 and the eyeball A, a camera 6, and an illumination control part 7. When the eyeball A of the observer faces the front, the illumination control part 7 detects the pupil B being present at the center position according to a video signal and turns on the point light source at the center position of the point light source group 4. When the eyeball of the observer is directed upward, the illumination control part 7 detects the pupil B moving up according to the video signal and turns on a spot light source below the center in response to the detection.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、網膜投影型ディスプ
レイに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a retinal projection display.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は従来の網膜投影型ディスプレイ1
1の一例を示すと共に、その出射映像光の眼球Aへの導
かれかたを示している。網膜投影型ディスプレイ11
は、点光源11aと、この点光源11aから出射された
光を観察者の瞳孔Bに集光させるレンズ11bと、液晶
表示パネル11cとを備え成り、映像集光点を瞳孔Bに
もってくることで眼球Aの調節機能によらずに映像を観
察者に認識させることができる。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a conventional retinal projection display 1.
1 and how the emitted image light is guided to the eyeball A. Retina projection display 11
Comprises a point light source 11a, a lens 11b for condensing light emitted from the point light source 11a on a pupil B of an observer, and a liquid crystal display panel 11c. Thus, the observer can recognize the image without depending on the adjusting function of the eyeball A.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の網膜投影型ディスプレイでは、観察者が眼球Aを動
かしたとき、レンズ11bによる映像の集光点が観察者
の瞳孔Bから外れてしまい、観察者は映像を観察するこ
とができなくなる。
However, in the above-mentioned conventional retinal projection type display, when the observer moves the eyeball A, the focal point of the image by the lens 11b deviates from the pupil B of the observer, and the observer cannot observe the image. Cannot observe the video.

【0004】この発明は、上記の事情に鑑み、観察者が
眼球を動かしても映像を観察することを可能にする網膜
投影型ディスプレイを提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a retinal projection display that enables an observer to observe an image even when the observer moves his or her eyeball.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明の網膜投影型デ
ィスプレイは、観察者の瞳孔を通して網膜に映像を直接
投影する網膜投影型ディスプレイにおいて、観察者の瞳
孔位置を検出する瞳孔位置検出手段と、点状光出射位置
を移動できる光源と、観察者の瞳孔位置に映像光の集光
点が形成されるように瞳孔位置検出に基づいて前記点状
光出射位置を移動させる制御手段と、を備えたことを特
徴とする。
A retinal projection display according to the present invention is a retinal projection display for directly projecting an image on the retina through a pupil of an observer. A light source capable of moving the point light emission position, and control means for moving the point light emission position based on pupil position detection such that a focal point of image light is formed at the pupil position of the observer. It is characterized by having.

【0006】上記構成において、光源は点状光源を複数
個有して成り、制御手段は前記点状光源を選択的に点灯
させるようにしてもよい。また、光源は面状光源と点状
光透過部を任意の位置に形成できるシャッタ手段とから
成り、制御手段は前記シャッタ手段の点状光透過位置を
移動させるようにしてもよい。また、光源は一つの点光
源とこの点光源を移動させるアクチュエータとから成
り、制御手段は前記アクチュエータを制御するように成
っていてもよい。
In the above arrangement, the light source may include a plurality of point light sources, and the control means may selectively turn on the point light sources. Further, the light source may include a planar light source and shutter means for forming a point light transmitting portion at an arbitrary position, and the control means may move the point light transmitting position of the shutter means. Further, the light source may comprise one point light source and an actuator for moving the point light source, and the control means may control the actuator.

【0007】また、この発明の網膜投影型ディスプレイ
は、観察者の瞳孔を通して網膜に映像を直接投影する網
膜投影型ディスプレイにおいて、観察者の眼球を撮像す
る撮像手段と、映像表示手段と、前記撮像手段からの映
像信号を処理して前記映像表示手段を移動光源として機
能させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
Further, the retinal projection display of the present invention is a retinal projection display for projecting an image directly on the retina through a pupil of an observer. Control means for processing a video signal from the means to cause the video display means to function as a moving light source.

【0008】また、この発明の網膜投影型ディスプレイ
は、観察者の瞳孔を通して網膜に映像を直接投影する網
膜投影型ディスプレイにおいて、観察者の瞳孔位置を検
出する瞳孔位置検出手段と、観察者の眼球に近接してピ
ンホールを移動可能に形成できるピンホール移動形成手
段と、瞳孔位置検出に基づいて観察者の瞳孔位置にピン
ホールを移動させる制御手段と、を備えたことを特徴と
する。
The retinal projection display of the present invention is a retinal projection display for projecting an image directly on the retina through the pupil of the observer. The pupil position detection means for detecting the pupil position of the observer, and the eyeball of the observer And a control means for moving the pinhole to the pupil position of the observer based on the detection of the pupil position.

