JP2004302038A

JP2004302038A - Image display device, back end section and front end section

Info

Publication number: JP2004302038A
Application number: JP2003093930A
Authority: JP
Inventors: Haruhisa Takayama; 治久高山; Yoshiharu Yamada; 祥治山田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP4062150B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device, its back end section and front end section that have low cost, low power consumption, small size and light weight even for the observation by more than one person. <P>SOLUTION: A RSD 1 is composed of the back end section 3, the n pieces of front end sections 5-1 to 5-n that are attached to the observer's head, and cable sections 7-1 to 7-n that transmit image light and a transforming synchronizing signal from the back end section 3 to each of the front end sections 5-1 to 5-n. In the front end sections 5-1 to 5-n and the back end section 3, the image light is two-dimensionally scanned, with the image formed in the observer's retina, and additionally in these sections, the two-dimensional scanning is controlled so as to be synchronized with the synchronizing signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、光束を走査して観察者の網膜上に直接画像を結像させて表示を行う網膜走査型ディスプレイ等の画像表示装置、その画像表示装置を構成するバックエンド部及びフロントエンド部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザ、ＬＥＤ等の光源が発する光束を２次元的に走査し、その走査光を観察者の瞳孔へ入射させて網膜上に直接画像を結像させて表示を行う網膜走査型ディスプレイ（ＲＳＤ）が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この網膜走査型ディスプレイとして、光源から画像に応じて強度変調された映像光を発するバックエンド部と、その映像光を後述するフロントエンド部に伝達する光ファイバと、その映像光を２次元的に走査し、利用者の網膜上に投影するフロントエンド部と、を備えたような装置も提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８７４２０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＲＳＤでは、１つのバックエンド部に接続するフロントエンド部は１のみであったので、複数人で鑑賞する場合には、人数分のＲＳＤを用意する必要があった。そのため、複数人で鑑賞可能なＲＳＤシステムの構築に要するコストが大きくなり、電力消費も大きくなってしまうという問題があった。更に、ＲＳＤシステムの大型化、高重量化という問題があった。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、複数人で鑑賞する場合でもコストが低く済み、低電力、小型、軽量な画像表示装置、バックエンド部、及びフロントエンド部を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
（１）請求項１の発明は、
少なくとも１つの光源、及び前記光源から射出される光を、前記光に対応する画像信号によって変調する変調手段を備えたバックエンド部と、前記変調された光を伝達する光伝達手段を備えた伝達部と、前記光伝達手段により伝達された光を２次元的に走査する走査手段、及び前記走査された光を観察者の瞳孔に入射させる光学系を備えたフロントエンド部と、を有する画像表示装置であって、前記バックエンド部は、前記変調された光を分配して、１つ以上の前記光伝達手段に供給する分配手段と、前記画像信号に重畳されるか又は前記画像信号とともに別信号として供給される同期信号に基づいて前記伝達部によって伝達可能な所定の信号である変換同期信号を生成する同期送信処理手段と、を備え、前記伝達部は、前記変換同期信号を前記フロントエンド部に伝達し、前記フロントエンド部は、前記走査手段の走査するタイミングを検出し走査検出信号を発生させる走査タイミング検出手段と、前記変換同期信号から前記同期信号を再現し、前記同期信号に前記走査検出信号が同期するように前記走査手段の走査のタイミングを制御する同期走査制御手段と、を備えることを特徴とする画像表示装置を要旨とする。
【０００８】
本発明の画像表示装置において、バックエンド部は、変調された光を分配して、１つ以上の光伝達手段に供給する分配手段を備えているので、１台のバックエンド部から、複数のフロントエンド部に変調された光を伝達することができる。
そのため、複数人で映像を鑑賞する場合でも、バックエンド部は１台でよく、各人にそれぞれバックエンド部を用意する場合に比べて、コストが低くて済み、また、消費電力も低減できる。更に、各人にそれぞれバックエンド部を用意する場合に比べて、ＲＳＤシステムを小型、軽量化することができる。
【０００９】
また、本発明の画像表示装置では、以下の処理により、各フロントエンド部において、同期信号の位相と、走査手段における走査の位相とを一致させることができる。つまり、バックエンド部の同期送信処理手段は、画像信号に重畳された同期信号または画像信号とともに供給される同期信号に基づいて、伝達部によって伝達可能な所定の信号である変換同期信号を生成し、その変換同期信号は伝達部によりフロントエンド部に伝達される。フロントエンド部の同期走査制御手段は、伝達された変換同期信号から同期信号を再現する。一方、フロントエンド部の走査タイミング検出手段は、走査手段の走査するタイミングを検出し走査検出信号を発生させる。そして、同期走査制御手段は、同期信号に走査検出信号が同期するように走査手段の走査のタイミングを制御する。
【００１０】
このことにより、本発明の画像表示装置は、各フロントエンド部にある前記走査手段の位相間にばらつきがあっても画像を正しく表示することができる。
また、本発明の画像表示装置では、例えば、観察者はフロントエンド部のみを身につければよいので、軽く、装着感において優れている。
（２）請求項２の発明は、
前記バックエンド部は、波長の異なる光を射出する複数の前記光源を備えるとともに、波長の異なる複数の前記変調された光を合波する合波手段を備え、前記光伝達手段は、前記合波された光を１つの光束として前記フロントエンド部に伝達することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置を要旨とする。
【００１１】
本発明の画像表示装置では、変調された光を合波手段により合波し、光伝達手段により１つの光束としてフロントエンド部に伝達するので、伝達用ケーブルを細くでき、コストも下げられる。また、フロントエンド部に合波手段が必要ないので、フロントエンド部の小型化、低コスト化が図れる。
