JP2002517795A - ディスプレイ装置のための着用可能なオプトメカニカル偏向器のための集成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ラインディスプレイ装置（３）のためのオプトメカニカル偏向器は接眼及び対物機能（１，６，６ａ）及びまた掃引発振（２）及び像転回のための要素（単数または複数）を含む。それぞれの各掃引発振要素（２）は一方または両方の眼（単数または複数）（７）の上向き及び／または側方のある距離（Ｂ）に配置されることができる。一つまたはそれ以上の第一鏡表面（２ａ）により、掃引発振要素はラインディスプレイ装置（３）から入来する輻射線（４）を回転的に固定された態様で配置された要素上の、対物機能の一部を形成する一つまたはそれ以上の第二鏡表面（単数または複数）（５ａ）に反射する。それぞれの各第二鏡表面は逆に輻射線（４ｂ）を接眼機能の一部を形成する鏡表面（単数または複数）（６ａ）に向けて反射し、これが眼（単数または複数）のひとみ（単数または複数）（７ａ）のためのそれぞれの第一鏡表面を再現する。代替実施例において、掃引発振要素と回転的に固定された要素は場所を変えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は眼（単数または複数）に接近して着用されることのできる、ラインデ
ィスプレイ装置のためのオプトメカニカル偏向器のための集成装置に関し、そこ
では偏向器は接眼及び対物機能更にまた掃引発振及び像転回機能（単数または複
数）を含む。

【０００２】 シングルラインまたはマルチラインディスプレイ装置と関連して偏向器機能を
用いることは既知であり、そこでは偏向器機能の目的はライン走査機能がディス
プレイ装置上で実行されるように眼に入る輻射線を偏向することにある。ヨーロ
ッパ特許出願５１８８３４ Ａ２を参照すると、ディスプレイ装置及びこのタイ
プの偏向器を持つ集成装置は既知である。

【０００３】 この既知の集成装置において、掃引発振機能は進歩したシステムでは大きな振
動数を持って傾斜しなければならない可傾鏡によりもたらされる。この要求は、
多くの場合大きな視覚の視野のための要求及び種々の理由のため、可傾鏡を眼の
前方の比較的大きな距離に配置させるための要求と衝突する。眼の前方のより大
きな距離はより大きな可傾鏡に対する必要性を伴う。比較的大きな距離に対する
必要性は着用者／観察者に（通常の）眼鏡を着用可能とさせること、安全の理由
のため急速な可傾要素を眼に非常に接近して置くことは望ましくないこと等から
もたらされる。

【０００４】 四つの主要な機能（接眼、対物、像転回及び掃引発振）を実行する要素はそれ
自身多数の光学素子を含むことができ、含まれた光学素子がこれに代えて前記主
要機能の一つ以上を実行することができる。この発明はまた大きな振動数で傾け
られる要素が小さくて軽いものであるべきであるとの認識に基づいている。製造
における要素の簡単な調整可能性もまた望ましい。

【０００５】 本発明の主目的は特に上に示された問題を解決することにある。

【０００６】 この発明による集成装置は主として掃引発振を実行する一つまたはそれ以上の
傾斜可能に配置された第一要素がそれらが眼（単数または複数）の前方の眼（単
数または複数）の直ぐ近くから上向き方向、下向き方向及び／または側方に向け
て変位されるように配置されることができること、及びそれぞれの各第一要素が
光線案内の目的のための固定的に配置された第二要素と相互作用することを特徴
とするものと考えられることができる。更なる特徴は第一または第二要素（単数
または複数）が組み合わされた第一鏡表面（単数または複数）によりラインディ
スプレイ装置からの入来する輻射線を第二または、それぞれ、第一の要素上の組
み合わされた第二鏡表面（単数または複数）に反射すること、それぞれの第一ま
たは第二鏡表面が円柱状であること、及び第二鏡表面（単数または複数）が逆に
接眼機能の一部を形成する第三鏡表面（単数または複数）に向けて輻射線を反射
し、これがそれぞれの眼のひとみのためのそれぞれ第一鏡表面を再現することで
ある。