【0009】上記の構成において、ピンホール移動形成
手段は点状光透過部を任意の位置に形成できるシャッタ
手段から成り、制御手段は前記シャッタ手段の点状光透
過位置を移動させるようにしてもよい。また、ピンホー
ル移動形成手段は可動に設けられたピンホール板とこの
ピンホール板を移動させるアクチュエータとから成り、
制御手段は前記アクチュエータを制御するようにしても
よい。
In the above arrangement, the pinhole movement forming means comprises shutter means for forming a point light transmitting portion at an arbitrary position, and the control means moves the point light transmitting position of the shutter means. Good. Further, the pinhole movement forming means includes a pinhole plate movably provided and an actuator for moving the pinhole plate,
The control means may control the actuator.

【0010】また、これらの構成において眼球の前方に
配置されたハーフミラー又はダイクロイックミラーにて
映像光を眼球側へと透過又は反射して導くと共に、眼球
からの光を反射又は透過して瞳孔位置検出手段又は撮像
手段に導くようにしてもよい。また、眼球の前方に配置
された偏光ビームスプリッタにて映像光を眼球側へと透
過又は反射して導くと共に、眼球からの光を反射又は透
過して瞳孔位置検出手段又は撮像手段に導くようにして
もよい。
In these configurations, the image light is transmitted or reflected to the eyeball side by a half mirror or a dichroic mirror disposed in front of the eyeball, and the pupil position is reflected or transmitted by the light from the eyeball. You may make it lead to a detection means or an imaging means. Further, the polarizing beam splitter disposed in front of the eyeball transmits or reflects the image light toward the eyeball and guides the light, and reflects or transmits the light from the eyeball and guides the light to the pupil position detecting means or the imaging means. You may.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態の網膜
投影型ディスプレイを図1乃至図6に基づいて説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a retinal projection display according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0012】図1は網膜投影型ディスプレイ1を示すと
共に、その出射映像光の眼球Aへの導かれかたを示して
いる。網膜投影型ディスプレイ1は、点光源群4と、こ
の点光源群4から出射された光を観察者の瞳孔Bに集光
させるレンズ3と、この集光路上に配置された液晶表示
パネル2と、この液晶表示パネル2と眼球Aとの間に配
置されたハーフミラー5と、カメラ6と、点灯制御部7
と、を備えて成る。
FIG. 1 shows a retinal projection display 1 and how the emitted image light is guided to an eyeball A. The retinal projection display 1 includes a point light source group 4, a lens 3 for condensing light emitted from the point light source group 4 on a pupil B of an observer, and a liquid crystal display panel 2 arranged on the light condensing path. A half mirror 5 disposed between the liquid crystal display panel 2 and the eyeball A; a camera 6;
And comprising.

【0013】点光源群4は、複数個の点光源を例えば縦
横5×5個の合計25個を平面状に配置して成るもので
あり、任意の一つの点光源が点灯制御部7の制御によっ
て点灯されるようになっている。点光源としては、例え
ば、LEDや半導体レーザなどを用いることができる。
The point light source group 4 is formed by arranging a plurality of point light sources, for example, 5 × 5 elements in a total of 25 in a plane, and any one point light source is controlled by the lighting control unit 7. To be lit. As the point light source, for example, an LED or a semiconductor laser can be used.

【0014】ハーフミラー5は液晶表示パネル2から出
射される映像光を透過させると共に眼球Aにて反射した
光をカメラ6のレンズ方向へと導く。そして、この実施
形態では、カメラ6側から赤外線を出射し、眼球Aにて
反射される赤外線を撮像するようにしており、ハーフミ
ラー5としては、可視光を透過し、赤外線を反射するこ
とに優れたものを用いている。この場合、ハーフミラー
5に代えてダイクロイックミラーを用いてもよい。
The half mirror 5 transmits the image light emitted from the liquid crystal display panel 2 and guides the light reflected by the eyeball A toward the lens of the camera 6. In this embodiment, infrared rays are emitted from the camera 6 side, and the infrared rays reflected by the eyeball A are imaged. The half mirror 5 transmits visible light and reflects infrared rays. Excellent ones are used. In this case, a dichroic mirror may be used instead of the half mirror 5.

【0015】カメラ6は、例えばCCD撮像素子を備え
て成り、眼球撮像映像を映像信号に変換して点灯制御部
7に供給する。
The camera 6 is provided with, for example, a CCD image pickup device, converts an eyeball image into a video signal, and supplies the video signal to the lighting control unit 7.

【0016】点灯制御部7は、映像信号に基づいて瞳孔
Bの位置を判断し、この判断した位置に対応する点光源
を点灯させる制御を行う。眼球Aにおける瞳孔Bとその
周囲部における赤外線の吸収量には差異があるため、瞳
孔Bとその周囲部とでの映像輝度の違いから瞳孔Bの位
置を判断することができる。
The lighting control section 7 determines the position of the pupil B based on the video signal, and performs control to turn on the point light source corresponding to the determined position. Since there is a difference between the pupil B in the eyeball A and the amount of infrared absorption in the surrounding area, the position of the pupil B can be determined from the difference in image luminance between the pupil B and the surrounding area.