（３）請求項３の発明は、
前記バックエンド部は、波長の異なる光を射出する複数の前記光源を備えるとともに、前記光伝達手段は、波長の異なる複数の前記変調された光を、それぞれ別の光束として前記フロントエンド部に伝達することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置を要旨とする。
【００１２】
本発明では、変調された光を、それぞれ別の光束としてフロントエンド部に伝達するので、各光の特性に最適化された光ファイバを使用できるため低損失かつ安定した伝送ができる。また、フロントエンド部で各光に対する補正もし易いため、高画質化が図れる。
（４）請求項４の発明は、
前記変換同期信号は、前記同期送信処理手段が、所定の光を前記同期信号に基づいて変調して生成した同期信号変調光であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置を要旨とする。
【００１３】
本発明では、変換同期信号は、所定の光を前記画像信号または前記同期信号により変調して生成した同期信号変調光であるので、例えば、変換同期信号を光ファイバにより低損失に伝達することができるとともに、電磁ノイズの混入を低減できる。
（５）請求項５の発明は、
前記所定の光は、前記変調手段により変調された光とは異なる波長の光であることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置を要旨とする。
【００１４】
本発明では、同期信号変調光の波長が、変調手段により変調された光（前記光源から射出された光）の波長とは異なるので、例えば、バックエンド部にて同期信号変調光を、変調手段により変調された光に重畳させ、その重畳した光をフロントエンド部に伝達してから、フロントエンド部にて、同期信号変調光を分離することができる。このことにより、同期信号変調光をバックエンド部からフロントエンド部に伝達するための光伝達手段（例えば光ファイバ）と、変調された光を伝達する光伝達手段とを同一のものとすることができるので、光伝達手段が簡潔になり、その接続が容易となる。
（６）請求項６の発明は、
前記変換同期信号は、前記光源から射出される光の中の少なくとも何れかを、前記光に対応する前記画像信号のブランク部分に前記同期信号を重畳した複合画像信号によって変調して成る複合画像信号変調光であるとともに、前記同期走査制御手段は、前記複合画像信号変調光から前記同期信号を再現し、前記フロントエンド部は、前記ブランク部分の期間のみ、前記複合画像信号変調光が観察者の瞳孔に入ることを防ぐ遮蔽手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置を要旨とする。
【００１５】
本発明では、光源から射出される光の中の何れかを、前記複合画像信号により変調して、複合画像信号変調光を生成する。この複合画像信号とは、画像信号と、画像信号のブランク部に重畳した同期信号とから成るものである。従って、複合画像信号変調光は、図８（ａ）に示す様に、画像信号に対応する光アナログ信号を有しているとともに、そのブランク部分に同期信号に対応する光信号を含んでいる。
【００１６】
本発明における複合画像信号変調光は、例えば、伝達部が備える光ファイバ（光伝達手段）によりフロントエンド部に伝達してから、フロントエンド部にて、同期信号に対応する光信号を分離することができる（図８（ｂ）参照）。そして、その光信号に基づいて、同期信号を検出することができる（図８（ｃ）、（ｄ）参照）。また、複合画像信号変調光は、画像信号を含んでいるので、画像を表示するための光として用いることができる。
【００１７】
つまり、本発明では同期信号と、画像を表示するための光とを、１つの複合画像信号変調光として、１つの光束のみでバックエンド部からフロントエンド部に伝達する。このため、同期信号のための専用光源が不要であり、光源光学系が簡単になるとともに、伝達用ケーブルも最も細く、低コスト化できる。
【００１８】
更に、本発明では、遮蔽手段により複合画像信号変調光のブランク部分（図８（ａ）参照）を遮蔽するので、複合画像信号変調光を画像の表示に用いた場合でも、ブランク部分に重畳した、同期信号に対応する光信号やノイズ等の不要イメージを観察者に提示することを防止できる。
（７）請求項７の発明は、
前記所定の光は、前記光源の何れか又は他の光源から射出される光であるとともに、前記光伝達手段は、前記同期信号変調光を、画像を表示するための光（前記変調手段により変調された光）とは別の光束として前記フロントエンド部に伝達することを特徴とする請求項４記載の画像表示装置を要旨とする。
【００１９】
本発明では、同期信号変調光を、画像を表示するための光とは別の光束としてフロントエンド部に伝達するので、同期信号変調光を、画像を表示するための光と重畳したり分離する必要がなくなり、構成を単純化することができる。
（８）請求項８の発明は、
前記変換同期信号は電気信号であるとともに、前記伝達部が備える電気ケーブルにより前記フロントエンド部に送られることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置を要旨とする。
【００２０】
本発明では、同期信号を、例えば、光信号や電波に変換する部材が必要ないので、画像表示装置の構成を簡略化することができる。また、フロントエンド部への給電も容易となる。
（９）請求項９の発明は、
前記変換同期信号が、電磁波を媒体として無線で、前記バックエンド部から前記フロントエンド部に送信される信号であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置を要旨とする。
【００２１】
本発明では、変換同期信号は電磁波を媒体として無線で伝達するので、伝達部は、前記変調された光のみを簡易に伝達することができる。
（１０）請求項１０の発明は、
前記バックエンド部は、前記バックエンド部に接続された前記伝達部の数を検出する接続数検出手段と、前記接続数検出手段が検出した数に応じて前記光源の出力を調整する光源出力調整手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の画像表示装置を要旨とする。
【００２２】
本発明では、バックエンド部に接続している伝達部の数が変動した場合でも、その数に合わせて光源の出力を調整し、出力を最適化でき、効率的で、例えば、フロントエンド部１つあたりに供給される、前記変調された光の光量を一定とすることができるので、観察者の網膜に射出される光の明るさは一定に保たれる。また、バックエンド部に接続していない伝達部に対しては光を供給しないので、光源の光を無駄なく利用することができる。
（１１）請求項１１の発明は、
前記フロントエンド部は、前記変調された光の光量を任意に減衰できる画像信号変調光減衰手段を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の画像表示装置を要旨とする。
【００２３】
本発明では、フロントエンド部が画像信号変調光減衰手段を備えることにより、バックエンド部では対応が困難な複数のフロントエンド部の個別の明るさ調整を容易に実施できるため、各フロントエンド部は好みの明るさで画像を鑑賞できる。
（１２）請求項１２の発明は、
請求項１〜１１のいずれかの画像表示装置に使用されるバックエンド部であって、少なくとも１つの光源と、前記光源から射出される光を、前記光に対応する画像信号によって変調する変調手段と、前記変調された光を分配して、１つ以上の前記光伝達手段に供給する分配手段と、前記画像信号に重畳されるか又は前記画像信号とともに別信号として供給される同期信号に基づいて前記変換同期信号を生成する同期送信処理手段と、を備えることを特徴とするバックエンド部を要旨とする。
【００２４】
本発明のバックエンド部を、前記請求項１〜１１のいずれかの画像表示装置において使用することにより、前記請求項１〜１１と同様の効果を奏することができる。
（１３）請求項１３の発明は、