【０００７】 この発明の実施例において、それぞれの各掃引発振要素は小寸法または小質量
の可傾鏡からなり、これにもかかわらず、可傾鏡がそれぞれの眼のひとみ内に光
学的に再現されるという事実のおかげで比較的大きな視覚の視野が眼（単数また
は複数）に対して確立される。更に、掃引発振要素（単数または複数）または可
傾鏡（単数または複数）が着用者または観察者の額の前方に位置した空間内に配
置されることができる。第二鏡表面（単数または複数）はそのときラインディス
プレイ装置から入来する光線を眼（単数または複数）に向けて曲げる。再現光学
素子はラインディスプレイに平行な円柱軸を持つ円柱形状のものである。対物機
能が接眼機能からある距離に配置されることがまた提案されており、これが得ら
れた光学システムが無焦点であることをもたらす。好適実施例において、接眼機
能は凸面側がミラーコートされ、その上に前記第三鏡表面（単数または複数）が
配置されている凹凸円柱レンズを含む。掃引発振要素または可傾鏡はまた像転回
器として機能し、またはそれ自身知られた態様で像転回機能の一部を形成するこ
とができる。代替実施例において、接眼機能は一つまたはそれ以上の円柱レンズ
及びそれに接近して配置された平面鏡（単数または複数）を含むことができる。
更なる代替実施例において、対物機能は一つまたはそれ以上の円柱レンズを含み
同時に第二円柱鏡表面（単数または複数）は視野レンズまたは凹面鏡の形である
。着用者にラインディスプレイ装置により眼（単数または複数）の網膜（単数ま
たは複数）内にまたはその上に発生した像と一緒に周囲を観察可能とさせるため
に接眼機能の一部を部分的に透明な鏡で形成させることも可能である。

【０００８】 上記提案により、眼（単数または複数）の側方及び／または上の安全な距離に
更に配置されることができる掃引発振要素の小さな寸法にもかかわらず大きな視
覚の視野が保たれることができる。観察者は眼鏡を着用することができる。前記
機能はそれ自身知られた要素を用いて達成され、観察者はラインディスプレイ装
置により作られた像のみならずもし望むなら周囲をも観察することができる。新
しい集成装置はまた再現光学素子が有利には円柱状に作られかつ小さくて軽い可
傾要素で作ることができるという認識に基づいている。

【０００９】 この発明の顕著な特徴を持つ集成装置の多数の提案された実施例が添付図面を
同時に参照して以下に説明される。図において、 図１−１ｂは可傾平面鏡、円柱鏡及び接眼機能の一部を形成する鏡を持つ集成
装置を原則として側面から示し、そこでは可傾鏡は一つの端位置、中央位置及び
他の端位置にそれぞれあり、 図２は可傾鏡、円柱鏡及びまた接眼機能の一部を形成する鏡における光線経路
を原則として側面から示し、 図２ａは図２による要素と光線経路を透視図で示し、 図３は対物機能と接眼機能の代替実施例を側面から示し、 図４は対物レンズ、可傾鏡と組み合わされた視野レンズ、及びまた接眼機能の
一部を形成する鏡の使用を原則として側面から示し、そして 図５は図４による実施例とは異なる実施例を原則として側面から示し、そこで
は接眼機能の鏡は部分透明または半透明鏡からなる。

【００１０】 図１において、対物機能は原則として１により示されている。示された例にお
いて、それ自身知られた態様で傾斜可能な鏡２が対物機能内に配置されている。
鏡２は示された例では平面である鏡表面２ａを備えている。鏡表面２ａはそれ自
身知られたラインディスプレイ装置３から入来する輻射線４を受ける。可傾鏡は
これに関連して、装置３のライン偏向機能に関連づけられた振動数で、既知の同
様な態様で傾斜可能に配置されている。可傾を実行する機能はそれ自身本発明に
影響を与えず従って例示された場合に含まれていない。本実施例において、鏡表
面２ａは略１４０ｍｍの長さと略７ｍｍの幅を持ち略５−１５グラムの重さであ
る。

【００１１】 前記掃引発振装置２，２ａに接近して配置されているのは固定的に配置された
鏡またはレンズ５で、これは対物機能１の一部を形成し、円柱鏡表面または反射
表面５ａを備えており、この表面は逆に可傾鏡表面２ａにより反射された輻射線
４ａを接眼機能ＯＫの一部を形成する凹面鏡６に向けて反射する。鏡またはレン
ズ５により反射された輻射線は４ｂにより示されている。凹面鏡６の表面６ａは
逆に輻射線４ｂを見る人／観察者７ｂの眼７（そのひとみ７ａ）に反射する。鏡
表面６ａからの反射輻射線は４ｃにより示されている。凹面鏡表面は眼のひとみ
内に可傾鏡表面２ａを再現する。図１，１ａ及び１ｂはこれに関連して可傾鏡２
または鏡表面２ａの一つの端位置、中央位置及び他の端位置をそれぞれ示してい
る。