【0017】かかる構成においては、同図(a)に示す
ように、観察者の眼球Aが正面を向いているとすると、
点灯制御部7は映像信号に基づいて瞳孔Bが中心位置に
存在することを検出して、点光源群4における中心位置
に存在する点光源を点灯させる。そして、同図(b)に
示すように、観察者の眼球が上方向に向けられたとする
と、点灯制御部7は映像信号に基づいて瞳孔Bの上方向
移動を検知し、これに対応して中央よりも下方に位置し
ている点光源を点灯させる。かかる点灯制御により、観
察者が眼球Aを移動させたとしても、これに追従して映
像集光点を瞳孔B内(望ましくはその中心)にもってい
くことができる。なお、瞳孔Bの移動がその径の1/2
以内であれば、網膜投影では眼の調節機能によらずに映
像を認識させることができるため、映像集光点が瞳孔中
心から外れても映像認識が可能であるが、かかる場合で
も映像集光点を瞳孔中心に常に導くように制御すること
で、安定して映像認識を行わせることができる。
In this configuration, as shown in FIG. 1A, assuming that the observer's eyeball A is facing the front,
The lighting control unit 7 detects that the pupil B exists at the center position based on the video signal, and turns on the point light source located at the center position in the point light source group 4. Then, as shown in FIG. 3B, when the observer's eyeball is turned upward, the lighting control unit 7 detects the upward movement of the pupil B based on the video signal, and responds accordingly. The point light source located below the center is turned on. With this lighting control, even if the observer moves the eyeball A, the image converging point can be moved to the inside of the pupil B (preferably the center), following the movement of the eyeball A. Note that the movement of the pupil B is が of its diameter.
Within this range, retinal projection can recognize an image without relying on the eye's accommodation function, so image recognition is possible even if the image focus point deviates from the center of the pupil. By performing control so that the point is always guided to the center of the pupil, it is possible to perform stable image recognition.

【0018】図2は網膜投影型ディスプレイの変形例を
示している。この網膜投影型ディスプレイは、面光源1
0と、液晶シャッタ9と、この液晶シャッタ9を経て出
射される光を観察者の瞳孔Bに集光させるレンズ3と、
この集光路上に配置された液晶表示パネル2と、この液
晶表示パネル2と眼球Aとの間に配置されたハーフミラ
ー5と、カメラ6と、シャッタ制御部8と、を備えて成
る。
FIG. 2 shows a modification of the retinal projection display. This retinal projection display has a surface light source 1
0, a liquid crystal shutter 9, a lens 3 for condensing light emitted through the liquid crystal shutter 9 on a pupil B of an observer,
The liquid crystal display panel 2 includes a liquid crystal display panel 2 disposed on the light condensing path, a half mirror 5 disposed between the liquid crystal display panel 2 and the eyeball A, a camera 6, and a shutter control unit 8.

【0019】液晶シャッタ9は、複数個の点状シャッタ
部を例えば縦横に平面状に有して成るものであり、任意
の一つの点状シャッタ部がシャッタ制御部8の制御によ
って開口されるようになっている。これにより、面光源
10の任意の一点から光が出射されることになり、点光
源の移動が実現される。シャッタ制御部7は、映像信号
に基づいて瞳孔Bの位置を判断し、この判断した位置に
対応する点状シャッタ部を開口させる制御を行う。
The liquid crystal shutter 9 has a plurality of dot-shaped shutter portions, for example, in a horizontal and vertical plane, and any one dot-shaped shutter portion is opened by the control of the shutter control portion 8. It has become. Accordingly, light is emitted from any one point of the surface light source 10, and the movement of the point light source is realized. The shutter control unit 7 determines the position of the pupil B based on the video signal, and performs control to open the point-like shutter corresponding to the determined position.

【0020】かかる構成においては、同図(a)に示す
ように、観察射の眼球Aが正面を向いているとすると、
シャッタ制御部8は映像信号に基づいて瞳孔Bが中心位
置に存在することを検出して、液晶シャッタ9における
中心位置に存在する点状シャッタ部を開口させる。そし
て、同図(b)に示すように、観察者の眼球が上方向に
向けられたとすると、シャッタ制御部8は映像信号に基
づいて瞳孔Bの上方向移動を検知し、これに対応して中
央よりも下方に位置している点状シャッタ部を開口させ
る。かかるシャッタ制御により、観察者が眼球Aを移動
させたとしても、これに追従して映像集光点を瞳孔B内
(望ましくはその中心)にもっていくことができる。
In this configuration, as shown in FIG. 2A, assuming that the eyeball A for observation is facing the front,
The shutter control unit 8 detects that the pupil B exists at the center position based on the video signal, and opens the dot-shaped shutter unit at the center position of the liquid crystal shutter 9. Then, as shown in FIG. 3B, when the observer's eyeball is turned upward, the shutter control unit 8 detects the upward movement of the pupil B based on the video signal, and responds accordingly. The point-like shutter portion located below the center is opened. With this shutter control, even if the observer moves the eyeball A, the image converging point can be moved to the pupil B (preferably the center) following the movement of the eyeball A.