前記請求項１〜１１のいずれかの画像表示装置に使用されるフロントエンド部であって、前記光伝達手段により伝達された光を２次元的に走査する走査手段と、前記走査された光を観察者の瞳孔に入射させる光学系と、前記走査手段の走査するタイミングを検出し走査検出信号を発生させる走査タイミング検出手段と、前記変換同期信号から前記同期信号を検出し、前記同期信号に前記走査検出信号が同期するように前記走査手段の走査のタイミングを制御する同期走査制御手段と、を備えることを特徴とするフロントエンド部を要旨とする。
【００２５】
本発明のフロントエンド部を、前記請求項１〜１１のいずれかの画像表示装置において使用することにより、前記請求項１〜１１と同様の効果を奏することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の画像表示装置、バックエンド部、及びフロントエンド部の実施の形態の例（実施例）を説明する。尚、実施例では、画像表示装置として、ＲＳＤ（ＲｅｔｉｎａｌＳｃａｎｎｉｎｇＤｉｓｐｌａｙ、網膜走査型ディスプレイ）を例に挙げて説明する。
（実施例１）
ａ）ＲＳＤ１の構成を図１〜図４を用いて説明する。
【００２７】
まず、ＲＳＤ１の全体構成の概略を説明する。ＲＳＤ１は、バックエンド部３と、観察者の頭部に装着するｎ個のフロントエンド部５−１〜５−ｎと、バックエンド部３からフロントエンド部５−１〜５−ｎのそれぞれに、後述する映像光及び変換同期信号を伝達するケーブル部（伝達部）７−１〜７−ｎとから構成される。
【００２８】
次に、バックエンド部３の構成を詳細に説明する。
画像信号処理手段（変調手段、同期送信処理手段、光源出力調整手段）１１は、後述するＧ光源１３を変調するＧ光変調器１９、後述するＲ光源１５を変調するＲ光変調器２１、及び後述するＢ光源１７を変調するＢ光変調器２３を備えている。尚、本実施例では、光変調器（Ｇ光変調器１９、Ｒ光変調器２１、Ｂ光変調器２３）を画像信号処理手段１１内に設けているが、各光源（後述するＧ光源１３、Ｒ光源１５、Ｂ光源１７）内に光変調器の変調用回路（またはその一部）を設けることができる。また、光変調器は各光源の光を受けて後、変調する構成とすることもできる。
【００２９】
また、画像信号処理手段（同期送信処理手段、光源出力調整手段）１１は、外部から供給されるコンポジット信号（画像信号と同期信号）から同期信号を検出し、変換同期信号とする。この変換同期信号は、後述するように、同期信号がケーブル部（伝達部）７−１〜７−ｎで伝達可能な形態に変換された信号であって、ケーブル部７−１〜７−ｎの中に設けられた電気ケーブル１０により、フロントエンド部５−１〜５−ｎのそれぞれに伝達される。尚、本実施例１では、電気ケーブル１０で伝達されるため、変換同期信号は検出された同期信号（電気信号）のままであるが、後述する実施例のように変換同期信号は変調された光信号のような場合もある。
【００３０】
また、画像信号処理手段１１は、同時に、色復調手段（図示略）によって前記画像信号から、後述するＲ光源、Ｇ光源、Ｂ光源に対するＲ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号を検出し、そのＲ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号からＲ光変調用信号、Ｇ光変調用信号、Ｂ光変調用信号をそれぞれ生成する。
【００３１】
更に、画像信号処理手段１１は、光分配手段２７から送られる、後述する接続数信号に基づき、Ｇ光源１３、Ｒ光源１５、及びＢ光源１７の出力を調整する。Ｇ光源１３は、緑色レーザであって、画像信号処理手段１１から送られるＧ光変調用信号に基づき変調されたレーザ光（Ｇ映像光）を射出し、光合波手段２５に出力する。Ｒ光源１５は、赤色レーザであって、画像信号処理手段１１から送られるＲ光変調用信号に基づき変調されたレーザ光（Ｒ映像光）を射出し、光合波手段２５に出力する。Ｂ光源１７は、青色レーザであって、画像信号処理手段１１から送られるＢ光変調用信号に基づき変調されたレーザ光（Ｂ映像光）を射出し、光合波手段２５に出力する。
【００３２】
光合波手段（合波手段）２５は、ダイクロイックミラーを備えており、Ｇ光源１３、Ｒ光源１５、及びＢ光源１７から入射した３色のレーザ光を合波し、光分配手段２７に出力する。
光分配手段（分配手段）２７は、図２に示す様に、ケーブル部７−１〜７−ｎをそれぞれ接続できるｎ個のファイバコネクタ４１−１〜４１−ｎを備えている。これらのファイバコネクタ４１−１〜４１−ｎは、ケーブル部７−１〜７−ｎの接続の有無を検出する接続検出器（図示略）を備えており、接続検出器は、ケーブル部７−１〜７−ｎの接続を検出した場合は、後述するミラー反射率制御回路４５及び接続数算出回路（接続数検出手段）４７に対し、接続検出信号を出力する。
【００３３】
光分配手段２７は、接続数算出回路４７を備えている。この接続数算出回路４７は、ファイバコネクタ４１−１〜４１−ｎの接続によって送られる検出信号に基づき、バックエンド部３に接続されているケーブル部７−１〜７−ｎの数を検出する。そして、その接続数に対応する接続数信号を画像信号処理手段１１に出力し、光源出力調整手段において前記接続数に応じて前記光源の出力を適切に調整する。
【００３４】
また、光分配手段２７は、ファイバコネクタ４１−１〜４１−ｎのそれぞれに対応して、反射ミラー４３−１〜４３−ｎを備えている。これらの反射ミラー４３−１〜４３−ｎのうち、反射ミラー４３−１〜４３−（ｎ−１）は、可変反射率ミラーであり、反射ミラー４３−ｎは、全反射ミラーである。各可変反射ミラー４３−１〜４３−（ｎ−１）は、後述するミラー反射率制御回路４５からのミラー反射率制御信号により、反射率及び透過率が制御され、接続されているファイバコネクタ（フロントエンド部）全てにほぼ等しい所定のパワーの光出力が供給される。反射率可変ミラーとしては、透過率と反射率の和が所定割合となるように反射率及び透過率を機械的（回転や移動等）に任意に変化させることができるものがよく知られている。
【００３５】
また、光分配手段２７は、ミラー反射率制御回路４５を備えており、前記接続数あるいは前記検出信号に基づいて、各可変反射ミラーの透過率と反射率を制御する。
次に、フロントエンド部５−１〜５−ｎの構成を図３を用いて詳細に説明する。尚、フロントエンド部５−１〜５−ｎは、全て同じ構成を有しており、ここではフロントエンド部５−１について説明する。
【００３６】
フロントエンド部５−１は、ポリゴンミラーから成り、ミラー駆動回路５１により駆動される第１偏向光学系（走査手段）２９と、ガルバノミラーから成り、ミラー駆動回路４９により駆動される第２偏向光学系（走査手段）３１と、タイミング回路（同期走査制御手段）３５と、ＢＤセンサ（走査タイミング検出手段）３７と、同期信号分離回路（同期走査制御手段）３９と、リレー光学系とから構成される。
【００３７】
同期分離回路３９は、バックエンド部３から電気ケーブル１０で送られる同期信号（変換同期信号）を検出し、第１偏向同期信号と、第２偏向同期信号とに分離し、第１偏向同期信号はタイミング回路３５に送り、第２偏向同期信号はミラー駆動回路４９に送る。
【００３８】
タイミング回路３５は、同期分離回路３９から送られる第１偏向同期信号と、ＢＤセンサ３７から送られる走査検出信号とが同期するように、ミラー駆動回路５１の駆動出力を調整し、第１偏向光学系２９の走査タイミングを制御する。この処理については後述する。
【００３９】
ＢＤセンサ３７は、ＢＤ用光源５３から射出され、第１偏向光学系２９のポリゴンミラーにより反射されたＢＤ用反射光を検出し、走査検出信号を出力する。この走査検出信号は、ポリゴンミラーの走査と同期しており、第１偏向用走査検出信号としてタイミング回路３５に出力される。尚、本実施例では、ＢＤ用光源５３からのＢＤ用反射光をＢＤセンサ３７が検出し、走査検出信号を得ているが、ＢＤセンサ３７が、走査されるＧ映像光等の映像光を直接検出することでも走査検出信号を得ることができることは言うまでもない。
【００４０】