【００１２】 対物機能２，５は接眼機能から距離Ａに位置しており、これが説明された光学
システムが無焦点にあることをもたらす。システムの焦点８は鏡５ａと６ａの間
の中途に位置している。示された場合において、掃引発振機能を実行する可傾鏡
（要素２）がまた像転回機能を実行するように配置されており、従って正しく転
回された像が眼のひとみ７ａに入る。可傾鏡／要素は眼７ａから離れた距離Ｂに
かつ見る人／観察者の額７ｃの前方の距離Ｂ′に位置している。示された場合で
は、距離Ｂは３０−６０ｍｍのオーダーであり、距離Ｂ′は１０−５０ｍｍのオ
ーダーである。好適集成装置において、可傾鏡は見る人７ｂの額７ｃの前方に配
置される。可傾鏡は真っ直ぐにまたは傾けて上向きに、真っ直ぐにまたは傾けて
下向きに、または眼（単数または複数）から見て真っ直ぐ側方に向けて位置させ
ることができる。鏡／レンズ６の円柱形状のおかげで、集成装置は入来及び退出
光が平行であるように設計されることができる。

【００１３】 代替実施例において、要素２と５は原則として場所を変えることができ、そこ
では第一鏡表面は要素５上にかつ第二鏡表面は要素２上に配置される。

【００１４】 図２と２ａによる有利な実施例において、対物機能１′と相互作用する接眼機
能６′はマンジャンミラーとして知られているもの、すなわち反射４ｃ′が起こ
るように凸面表面（内表面６ａ′）上がミラーコートされている凹凸円柱レンズ
、からなる。図２と２ａにおいて、図１−１ｂに記載された対応する要素／表面
はアクセント符号を追加された同じ参照番号を与えられている。光線経路４′，
４″及び４′′′は図１，１ａ及びそれぞれ１ｂによる光線経路に対応する。要
素５′と６′の長い円柱状性質は図２と２ａ（図１，１ａ及び１ｂを比較）から
見ることができる。眼７′は左眼を表し、対応する光線経路は右眼のために得ら
れることができる。すなわち図２ａによる実施例は両眼のためを意図している。
この実施例は両眼のための鏡表面が使用され結果として多数の個々の要素が一緒
に固定される必要がないので製造における調整の必要性を簡略化する。

【００１５】 マンジャンミラーを使用する利点は視覚の全視野に渡って非常に良好な視力が
得られることである。

【００１６】 図３による実施例では、接眼機能６″は鏡表面９ａを持つ平面鏡９とそれに接
近して配置されたレンズ１０と１１を含む。他の点では、図３に示された集成装
置は上記のように機能し、この場合の掃引発振機能の中央位置及び外方位置の光
線経路がまた示されている。

【００１７】 図４による実施例では、対物機能は一方では対物レンズ１２と他方では視野レ
ンズまたは凹面鏡５′′′を含み、その凹面鏡表面は５ａ′により示されている
。ここで、対物機能は本質的にレンズ１２により表されている。それはそれ自身
問題とすることができるが、視野レンズもまたここに含まれるべきと考えられる
。接眼機能はこの実施例でもまたマンジャンミラー６′′′を含む。対物レンズ
１２は円柱状であり、円柱鏡５′′′が焦点近くに位置しており、視野レンズと
して機能する。対物レンズの平面表面１２ａは掃引発振要素を向いており凸面表
面１２ｂはライン走査装置を向いている。この実施例の利点は対物レンズと接眼
鏡がそれらが互いに離れた位置に位置しているおかげで比較的長い焦点距離を持
つことができ、これが良好な（改善された）視力をもたらすことである。

【００１８】 図５による実施例では、図３と４の実施例による接眼機能の鏡６″と６′′′
が部分的に透明な、例えば半透明接眼鏡６′′′′により置き換えられており、
これが見る人７ｂ（図５には詳細に示されていない）に対しその人がラインディ
スプレイ像（ラインディスプレイ装置）を見るのと同時にその周囲を見ることを
可能とする。この機能はラインディスプレイ装置それ自体の多くの応用に重要で
ある。

【００１９】 この発明は上記の例に限定されず特許請求の範囲及びこの発明の思想の範囲内
で変更されることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 可傾平面鏡、円柱鏡及び接眼機能の一部を形成する鏡を持つ集成装置を原則と
して側面から示し、そこでは可傾鏡は一つの端位置、中央位置及び他の端位置に
それぞれある。