【0021】図3は網膜投影型ディスプレイの変形例を
示している。この網膜投影型ディスプレイは、点光源1
2と、アクチュエータ13と、点光源12から出射され
る光を観察者の瞳孔Bに集光させるレンズ3と、この集
光路上に配置された液晶表示パネル2と、この液晶表示
パネル2と眼球Aとの間に配置されたハーフミラー5
と、カメラ6と、アクチュエータ制御部11と、を備え
て成る。
FIG. 3 shows a modification of the retinal projection display. This retinal projection display has a point light source 1
2, an actuator 13, a lens 3 for condensing light emitted from the point light source 12 on the pupil B of the observer, a liquid crystal display panel 2 disposed on the light condensing path, the liquid crystal display panel 2, and an eyeball. Half mirror 5 placed between A
, A camera 6, and an actuator control unit 11.

【0022】点光源12としては、例えば、LEDや半
導体レーザなどを用いることができる。アクチュエータ
13は、微小回転モータとギヤやラックとの組み合わ
せ、或いはX方向及びY方向にスライドする部材及びリ
ニアモータといった組み合わせなど、種々の構成が考え
られる。アクチュエータ制御部11は、映像信号に基づ
いて瞳孔Bの位置を判断し、この判断した位置に対応さ
せて点光源12を移動させる制御を行う。
As the point light source 12, for example, an LED or a semiconductor laser can be used. The actuator 13 may have various configurations such as a combination of a micro rotary motor and a gear or a rack, or a combination of a member that slides in the X and Y directions and a linear motor. The actuator control unit 11 determines the position of the pupil B based on the video signal, and performs control to move the point light source 12 in accordance with the determined position.

【0023】かかる構成においては、同図(a)に示す
ように、観察者の眼球Aが正面を向いているとすると、
アクチュエータ制御部11は映像信号に基づいて瞳孔B
が中心位置に存在することを検出して、アクチュエータ
13を駆動し、点光源12を中央部にもってくる制御を
行う。そして、同図(b)に示すように、観察者の眼球
が上方向に向けられたとすると、アクチュエータ制御部
11は映像信号に基づいて瞳孔Bの上方向移動を検知
し、これに対応して点光源12を中央よりも下方にもっ
てくる。かかるシャッタ制御により、観察者が眼球Aを
移動させたとしても、これに追従して映像集光点を瞳孔
B内(望ましくはその中心)にもっていくことができ
る。
In such a configuration, as shown in FIG. 2A, assuming that the eyeball A of the observer is facing forward,
The actuator control unit 11 determines the pupil B based on the video signal.
Is detected at the center position, the actuator 13 is driven, and control for bringing the point light source 12 to the center is performed. Then, as shown in FIG. 3B, when the observer's eyeball is turned upward, the actuator control unit 11 detects the upward movement of the pupil B based on the video signal, and responds accordingly. The point light source 12 is brought below the center. With this shutter control, even if the observer moves the eyeball A, the image converging point can be moved to the pupil B (preferably the center) following the movement of the eyeball A.

【0024】図4は網膜投影型ディスプレイの変形例を
示している。この網膜投影型ディスプレイは、光源とな
るディスプレイ15と、このディスプレイ15から出射
される光を観察者の瞳孔Bに集光させるレンズ3と、こ
の集光路上に配置された液晶表示パネル2と、この液晶
表示パネル2と眼球Aとの間に配置されたハーフミラー
5と、カメラ6と、ディスプレイ制御部14と、を備え
成る。
FIG. 4 shows a modification of the retinal projection display. The retinal projection display includes a display 15 serving as a light source, a lens 3 for condensing light emitted from the display 15 on a pupil B of an observer, and a liquid crystal display panel 2 disposed on the converging path. A half mirror 5, a camera 6, and a display controller 14 are provided between the liquid crystal display panel 2 and the eyeball A.

【0025】ディスプレイ15としては、CRT、EL
表示パネル、液晶表示パネルなどを用いることができ
る。液晶表示パネルを用いる場合には、液晶表示パネル
2との関係で偏光方向を考慮する。
As the display 15, a CRT, EL, etc.
A display panel, a liquid crystal display panel, or the like can be used. When a liquid crystal display panel is used, the polarization direction is considered in relation to the liquid crystal display panel 2.