また、フロントエンド部５−１は、映像光の経路に、映像光の光量を任意に減衰できる画像信号変調光減衰手段（図示略）を備えている。画像信号変調光減衰手段により、各フロントエンド部ごとに、個別に映像光の明るさを容易に調整し、好みの明るさで画像を鑑賞できる。
【００４１】
次に、ケーブル部７−１〜７−ｎについて図１及び図２を用いて説明する。ケーブル部７−ｉ（ｉは１〜ｎの整数）は、それぞれ、バックエンド部３の光分配手段２７から出力された映像光をフロントエンド部５−ｉに伝送する光ファイバ（光伝達手段）８と、バックエンド部３の映像信号処理手段１１から出力された変換同期信号をフロントエンド部５−ｉの同期信号分離回路３９に送る電気ケーブル１０とから構成される。
【００４２】
尚、ケーブル部７−１〜７−ｎの中には電気ケーブル１０の代わりに、光信号である変換同期信号を伝達する光ファイバを、映像光を伝送する光ファイバ８とは別に設けてもよい。この場合は、画像信号処理手段１１により、所定の光（例えば、Ｇ光源１３、Ｒ光源１５、及びＢ光源１７の中のいずれかの光、または他の光、例えば赤外光）を同期信号により変調して同期信号変調光（変換同期信号）を生成し、その同期信号変調光を上記光ファイバによりフロントエンド部５−１〜５−ｎに伝達することができる。そして、フロントエンド部５−１〜５−ｎでは、同期信号変調光から光電変換、復調等の処理を行って同期信号を検出することができる。
【００４３】
また、変換同期信号は、電磁波を媒体として無線でフロントエンド部５−１〜５−ｎに伝送するものであってもよい。この場合は、バックエンド部３に、同期信号に基づいて変調し、発生させた電波又は赤外光（変換同期信号）を送信する送信部を設け、フロントエンド部５−１〜５−ｎに、上記電波又は赤外光を受信し、復調して同期信号に変換する受信部を設ける。
【００４４】
ｂ）次に、本実施例のＲＳＤ１の動作の概略を説明する。
まず、バックエンド部３の画像信号処理手段１１に外部からコンポジット信号が入力される。このコンポジット信号は、画像信号と、同期信号とが含まれる信号である。画像信号処理手段１１はコンポジット信号に含まれる画像信号から、色復調手段（図示略）によって、Ｇ光源１３、Ｒ光源１５、Ｂ光源１７に対するＧ画像信号、Ｒ画像信号、Ｂ画像信号を検出し、そのＧ画像信号、Ｒ画像信号、Ｂ画像信号からＧ光変調用信号、Ｒ光変調用信号、Ｂ光変調用信号をそれぞれ生成する。そして、画像信号処理手段１１は、Ｇ光変調用信号、Ｒ光変調用信号、Ｂ光変調用信号により、Ｇ光源１３、Ｒ光源１５、及びＢ光源１７から射出される対応する光を変調する。また、画像信号処理手段１１は、コンポジット信号から同期信号を検出する。この同期信号は、電気信号（変換同期信号）として、ケーブル部７−１〜７−ｎが備える電気ケーブル１０により、フロントエンド部５−１〜５−ｎに伝達される。
【００４５】
Ｇ光源１３、Ｒ光源１５、及びＢ光源１７から射出、変調されたレーザ光（映像光）は、光合波手段２５にて合波され、１つの光束となって光分配手段２７に送られる。
光分配手段２７に入射された映像光は、図２に示す様に、最初に全反射ミラ４２により反射され、その後、可変反射率ミラー４３−１、４３−２、・・・４３−（ｎ−１）により次々と透過されながら、全反射ミラー４３−ｎに至る。
【００４６】
各可変反射率ミラー４３−ｊ（ｊは１〜ｎ−１の整数）は、対応するファイバコネクタ４１−ｊにケーブル部７−ｊが接続している場合は、反射率を所定の値に設定され、映像光の一部を反射して、ファイバコネクタ４１−ｊ及びケーブル部７−ｊに送る。一方、ファイバコネクタ４１−ｊにケーブル部７−ｊが接続していない場合は、それに対応する可変反射率ミラー４３−ｊの反射率は０に設定され、映像光を全て透過させ、ファイバコネクタ４１−ｊには映像光が送られない。
【００４７】
上記のように、ファイバコネクタ４１−ｊの接続の有無に応じて可変反射率ミラー４３−ｊの反射率を設定する処理は次のように行われる。
すなわち、各ファイバコネクタ４１−ｊ（ｊは１〜ｎ−１の整数）は、ケーブル部７−ｊが接続されている場合は、ミラー反射率制御回路４５に検出信号を送る。それに対し、ミラー反射率制御回路４５は、検出信号を送ってきたファイバコネクタ４１−ｊに対応する可変反射率ミラー４３−ｊに、可変反射率ミラー４３−ｊの反射率を所定の値に設定するミラー反射率設定信号を送る。すると、映像光の一部は、可変反射率ミラー４３−ｊにより反射され、ファイバコネクタ４１−ｊ、及びそれに接続しているケーブル部７−ｊに送られる。
【００４８】
一方、ミラー反射率制御回路４５は、検出信号を送ってこなかったファイバコネクタ４１−ｋ（ｋは１〜ｎ−１の整数）に対応する可変反射率ミラー４３−ｋには、可変反射率ミラー４３−Ｋの反射率を０に設定するミラー反射率設定信号を送る。すると、映像光は、可変反射率ミラー４３−Ｋを全て透過し、ファイバコネクタ４１−Ｋ、及びそれに接続しているケーブル部７−Ｋには送られない。
【００４９】
尚、ミラー反射率制御回路４５は、接続している各ケーブル部に送る映像光の光量が等しくなるように、ミラー反射率制御信号を設定する。
このように、光分配手段２７では、ファイバコネクタ４１−ｊにケーブル部７−ｊが接続されている場合は、映像光の一部がケーブル部７−ｊに送られるが、ファイバコネクタ４１−ｊにケーブル部７−ｊが接続されていない場合は、映像光はケーブル部７−ｊに送られない。光分配手段２７における映像光の光路の最後に位置する全反射ミラー４３−ｎは、全反射ミラー４３−ｎに送られた映像光を全反射し、ケーブル部７−ｎに送る。
【００５０】
光分配手段２７により分配された映像光は、（フロントエンド部３に接続された）ケーブル部７−１〜７−ｎが備える光ファイバ８により、それぞれ、（接続されている）フロントエンド部５−１〜５−ｎに伝達される。このとき、Ｇ光源１３、Ｒ光源１５、及びＢ光源１７から射出、変調された３色のレーザ光は合波され、１つの光束となっている。
【００５１】
フロントエンド部５−１〜５−ｎでは、映像光を、図３に示す様に、第１偏向光学系２９のポリゴンミラーにて水平方向に走査し、次に、第２偏向光学系３１のガルバノミラーにより垂直方向に走査する。第１偏向光学系２９及び第２偏向光学系３１により二次元的走査された映像光は、図示しないリレー光学系によりビーム整形された後、観察者の瞳孔に入射される。
【００５２】
ｃ）次に、本実施例１のＲＳＤ１において、フロントエンド部５−１〜５−ｎの第１偏向光学系２９における走査の位相と、同期信号の位相とを一致させる処理について図３及び図４を用いて説明する。
バックエンド部３の画像信号処理手段１１は、ケーブル部７−１〜７−ｎの有する電気ケーブル１０を介して、フロントエンド部５−１〜５−ｎの同期分離回路３９に変換同期信号（同期信号と同一の信号）を伝達する。同期分離回路３９では、変換同期信号から同期信号を検出し、その同期信号を第１偏向同期信号と第２偏向同期信号とに分離する。そして、第１偏向同期信号はタイミング回路３５に送られる。
【００５３】
一方、タイミング回路３５には、ＢＤセンサ３７から、走査検出信号が入力される。この走査検出信号は、上述したように、第１偏向走査系２９を構成するポリゴンミラーによる走査と同期した信号である。
第１偏向同期信号と走査検出信号とは、完全に同期させる必要があるが、図４の左方のように、初期においては、位相走査同期にずれが生じていることがある。タイミング回路３５は、公知のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋ−ｌｏｏｐ）回路を備えており、ミラー駆動回路５１の駆動出力を、走査検出信号と同期信号の位相差に基づいて修正することにより、図４の右方に示す様に、走査検出信号と、第１偏向同期信号とを所定の位相差で完全に同期させることができる。
【００５４】
また、ミラー駆動回路４９は、ミラー駆動回路４９の駆動信号に応じて偏向（走査）させることができるため、同期分離回路３９にて分離された第２偏向同期信号に基づいて生成された駆動信号によって駆動することで第２偏向同期信号に所定の位相差で同期した偏向（走査）を簡単に行っている。但し、第２偏向に関しても、第１偏向の場合と同様に、ＢＤセンサ等の走査検出手段を設け、ＰＬＬ回路等によって第２偏向同期信号に所定の位相差で同期させることができることはいうまでもない。