【図２】 可傾鏡、円柱鏡及びまた接眼機能の一部を形成する鏡における光線経路を原則
として側面からと透視図で示す。

【図３】 対物機能と接眼機能の代替実施例を側面から示す。

【図４】 対物レンズ、可傾鏡と組み合わされた視野レンズ、及びまた接眼機能の一部を
形成する鏡の使用を原則として側面から示す。

【図５】 図４による実施例とは異なる実施例を原則として側面から示し、そこでは接眼
機能の鏡は部分透明または半透明鏡からなる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 眼（単数または複数）（７）に接近して着用されることので
   きるラインディスプレイ装置（３）のためのオプトメカニカル偏向器のための集
   成装置であって、偏向器が対物及び接眼機能更にまた掃引発振及び好ましくは像
   転回機能（単数または複数）を含むものにおいて、掃引発振を実行する一つまた
   はそれ以上の傾斜可能に配置された第一要素（２または、それぞれ、５）がそれ
   らが眼（単数または複数）から上向き、下向き及び／または側方に向けて変位さ
   れるように配置されることができること、それぞれの各第一要素が光線案内の目
   的のための固定的に配置された第二要素（５または、それぞれ、２）と相互作用
   すること、それぞれの第一または第二要素（単数または複数）が、組み合わされ
   た第一鏡表面（単数または複数）により、ラインディスプレイ装置から入来する
   輻射線を第二または、それぞれ、第一要素上の組み合わされた第二鏡表面（単数
   または複数）に反射すること、それに加えてそれぞれの第一または第二鏡表面が
   円柱状であること、及びそれぞれの各第二鏡表面が逆に輻射線（４ｂ）を接眼機
   能の一部を形成する第三鏡表面（単数または複数）に向けて反射し、これが眼（
   単数または複数）のひとみ（単数または複数）（７ａ）のためのそれぞれ第一鏡
   表面（２ａ）を再現することを特徴とする集成装置。
2. 【請求項２】 それぞれの各掃引発振要素（２）が小寸法または小質量の可
   傾鏡からなること、及び眼（単数または複数）のために確立された視覚の視野（
   単数または複数）が、これにもかかわらず、可傾鏡が、それぞれの眼のひとみ（
   ７ａ）内にまたはそれに接近して光学的に再現されるという事実のおかげで、比
   較的大きいことを特徴とする請求項１に記載の集成装置。
3. 【請求項３】 掃引発振要素（単数または複数）（２）または可傾鏡（単数
   または複数）が着用者／観察者の額（７ｃ）の前方の空間内に配置されることが
   できること、及び第二鏡表面（単数または複数）（５ａ）がそのときラインディ
   スプレイ装置から入来する光輻射線を眼（単数または複数）に向けて曲げること
   を特徴とする請求項１または２に記載の集成装置。
4. 【請求項４】 再現光学素子が本質的に円柱状であり、入来するかつ退出す
   る平行光と作用する結果として、いわゆる得られた光学システムが無焦点である
   ことを特徴とする請求項１，２または３に記載の集成装置。
5. 【請求項５】 接眼機能が凸面側にミラーコート（６ａ′）された凹凸円柱
   レンズ（６′）を含み、その上に前記第三鏡表面（単数または複数）が配置され
   ていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の集成装置。
6. 【請求項６】 掃引発振要素（２）または可傾鏡がまた像転回器として機能
   するかまたは像転回機能の一部を形成することを特徴とする請求項１〜５のいず
   れか一つに記載の集成装置。
7. 【請求項７】 接眼機能が一つまたはそれ以上の第三平面鏡表面（９ａ）及
   びそれに近接して配置された円柱レンズ（１０，１１）を含むことを特徴とする
   請求項１〜６のいずれか一つに記載の集成装置。
8. 【請求項８】 対物機能が一つ又はそれ以上の対物レンズ（１２）を含むこ
   と、及びそれぞれの各第二円柱鏡表面（５ａ′）が視野レンズ（５′′′）また
   は凹面鏡として配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに
   記載の集成装置。
9. 【請求項９】 接眼機能が、着用者／観察者に対しラインディスプレイ装置
   （３）により眼（単数または複数）の網膜（単数または複数）内にまたはその上
   に発生した像（単数または複数）と一緒にその周囲を観察することを可能とする
   ために、部分的に透明な鏡（６′′′）を含むことを特徴とする請求項１〜８の
   いずれか一つに記載の集成装置。