【0026】ディスプレイ制御部14は、カメラ6から
の映像信号を処理し、この処理した映像信号をディスプ
レイ15に与える。上記処理としては、撮像瞳孔部分を
点状の白とし、他を黒とする信号処理、及び映像を上下
左右に反転する処理である。かかる処理により、同図
(a)に示すように、観察者の眼球Aが正面を向いてい
るとすると、ディスプレイ15における点状白表示部が
ディスプレイ15の中心位置に表示される。そして、同
図(b)に示すように、観察者の眼球が上方向に向けら
れたとすると、ディスプレイ15における点状白表示部
がディスプレイ15の中央よりも下方に移動する。この
ようなディスプレイ15による表示(点状光源移動)に
より、観察者が眼球Aを移動させたとしても、これに追
従して映像集光点を瞳孔B内(望ましくはその中心)に
もっていくことができる。
The display controller 14 processes the video signal from the camera 6 and supplies the processed video signal to the display 15. The above processing includes signal processing for setting the imaging pupil portion to a point-like white and setting the other portions to black, and processing for inverting the image vertically, horizontally, and horizontally. By this processing, as shown in FIG. 7A, assuming that the eyeball A of the observer is facing the front, a dotted white display portion on the display 15 is displayed at the center position of the display 15. Then, as shown in FIG. 3B, when the observer's eyeball is turned upward, the dotted white display portion on the display 15 moves below the center of the display 15. Even if the observer moves the eyeball A by the display (movement of the point light source) on the display 15, the image converging point is moved to the pupil B (preferably the center) following the movement of the eyeball A. Can be.

【0027】図5は網膜投影型ディスプレイの変形例を
示している。この網膜投影型ディスプレイは、面光源1
0と、この面光源10の光出射側に配置された液晶表示
パネル2と、観察者の眼球Aに近接して設けられたピン
ホール移動板23と、このピンホール移動板23と液晶
表示パネル2との間に配置された偏光ビームスプリッタ
24と、カメラ6と、ピンホール制御部22と、を備え
て成る。観察者は液晶表示パネル2にて表示される映像
をピンホール移動板23に形成されたピンホールを23
aを通して瞳孔Bに導くことで、眼の調節機能によらず
に映像を観察することができる。
FIG. 5 shows a modification of the retinal projection display. This retinal projection display has a surface light source 1
0, a liquid crystal display panel 2 arranged on the light emitting side of the surface light source 10, a pinhole moving plate 23 provided in close proximity to the eyeball A of the observer, and the pinhole moving plate 23 and the liquid crystal display panel. 2, a polarization beam splitter 24, a camera 6, and a pinhole controller 22. The observer displays the image displayed on the liquid crystal display panel 2 through the pinhole formed on the pinhole moving plate 23.
By guiding to the pupil B through a, an image can be observed regardless of the accommodation function of the eyes.

【0028】ピンホール移動板23は、図6に示すよう
に、液晶パネル23aの片面にのみ偏光板23bを備え
た構造を有している。偏光板23bはs偏光を透過させ
る透過軸を有するものとし、液晶パネル23aは通電領
域では入射偏光を90°回転させ、非通電領域では入射
偏光をそのまま通過させるものとする。前記通電領域が
ピンホール23aとなり、通電箇所を変えることでピン
ホール23aが移動することになる。
As shown in FIG. 6, the pinhole moving plate 23 has a structure in which a polarizing plate 23b is provided only on one side of a liquid crystal panel 23a. The polarizing plate 23b has a transmission axis for transmitting s-polarized light, and the liquid crystal panel 23a rotates incident polarized light by 90 ° in an energized region, and passes incident polarized light as it is in a non-energized region. The energized area becomes the pinhole 23a, and the pinhole 23a moves by changing the energized location.

【0029】偏光ビームスプリッタ24はp偏光を透過
し、s偏光を反射する。液晶表示パネル2は、p偏光映
像光を出射するものとする。液晶表示パネル2から出射
されたp偏光映像光は、偏光ビームスプリッタ24を透
過してピンホール移動板23に至る。ピンホール移動板
23の通電領域では入射偏光が90°回転されてs偏光
映像光となるため、かかる通電領域(ピンホール)を経
た映像光は瞳孔Bに導かれることになる。一方、カメラ
6側から照射される赤外線のうちs偏光は偏光ビームス
プリッタ24にて反射され、非通電領域を通ってそのま
まの偏光で偏光板23bを通過し、眼球Aに反射して再
び非通電領域を通り、s偏光のままであるから、偏光ビ
ームスプリッタ24にて反射され、カメラ6へと導かれ
る。これにより、眼球Aへの映像付与と眼球の瞳孔位置
検出が行えることになる。
The polarizing beam splitter 24 transmits p-polarized light and reflects s-polarized light. The liquid crystal display panel 2 emits p-polarized image light. The p-polarized image light emitted from the liquid crystal display panel 2 passes through the polarization beam splitter 24 and reaches the pinhole moving plate 23. In the energized region of the pinhole moving plate 23, the incident polarized light is rotated by 90 ° to become s-polarized image light, so that the image light passing through the energized region (pinhole) is guided to the pupil B. On the other hand, among infrared rays emitted from the camera 6, the s-polarized light is reflected by the polarization beam splitter 24, passes through the non-energized region, passes through the polarizing plate 23b with the same polarized light, is reflected on the eyeball A, and is de-energized again. Since the light passes through the region and remains s-polarized light, the light is reflected by the polarizing beam splitter 24 and guided to the camera 6. Thereby, it is possible to perform image addition to the eyeball A and detection of the pupil position of the eyeball.