【００５５】
ｄ）次に、本実施例１のＲＳＤ１において、バックエンド部３に接続されたフロントエンド部５−１〜５−ｎの数に応じてＧ光源１３、Ｒ光源１５、及びＢ光源１７の出力を調整する処理について図２を用いて説明する。
ファイバコネクタ４１−１〜４１−ｎは、上述したように、ケーブル部７−１〜７−ｎの接続の有無を検出する接続検出器（図示略）を備えているので、ファイバコネクタ４１−１〜４１−ｎのうち、ケーブル部７−１〜７−ｎが接続されているものは、接続検出信号を接続数検出回路４７に出力する。接続数検出回路４７は、入力された接続検出信号の数に基づき、接続しているフロントエンド部の数を算出し、接続しているフロントエンド部の数に対応する接続数信号を画像信号処理手段１１とミラー反射率制御回路４５に出力する。画像信号処理手段１１は、接続している各フロントエンド部に供給する映像光の光量が接続数が変化しても一定値に保たれるように、Ｇ光源１３、Ｒ光源１５、及びＢ光源１７の出力を接続数信号に応じて調整する。つまり、Ｇ光源１３、Ｒ光源１５、及びＢ光源１７の出力を、接続しているフロントエンド部の数に比例して増大させる。
【００５６】
また、ミラー反射率制御回路４５は、ケーブル部７−１〜７−ｎが接続されている所にのみ画像信号変調光（映像光）が伝達され、かつ、その光量は各ケーブル部間で一定となるように、各可変反射率ミラー４３−１〜４３−（ｎ−１）の反射率を制御する。
【００５７】
ｅ）次に、本実施例１のＲＳＤ１が奏する効果を説明する。
▲１▼本実施例１のＲＳＤ１は、１台のバックエンド部に、複数（ｎ）台のフロントエンド部を接続することができるので、複数人で映像を鑑賞する場合でも、バックエンド部は１台でよく、レーザー光源や光学機構を共有できるため、各人にそれぞれバックエンド部を用意する場合に比べて、コストが低くて済み、また、消費電力も低減できる。
【００５８】
また、各人にそれぞれバックエンド部を用意する場合に比べて、ＲＳＤシステムを小型、軽量化することができる。
▲２▼本実施例１では、各フロントエンド部において、同期信号の位相と、走査検出信号の位相（第１偏向走査系２９における走査の位相）とを一致させることができる。そのことにより、映像光を単純に分配するだけで、各フロントエンド部にて正常な表示が可能となる。
【００５９】
▲３▼本実施例１では、バックエンド部３に接続していないケーブル部７−１〜７−ｎに対しては光を供給しないで、バックエンド部３に接続しているケーブル部７−１〜７−ｎの数に応じて光源の出力が最適調整されるので、フロントエンド部５−１〜５−ｎの１つあたりに供給される映像光の光量を一定とすることができ、観察者の網膜に射出される映像光の明るさは一定に保たれる。また、光源の光を無駄なく利用することができる。
【００６０】
▲４▼本実施例１のＲＳＤ１では、フロントエンド部のみ身につければよいので、軽く、装着感において優れている。
▲５▼本実施例１では、バックエンド部３にてＧ映像光、Ｒ映像光、及びＢ映像光を合波してから、１本の光ファイバにより各フロントエンド部５−１〜５−ｎに伝送するので、ケーブル部７−１〜７−ｎを細くでき、コストも下げられる。また、フロントエンド部５−１〜５−ｎに合波手段が必要ないので、フロントエンド部の小型化、低コスト化が図れる。
（実施例２）
ａ）本実施例２のＲＳＤ１の構成及び動作は、基本的には前記実施例１と同様である。但し、本実施例２のＲＳＤ１は、図５に示す様に、バックエンド部３は光合波手段を備えておらず、Ｇ光源１３、Ｒ光源１５、及びＢ光源１７が射出した映像光（Ｇ映像光、Ｒ映像光、Ｂ映像光）は、それぞれ、ケーブル部７−１〜７−ｎが備える別々の光ファイバ８Ｇ、８Ｒ、８Ｂにより、各フロントエンド部５−１〜５−ｎに送られる。そのため、バックエンド部３は、Ｇ映像光、Ｒ映像光、及びＢ映像光をそれぞれ各フロントエンド部５−１〜５−ｎに分配するための、３個の光分配手段（Ｇ光分配手段２７−１、Ｒ光分配手段２７−２、Ｂ光分配手段２７−３）を備えている。
【００６１】
各フロントエンド部５−１〜５−ｎは、光合波手段２５を備えており、別々に送られたＧ映像光、Ｒ映像光、及びＢ映像光を合波する。合波された映像光は、前記実施例１と同様に２次元的に走査され、観察者の瞳孔に入射される。
また、本実施例２では、変換同期信号の伝達方法において前記実施例１と異なる。このことを図５及び図６を用いて説明する。画像信号処理手段１１は、コンポジット信号から同期信号を分離し、更に、電気／光変換部５５において、Ｇ映像光とは波長の異なる所定の光、例えば赤外光を同期信号により変調して、同期信号変調光（変換同期信号）を生成する。その同期信号変調光は、ダイクロイックミラー５７により、Ｇ映像光と重畳される。映像光と同期信号変調光とが重畳された光信号は、Ｇ光分配手段２７−１により分配され、各ケーブル部７−１〜７−ｎ（図６では７−１のみ表示）の光ファイバ８Ｇにより、各フロントエンド部５−１〜５−ｎに送られる。
【００６２】
フロントエンド部５−１（その他のフロントエンド部でも同様）に入力された、Ｇ映像光と同期信号変調光とが合波された光信号は、ダイクロイックミラー５９により、Ｇ映像光と、同期信号変調光とに分離される。ここで、Ｇ映像光と、同期信号の光信号変調光とは、波長が異なるため、分離することが可能である。
分離された同期信号変調光から、光／電気変換部６１により、同期信号（電気信号）を検出する。前記実施例１と同様に、映像光は、この同期信号に同期するように、２次元走査され、観察者の瞳孔に入射される。
【００６３】
ｂ）本実施例２のＲＳＤ１の奏する効果を説明する。
▲１▼本実施例２のＲＳＤ１では、バックエンド部３にて同期信号変調光とＧ映像光とを合波し、光ファイバ８Ｇにより各フロントエンド部に伝達するので、同期信号変調光を伝達するための光ファイバを別に設ける必要がない。そのため、ケーブル部７−１〜７−ｎにおける配線の接続が容易であり、また、ケーブル部７−１〜７−ｎを細く、低コスト化することができ、邪魔になることがない。また、同期信号変調光が赤外光であれば、Ｇ映像光との分離が容易であり、瞳孔内に入射されても視認できないので同期信号変調光の入射を遮蔽しなくても良いため、フロントエンド部での同期信号の分離が容易で低コスト化が図れる。
【００６４】
▲２▼本実施例２のＲＳＤ１は、バックエンド部３にて発生させたＧ映像光、Ｒ映像光、及びＢ映像光を、別々の光ファイバで、フロントエンド部５−１〜５−ｎに伝達するので、光ファイバの接続が容易であり、各Ｇ映像光、Ｒ映像光、及びＢ映像光の特性に最適化された光ファイバを使用できるため低損失かつ安定した伝送ができる。また、フロントエンド部で各光に対する補正もし易いため、高画質化が図れる。
【００６５】
▲３▼本実施例２のＲＳＤ１は、前記実施例１のｅ）▲１▼〜▲３▼の効果を奏する。
（実施例３）
本実施例３のＲＳＤ１の構成及び動作は、基本的には前記実施例２と同様である。但し、本実施例３のＲＳＤ１は、同期信号変調光の生成及び伝達において異なる。このことを図７、図８を用いて説明する。
【００６６】
画像信号処理手段１１は、Ｇ光源から射出されるＧ映像光を、Ｇ光変調器１９（図７参照）を用い、図８（ａ）に示す複合画像信号により変調する。この複合画像信号は、画像信号と、画像信号のブランク部に重畳された、同期信号から生成される変調用同期信号とから成るものである。
【００６７】
従って、複合画像信号により変調されたＧ映像光は、画像信号に対応する光アナログ信号を有しているとともに、同期信号に対応する光信号をも含んでおり、複合画像信号変調光（変換同期信号）である。尚、同期信号に対応する光信号は、当該光信号以外のＧ光に対応する画像信号が最も明るい場合に相当するＧ映像光の強度よりも十分強度的に大きい光信号を含むように設定されている。
【００６８】
前記変調用同期信号には、幅の広い光信号と、幅の狭い光信号とが含まれるが、幅の広い光信号は、第２偏向同期信号に対応するものであり、また、全ての光信号は第１偏向同期信号に対応するものである。第２偏向同期信号は、第１偏向光学系２９に比べて周期が整数倍の第２偏向光学系３１に用いる同期信号であるので、幅の広い光信号の数は、全ての光信号の数の１／（整数）倍となっている。