【0030】ピンホール制御部22は、カメラ6から出
力される映像信号に基づいて瞳孔Bの位置を判断し、こ
の判断した位置に対応するピンホール移動板23の所定
位置の電極に通電を行ってピンホール23aを形成させ
る。
The pinhole controller 22 determines the position of the pupil B based on the video signal output from the camera 6, and energizes an electrode at a predetermined position of the pinhole moving plate 23 corresponding to the determined position. To form a pinhole 23a.

【0031】かかる構成においては、図5(a)に示す
ように、観察者の眼球Aが正面を向いているとするとピ
ンホール制御部22は映像信号に基づいて瞳孔Bが中心
位置に存在することを検出して、ピンホール移動板23
における中心位置においてピンホール23aを形成させ
る。そして、図5(b)に示すように、観察者の眼球が
上方向に向けられたとすると、ピンホール移動板23は
映像信号に基づいて瞳孔Bの上方向移動を検知し、これ
に対応して中央よりも下方側にピンホール23aを形成
させる。かかるピンホール移動制御により、観察者が眼
球Aを移動させたとしても、これに追従して映像集光点
を瞳孔B内(望ましくはその中心)にもっていくことが
できる。
In this configuration, as shown in FIG. 5A, assuming that the eyeball A of the observer is facing the front, the pinhole control unit 22 has the pupil B at the center position based on the video signal. Is detected, and the pinhole moving plate 23 is detected.
The pinhole 23a is formed at the center position in the above. Then, as shown in FIG. 5B, if the eyeball of the observer is turned upward, the pinhole moving plate 23 detects the upward movement of the pupil B based on the video signal, and responds to this. To form a pinhole 23a below the center. With this pinhole movement control, even if the observer moves the eyeball A, the image converging point can be moved to the pupil B (preferably the center) following the movement of the eyeball A.

【0032】なお、ピンホールが形成された板をアクチ
ュエータによって移動させることでもピンホール移動を
実現することもできる。また、偏光ビームスプリッタ2
4に代えてハーフミラーを用いることもできる。また、
図1乃至図4の構成においてハーフミラーに代えて偏光
ビームスプリッタを用いることができる。
Incidentally, the pinhole can be moved by moving the plate having the pinhole formed thereon by an actuator. In addition, the polarization beam splitter 2
A half mirror can be used instead of 4. Also,
1 to 4, a polarization beam splitter can be used instead of the half mirror.

【0033】また、以上説明した網膜投影型ディスプレ
イは、ヘッドマウント型として構成できる他、ヘルメッ
ト型やメガネ型としても構成できる。また、液晶表示パ
ネルに限らず、他の透過型の映像表示パネル、反射型の
液晶表示パネルや他の映像表示パネル(DMD:ディジ
タル・マイクロミラー・デバイスなど)を用いることが
できる。また、観察者の瞳孔位置を検出するカメラ6を
設けたが、眼球を動かす筋肉の電位を検出して瞳孔位置
を検出するようにしてもよい。また、網膜投影型ディス
プレイを二つ両眼用に配備してもよく、更に、この両眼
構成において両眼視差を有する左右眼映像を各々におい
て表示するようにしてもよい。
The retinal projection display described above can be configured as a head-mounted type, a helmet type or a glasses type. In addition to the liquid crystal display panel, other transmissive video display panels, reflective liquid crystal display panels, and other video display panels (DMD: digital micromirror device, etc.) can be used. Although the camera 6 for detecting the pupil position of the observer is provided, the pupil position may be detected by detecting the potential of the muscle that moves the eyeball. Further, a retinal projection display may be provided for two eyes, and further, in this binocular configuration, left and right images having binocular parallax may be displayed on each.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、眼の調節機能によらずに映像を観察者に認識させる
ことができる網膜投影型ディスプレイにおいて、観察者
が眼球を動かしても映像を観察することを可能にできる
という効果を奏する。
As described above, according to the present invention, in a retinal projection type display that allows an observer to recognize an image without relying on the function of adjusting the eyes, the image is obtained even if the observer moves his or her eyes. Is observed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施形態の網膜投影型ディスプレイ
を示した図であって、同図(a)は観察者の瞳孔が前方
を向いている状態の映像の導かれ方を示し、同図(b)
は観察者の瞳孔が上方を向いたときの映像の導かれ方を
示している。
FIG. 1 is a diagram showing a retinal projection display according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1 (a) shows how an image is guided in a state where a pupil of an observer is facing forward; (B)
Shows how an image is guided when the pupil of the observer faces upward.