【００６９】
複合画像信号により変調されたＧ映像光は、Ｇ光分配手段２７−１により分配され、各ケーブル部７−１〜７−ｎ（図６では７−１のみ表示）により、各フロントエンド部５−１〜５−ｎに送られる。
フロントエンド部５−１（５−２〜５−ｎでも同様）では、その分離部５９にて、図８（ｂ）に示す様に、Ｇ映像光から、同期信号に対応する光信号のみを有する光信号を分離する。分離された、同期信号に対応する光信号は、光／電気変換部６１により、変調用同期信号（電気信号）に戻され、さらに、同期信号に変換される。変換された同期信号は、同期信号分離回路３９にて第１偏向同期信号と第２偏向同期信号とに分離される。具体的には、図８（ｃ）に示す様に、全ての同期信号に対応する光信号が立ち下がるところで発生させた光信号を第１偏向同期信号とする。また、幅の広い同期信号が立ち下がるところで発生させた光信号を第２偏向同期信号とする。そして、前記実施例１及び実施例２と同様に、映像光は、分離された第１偏向同期信号と第２偏向同期信号とに同期して、２次元走査され、観察者の瞳孔に入射される。
【００７０】
一方、分離部５９にて同期信号に対応する光信号のみを有する光信号を分離した後、図示しない遮蔽手段により、画像信号のブランク部のタイミングのＧ映像光（図８（ａ）参照）を、観察者の瞳孔に入射しないように遮蔽する。このことにより、Ｇ映像光を画像の表示に用いた場合に、ブランク部にある同期信号に対応する光信号が画像とともにノイズとして視認されるようなことがない。
【００７１】
尚、本実施例では、同期信号の中で、同期信号に対応する光信号の幅により、第２偏向同期信号に対応するものを区別しているが、光信号の数、光信号の間隔、光強度により区別するものであっても良い。
本実施例３のＲＳＤ１は、前記実施例２と同様の効果を奏する。
【００７２】
更に、本実施例３のＲＳＤ１では、変換同期信号は、Ｇ映像光とともにフロントエンド部に伝達されるので、変換同期信号を伝達するための電気ケーブルや光ファイバを別に設ける必要がない。そのため、ケーブル部７−１〜７−ｎにおける配線の接続が容易であるとともに、ケーブル部７−１〜７−ｎを最も細く、低コスト化できる。
【００７３】
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
・前記実施例１〜３では、片目の網膜にのみ映像を表示する構成を示しているが、映像光をいずれかの部分で２つに分岐することにより、両目に映像を表示するものとすることができる。
【００７４】
・本発明の画像表示装置はＲＳＤ以外にも用いることができる。例えば、図１において、網膜の部分をスクリーンに代えることにより、スクリーン上に画像を表示する画像表示装置とすることができる。
・実施例１において、前記実施例２又は３と同様に、同期信号から同期信号変調光を生成し、その同期信号変調光を少なくとも１つの映像光に重畳させてもよい。その場合は、映像光と同期信号変調光とを重畳した光信号を、ケーブル部７−１〜７−ｎによりフロントエンド部５−１〜５−ｎに伝達し、各フロントエンド部にて、映像光と同期信号変調光とを分離することができる。
【００７５】
・前記実施例１〜３では、第２偏向同期信号の１周期内の第１偏向同期信号の数が整数の場合、つまりノンインターレース表示の場合を説明したが、第２偏向同期信号の１周期内の第１偏向同期信号の数が整数とならない場合、具体的には、第２偏向同期信号の２周期で第１偏向同期信号の数が整数となるノンインターレース表示のような場合であっても容易に実施できることはいうまでもない。
【００７６】
また、本実施例１〜３では、第１偏向同期信号、第２偏向同期信号と表記したが、一般的な例としては、水平同期信号、垂直同期信号に相当するものであることは言うまでもない。
・前記実施例１〜３において、光分配手段２７は、図９に示す光導波路を用いて映像光を分岐するものであってもよい。この光導波路は、ＬｉＮｂＯ_３やＬｉＴａＯ_３等の電気光学結晶の中に、イオンを拡散させることにより形成したＹ字型の通路を備えている。その通路の部分は屈折率が周りより高いので、通路内に入射した映像光は、通路内のみを伝達される。そのため、図９に示す様に、光導波路の左方から通路に入射した映像光は、右側から２本に分岐して出力される。
【００７７】
また、光分配手段は、熱融着光ファイバ、ハーフミラー、ビームスプリッタにより構成されるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例におけるＲＳＤの構成を示す説明図である。
【図２】実施例におけるＲＳＤの構成を示す説明図である。
【図３】実施例におけるＲＳＤの構成を示す説明図である。
【図４】実施例における同期信号と走査開始信号とを示す説明図である。
【図５】実施例におけるＲＳＤの構成を示す説明図である。
【図６】実施例における同期信号の変換、伝達、及び検出方法を示す説明図である。
【図７】実施例におけるＲＳＤの構成を示す説明図である。
【図８】実施例における同期信号の変換、伝達、及び検出方法を示す説明図である。
【図９】実施例における分配手段の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・ＲＳＤ
３・・・フロントエンド部
５−１〜５−ｎ・・・バックエンド部
７−１〜７−ｎ・・・ケーブル部
１１・・・画像信号処理手段
１３・・・Ｇ光源
１５・・・Ｒ光源
１７・・・Ｂ光源
２５・・・光合波手段
２７・・・光分配手段
２９・・・第１偏向光学系
３１・・・第２偏向光学系
３５・・・タイミング回路
３７・・・ＢＤセンサ
３９・・・同期信号分離回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to, for example, an image display device such as a retinal scanning display that scans a light beam to form an image directly on the retina of an observer and displays the image, a back end unit and a front end that constitute the image display device About the department.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a retinal scanning display (RSD) that two-dimensionally scans a light beam emitted from a light source such as a laser or an LED and makes the scanning light enter a pupil of an observer to form an image directly on the retina for display. ) Has been proposed (see Patent Document 1).
[0003]
As this retinal scanning display, a back-end unit that emits image light intensity-modulated according to an image from a light source, an optical fiber that transmits the image light to a front-end unit described later, and the image light is two-dimensionally transmitted. An apparatus has also been proposed that includes a front end unit that scans and projects the image on a user's retina.