【図2】この発明の実施形態の網膜投影型ディスプレイ
の変形例を示した図であって、同図(a)は観察者の瞳
孔が前方を向いている状態の映像の導かれ方を示し、同
図(b)は観察者の瞳孔が上方を向いたときの映像の導
かれ方を示している。
FIG. 2 is a view showing a modification of the retinal projection display according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) shows how an image is guided in a state where the pupil of the observer is facing forward. FIG. 2B shows how an image is guided when the pupil of the observer faces upward.

【図3】この発明の実施形態の網膜投影型ディスプレイ
の変形例を示した図であって、同図(a)は観察者の瞳
孔が前方を向いている状態の映像の導かれ方を示し、同
図(b)は観察者の瞳孔が上方を向いたときの映像の導
かれ方を示している。
FIG. 3 is a diagram showing a modification of the retinal projection display according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 (a) shows how an image is guided in a state where the pupil of the observer is facing forward. FIG. 2B shows how an image is guided when the pupil of the observer faces upward.

【図4】この発明の実施形態の網膜投影型ディスプレイ
の変形例を示した図であって、同図(a)は観察者の瞳
孔が前方を向いている状態の映像の導かれ方を示し、同
図(b)は観察者の瞳孔が上方を向いたときの映像の導
かれ方を示している。
FIG. 4 is a view showing a modification of the retinal projection display according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 (a) shows how an image is guided in a state where the pupil of the observer is facing forward. FIG. 2B shows how an image is guided when the pupil of the observer faces upward.

【図5】この発明の実施形態の網膜投影型ディスプレイ
の変形例を示した図であって、同図(a)は観察者の瞳
孔が前方を向いている状態の映像の導かれ方を示し、同
図(b)は観察者の瞳孔が上方を向いたときの映像の導
かれ方を示している。
FIG. 5 is a view showing a modification of the retinal projection display according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 (a) shows how an image is guided in a state where the pupil of the observer is facing forward. FIG. 2B shows how an image is guided when the pupil of the observer faces upward.

【図6】図5の構成における映像光及び検出光の偏光関
係を示した説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a polarization relationship between image light and detection light in the configuration of FIG. 5;

【図7】従来の網膜投影型ディスプレイを示した説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory view showing a conventional retinal projection display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 網膜投影型ディスプレイ 2 液晶表示パネル 3 レンズ 4 光源群 5 ハーフミラー 6 カメラ 7 点灯制御部 8 シャッタ制御部 9 液晶シャッタ 10 面光源 11 アクチュエータ制御部 12 点光源 13 アクチュエータ 14 ディスプレイ制御部 15 ディスプレイ 21 網膜投影型ディスプレイ 22 ピンホール制御部 23 ピンホール移動板 24 偏光ビームスプリッタ Reference Signs List 1 retinal projection display 2 liquid crystal display panel 3 lens 4 light source group 5 half mirror 6 camera 7 lighting control unit 8 shutter control unit 9 liquid crystal shutter 10 surface light source 11 actuator control unit 12 point light source 13 actuator 14 display control unit 15 display 21 retina Projection display 22 Pinhole controller 23 Pinhole moving plate 24 Polarizing beam splitter