[0004]
[Patent Document 1] Japanese Patent No. 2874208
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional RSD, only one front-end unit is connected to one back-end unit. Therefore, when viewing by a plurality of people, it is necessary to prepare RSDs for the number of people. Therefore, there is a problem in that the cost required for constructing an RSD system that can be viewed by a plurality of people increases, and the power consumption also increases. Further, there is a problem that the RSD system becomes large and heavy.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a low-power, small-sized, light-weight image display device, a back-end unit, and a front-end unit that have a low cost even when viewed by a plurality of people. Aim.
[0007]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
(1) The invention of claim 1 is
A transmission unit including at least one light source; a back-end unit including a modulation unit that modulates light emitted from the light source with an image signal corresponding to the light; and a light transmission unit that transmits the modulated light. Image display, comprising: a scanning unit for two-dimensionally scanning the light transmitted by the light transmitting unit; and an optical system for causing the scanned light to enter a pupil of an observer. An apparatus for distributing the modulated light and supplying the modulated light to one or more light transmitting means, wherein the back-end section is superimposed on the image signal or separately provided together with the image signal. Synchronous transmission processing means for generating a conversion synchronization signal that is a predetermined signal that can be transmitted by the transmission unit based on a synchronization signal supplied as a signal, the transmission unit transmits the conversion synchronization signal And transmitting the synchronization signal to the front-end unit. The scanning unit detects the scanning timing of the scanning unit and generates a scanning detection signal. Synchronous scanning control means for controlling the timing of scanning by the scanning means so that the scanning detection signal is synchronized with the signal.
[0008]
In the image display device according to the aspect of the invention, the back-end unit includes the distribution unit that distributes the modulated light and supplies the modulated light to one or more light transmission units. The modulated light can be transmitted to the front end unit.
Therefore, even when a plurality of people watch the video, only one back-end unit is required, and the cost and the power consumption can be reduced as compared with the case where the back-end units are prepared for each person. Further, the size and weight of the RSD system can be reduced as compared with a case where a back-end unit is prepared for each person.
[0009]
Further, in the image display device of the present invention, the phase of the synchronization signal and the phase of the scanning by the scanning unit can be matched in each front end unit by the following processing. That is, the synchronous transmission processing means of the back-end unit generates a converted synchronous signal, which is a predetermined signal that can be transmitted by the transmission unit, based on the synchronous signal superimposed on the image signal or the synchronous signal supplied together with the image signal. The conversion synchronization signal is transmitted to the front end unit by the transmission unit. The synchronous scanning control means of the front end unit reproduces a synchronization signal from the transmitted converted synchronization signal. On the other hand, the scanning timing detecting means of the front end unit detects the timing of scanning by the scanning means and generates a scanning detection signal. Then, the synchronous scanning control means controls the scanning timing of the scanning means so that the scanning detection signal is synchronized with the synchronization signal.
[0010]
Thus, the image display device of the present invention can correctly display an image even if there is a variation between the phases of the scanning units in each front end unit.
Further, in the image display device of the present invention, for example, the observer only needs to wear the front end portion alone, so that the image display device is light and has excellent wearing feeling.
(2) The invention of claim 2 is
The back-end unit includes a plurality of light sources that emit light having different wavelengths, and includes a multiplexing unit that multiplexes the plurality of modulated lights having different wavelengths, and the light transmission unit includes the multiplexing unit. The image display device according to claim 1, wherein the transmitted light is transmitted to the front end unit as one light flux.
[0011]
In the image display device of the present invention, the modulated light is multiplexed by the multiplexing means and transmitted as one light beam to the front end section by the light transmitting means, so that the transmission cable can be made thinner and the cost can be reduced. In addition, since no multiplexing means is required in the front end unit, the size and cost of the front end unit can be reduced.
(3) The invention of claim 3 is:
The back-end unit includes a plurality of light sources that emit light of different wavelengths, and the light transmission unit transmits the plurality of modulated lights of different wavelengths to the front-end unit as separate light fluxes. The gist of the present invention is an image display device according to claim 1.
[0012]
In the present invention, the modulated light is transmitted to the front end unit as separate light beams, and therefore, an optical fiber optimized for the characteristics of each light can be used, so that low loss and stable transmission can be achieved. In addition, since it is easy to correct each light in the front end portion, high image quality can be achieved.
(4) The invention of claim 4 is
The synchronous conversion signal according to any one of claims 1 to 3, wherein the synchronous transmission processing means is a synchronous signal modulated light generated by modulating predetermined light based on the synchronous signal. The gist is an image display device.
[0013]
In the present invention, since the conversion synchronization signal is a synchronization signal modulation light generated by modulating a predetermined light with the image signal or the synchronization signal, for example, the conversion synchronization signal can be transmitted to the optical fiber with low loss. As well as reducing the mixing of electromagnetic noise.
(5) The invention of claim 5 is
The gist of the image display device according to claim 4, wherein the predetermined light is light having a different wavelength from the light modulated by the modulation unit.
[0014]
In the present invention, the wavelength of the synchronization signal modulated light is different from the wavelength of the light modulated by the modulating means (light emitted from the light source). The superimposed light is superimposed on the modulated light, and the superimposed light is transmitted to the front end unit. Then, the synchronization signal modulated light can be separated by the front end unit. Thus, the light transmitting means (for example, an optical fiber) for transmitting the synchronization signal modulated light from the back end to the front end and the light transmitting means for transmitting the modulated light can be the same. The light transmission means can be simplified and the connection can be facilitated.
(6) The invention of claim 6 is
The conversion synchronization signal is a composite image signal obtained by modulating at least one of light emitted from the light source by a composite image signal in which the synchronization signal is superimposed on a blank portion of the image signal corresponding to the light. Along with the modulated light, the synchronous scanning control means reproduces the synchronous signal from the composite image signal modulated light, and the front-end section is configured such that the composite image signal modulated light is transmitted to the observer only during the blank portion. The gist of the image display device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a shielding unit that prevents the pupil from entering the pupil.
[0015]
In the present invention, any of the light emitted from the light source is modulated by the composite image signal to generate a composite image signal modulated light. The composite image signal includes an image signal and a synchronization signal superimposed on a blank portion of the image signal. Therefore, as shown in FIG. 8A, the composite image signal modulated light has an optical analog signal corresponding to the image signal and includes an optical signal corresponding to the synchronization signal in a blank portion thereof.
[0016]
For example, the composite image signal modulated light in the present invention is transmitted to the front end unit by an optical fiber (optical transmission unit) provided in the transmission unit, and then the front end unit separates the optical signal corresponding to the synchronization signal. (See FIG. 8B). Then, a synchronization signal can be detected based on the optical signal (see FIGS. 8C and 8D). Further, since the composite image signal modulated light contains an image signal, it can be used as light for displaying an image.
[0017]
That is, in the present invention, the synchronizing signal and the light for displaying an image are transmitted as one composite image signal modulated light from the back-end unit to the front-end unit using only one light beam. This eliminates the need for a dedicated light source for the synchronization signal, simplifies the light source optical system, and allows the thinnest transmission cable to reduce the cost.
[0018]
Further, in the present invention, since the blank portion (see FIG. 8A) of the composite image signal modulated light is shielded by the shielding means, even when the composite image signal modulated light is used for displaying an image, the blank portion is superimposed on the blank portion. In addition, it is possible to prevent an unnecessary image such as an optical signal or noise corresponding to the synchronization signal from being presented to the viewer.