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 観察者の瞳孔を通して網膜に映像を直接
投影する網膜投影型ディスプレイにおいて、観察者の瞳
孔位置を検出する瞳孔位置検出手段と、点状光出射位置
を移動できる光源と、観察者の瞳孔位置に映像光の集光
点が形成されるように瞳孔位置検出に基づいて前記点状
光出射位置を移動させる制御手段と、を備えたことを特
徴とする網膜投影型ディスプレイ。
1. A retinal projection display for directly projecting an image on a retina through a pupil of an observer, a pupil position detecting means for detecting a pupil position of the observer, a light source capable of moving a point-like light emission position, Control means for moving the point-like light emission position based on pupil position detection such that a focal point of image light is formed at the pupil position of the retinal projection display.
【請求項2】 請求項1に記載の網膜投影型ディスプレ
イにおいて、光源は点状光源を複数個有して成り、制御
手段は前記点状光源を選択的に点灯させることを特徴と
する網膜投影型ディスプレイ。
2. The retinal projection display according to claim 1, wherein the light source comprises a plurality of point light sources, and the control means selectively turns on the point light sources. Type display.
【請求項3】 請求項1に記載の網膜投影型ディスプレ
イにおいて、光源は面状光源と点状光透過部を任意の位
置に形成できるシャッタ手段とから成り、制御手段は前
記シャッタ手段の点状光透過位置を移動させることを特
徴とする網膜投影型ディスプレイ。
3. The retinal projection display according to claim 1, wherein the light source comprises a surface light source and shutter means for forming a point light transmitting portion at an arbitrary position, and the control means comprises a point light source of the shutter means. A retinal projection display characterized by moving a light transmission position.
【請求項4】 請求項1に記載の網膜投影型ディスプレ
イにおいて、光源は一つの点光源とこの点光源を移動さ
せるアクチュエータとから成り、制御手段は前記アクチ
ュエータを制御することを特徴とする網膜投影型ディス
プレイ。
4. The retinal projection display according to claim 1, wherein the light source comprises one point light source and an actuator for moving the point light source, and the control means controls the actuator. Type display.
【請求項5】 観察者の瞳孔を通して網膜に映像を直接
投影する網膜投影型ディスプレイにおいて、観察者の眼
球を撮像する撮像手段と、映像表示手段と、前記撮像手
段からの映像信号を処理して前記映像表示手段を移動光
源として機能させる制御手段と、を備えたことを特徴と
する網膜投影型ディスプレイ。
5. A retinal projection display for directly projecting an image on the retina through a pupil of an observer, an imager for imaging an eyeball of the observer, an image display, and a video signal from the imager. Control means for causing the video display means to function as a moving light source.
【請求項6】 観察者の瞳孔を通して網膜に映像を直接
投影する網膜投影型ディスプレイにおいて、観察者の瞳
孔位置を検出する瞳孔位置検出手段と、観察者の眼球に
近接してピンホールを移動可能に形成できるピンホール
移動形成手段と、瞳孔位置検出に基づいて観察者の瞳孔
位置にピンホールを移動させる制御手段と、を備えたこ
とを特徴とする網膜投影型ディスプレイ。
6. A retinal projection display for directly projecting an image on a retina through an observer's pupil, wherein a pupil position detecting means for detecting an observer's pupil position and a pinhole can be moved close to the observer's eyeball. 1. A retinal projection display comprising: a pinhole movement forming unit that can be formed in the camera; and a control unit that moves the pinhole to the pupil position of the observer based on pupil position detection.
【請求項7】 請求項6に記載の網膜投影型ディスプレ
イにおいて、ピンホール移動形成手段は点状光透過部を
任意の位置に形成できるシャッタ手段から成り、制御手
段は前記シャッタ手段の点状光透過位置を移動させるこ
とを特徴とする網膜投影型ディスプレイ。
7. The retinal projection display according to claim 6, wherein the pinhole movement forming means comprises shutter means capable of forming a point light transmitting portion at an arbitrary position, and the control means comprises a point light of the shutter means. A retinal projection display characterized by moving a transmission position.
【請求項8】 請求項6に記載の網膜投影型ディスプレ
イにおいて、ピンホール移動形成手段は可動に設けられ
たピンホール板とこのピンホール板を移動させるアクチ
ュエータとから成り、制御手段は前記アクチュエータを
制御することを特徴とする網膜投影型ディスプレイ。
8. The retinal projection display according to claim 6, wherein the pinhole movement forming means comprises a movable pinhole plate and an actuator for moving the pinhole plate, and the control means controls the actuator. A retinal projection display characterized by controlling.
【請求項9】 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載
の網膜投影型ディスプレイにおいて、眼球の前方に配置
されたハーフミラー又はダイクロイックミラーにて映像
光を眼球側へと透過又は反射して導くと共に、眼球から
の光を反射又は透過して瞳孔位置検出手段又は撮像手段
に導くことを特徴とする網膜投影型ディスプレイ。
9. The retinal projection display according to claim 1, wherein the image light is transmitted or reflected toward an eyeball by a half mirror or a dichroic mirror disposed in front of the eyeball. A retinal projection display that guides and reflects or transmits light from an eyeball to a pupil position detection unit or an imaging unit.
【請求項10】 請求項1乃至請求項8のいずれかに記
載の網膜投影型ディスプレイにおいて、眼球の前方に配
置された偏光ビームスプリッタにて映像光を眼球側へと
透過又は反射して導くと共に、眼球からの光を反射又は
透過して瞳孔位置検出手段又は撮像手段に導くことを特
徴とする網膜投影型ディスプレイ。
10. The retinal projection display according to any one of claims 1 to 8, wherein a polarizing beam splitter disposed in front of the eyeball transmits or reflects image light toward the eyeball and guides it. A retinal projection display for reflecting or transmitting light from an eyeball and guiding the light to a pupil position detecting means or an imaging means.
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