(7) The invention of claim 7 is:
The predetermined light is light emitted from any one of the light sources or another light source, and the light transmission unit converts the synchronization signal modulated light into light for displaying an image (modulated by the modulation unit). The image display device according to claim 4, wherein the light is transmitted to the front end portion as a light beam different from the transmitted light).
[0019]
According to the present invention, since the synchronization signal modulated light is transmitted to the front end unit as a light flux different from the light for displaying an image, the synchronization signal modulated light is superimposed or separated from the light for displaying the image. This eliminates the need and simplifies the configuration.
(8) The invention of claim 8 is
The image display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the conversion synchronization signal is an electric signal and is transmitted to the front end unit by an electric cable provided in the transmission unit.
[0020]
According to the present invention, since a member for converting the synchronization signal into, for example, an optical signal or a radio wave is not required, the configuration of the image display device can be simplified. In addition, power supply to the front end unit is also facilitated.
(9) The invention of claim 9 is
The image conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the conversion synchronization signal is a signal transmitted from the back end unit to the front end unit wirelessly using an electromagnetic wave as a medium. And
[0021]
In the present invention, since the conversion synchronization signal is transmitted wirelessly using an electromagnetic wave as a medium, the transmission unit can easily transmit only the modulated light.
(10) The invention of claim 10 is
The back-end unit includes a connection number detection unit that detects the number of the transmission units connected to the back-end unit, and a light source output adjustment unit that adjusts an output of the light source according to the number detected by the connection number detection unit. And an image display device according to any one of claims 1 to 9.
[0022]
According to the present invention, even when the number of transmitting units connected to the back-end unit changes, the output of the light source can be adjusted according to the number, and the output can be optimized. Since the amount of the modulated light supplied per unit can be constant, the brightness of the light emitted to the retina of the observer is kept constant. In addition, since light is not supplied to the transmission unit that is not connected to the back-end unit, light from the light source can be used without waste.
(11) The invention of claim 11 is
The image display device according to any one of claims 1 to 10, wherein the front end unit includes an image signal modulated light attenuating unit that can arbitrarily attenuate the amount of the modulated light.
[0023]
In the present invention, since the front-end unit includes the image signal modulated light attenuating means, individual brightness adjustment of a plurality of front-end units that are difficult to handle in the back-end unit can be easily performed. You can enjoy the image with your favorite brightness.
(12) The invention of claim 12 is
A back-end unit used in the image display device according to any one of claims 1 to 11, wherein at least one light source and a modulator that modulates light emitted from the light source with an image signal corresponding to the light. Distribution means for distributing the modulated light and supplying the modulated light to one or more light transmission means, and a synchronizing signal superimposed on the image signal or supplied as another signal together with the image signal. And a synchronous transmission processing means for generating the converted synchronization signal.
[0024]
By using the back end unit of the present invention in the image display device according to any one of the first to eleventh aspects, the same effects as those of the first to eleventh aspects can be obtained.
(13) The invention of claim 13 is
A front end unit used in the image display device according to any one of claims 1 to 11, wherein a scanning unit that two-dimensionally scans the light transmitted by the light transmission unit, and a light source that scans the scanned light. An optical system for entering a pupil of an observer, scanning timing detecting means for detecting a timing of scanning by the scanning means and generating a scanning detection signal, and detecting the synchronizing signal from the conversion synchronizing signal; Synchronous scanning control means for controlling the timing of scanning by the scanning means so that the scanning detection signals are synchronized with each other.
[0025]
By using the front end portion of the present invention in the image display device according to any one of the first to eleventh aspects, the same effects as those of the first to eleventh aspects can be obtained.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, examples (embodiments) of embodiments of the image display device, the back-end unit, and the front-end unit of the present invention will be described. In the embodiments, an RSD (Retinal Scanning Display, retinal scanning display) will be described as an example of the image display device.
(Example 1)
a) The configuration of the RSD 1 will be described with reference to FIGS.
[0027]
First, an outline of the entire configuration of the RSD 1 will be described. The RSD 1 includes a back-end section 3, n front-end sections 5-1 to 5-n attached to the observer's head, and the back-end section 3 to the front-end sections 5-1 to 5-n. And cable sections (transmission sections) 7-1 to 7-n for transmitting video light and a conversion synchronization signal, which will be described later.
[0028]
Next, the configuration of the back-end unit 3 will be described in detail.
The image signal processing means (modulation means, synchronous transmission processing means, light source output adjustment means) 11 includes a G light modulator 19 for modulating a G light source 13 described later, an R light modulator 21 for modulating an R light source 15 described later, and A B light modulator 23 that modulates a B light source 17 described later is provided. In this embodiment, the light modulators (the G light modulator 19, the R light modulator 21, and the B light modulator 23) are provided in the image signal processing means 11. , R light source 15 and B light source 17), a modulation circuit (or a part thereof) of the optical modulator can be provided. Further, the optical modulator may be configured to receive light from each light source and then modulate the light.
[0029]
Further, the image signal processing means (synchronous transmission processing means, light source output adjusting means) 11 detects a synchronizing signal from a composite signal (image signal and synchronizing signal) supplied from the outside and sets it as a converted synchronizing signal. The converted synchronization signal is a signal obtained by converting the synchronization signal into a form that can be transmitted by the cable units (transmission units) 7-1 to 7-n, as described later. Is transmitted to each of the front end units 5-1 to 5-n by an electric cable 10 provided in the inside. In the first embodiment, since the converted synchronization signal is transmitted through the electric cable 10, the converted synchronization signal remains the detected synchronization signal (electric signal). However, the converted synchronization signal is modulated as in the embodiment described later. It may be like an optical signal.
[0030]
Further, the image signal processing unit 11 simultaneously detects an R image signal, a G image signal, and a B image signal for R light sources, G light sources, and B light sources, which will be described later, from the image signals by a color demodulation unit (not shown). An R light modulation signal, a G light modulation signal, and a B light modulation signal are generated from the R image signal, the G image signal, and the B image signal, respectively.
[0031]
Further, the image signal processing unit 11 adjusts the outputs of the G light source 13, the R light source 15, and the B light source 17 based on the connection number signal, which will be described later, sent from the light distribution unit 27. The G light source 13 is a green laser, and emits laser light (G image light) modulated based on the G light modulation signal sent from the image signal processing means 11, and outputs the laser light to the optical multiplexing means 25. The R light source 15 is a red laser, emits laser light (R video light) modulated based on the R light modulation signal sent from the image signal processing means 11, and outputs the laser light to the optical multiplexing means 25. The B light source 17 is a blue laser, and emits laser light (B image light) modulated based on the B light modulation signal sent from the image signal processing means 11 and outputs the laser light to the optical multiplexing means 25.
[0032]
The optical multiplexing unit (multiplexing unit) 25 includes a dichroic mirror, multiplexes the three color laser beams incident from the G light source 13, the R light source 15, and the B light source 17, and outputs the multiplexed light to the light distribution unit 27. .
As shown in FIG. 2, the light distribution unit (distribution unit) 27 includes n fiber connectors 41-1 to 41-n to which the cable units 7-1 to 7-n can be connected. Each of the fiber connectors 41-1 to 41-n includes a connection detector (not shown) for detecting the presence or absence of connection of the cable unit 7-1 to 7-n. When the connection of 1 to 7-n is detected, a connection detection signal is output to a mirror reflectance control circuit 45 and a connection number calculation circuit (connection number detecting means) 47 described later.
[0033]
The light distribution means 27 includes a connection number calculation circuit 47. The connection number calculation circuit 47 detects the number of cable sections 7-1 to 7-n connected to the back-end section 3 based on a detection signal sent by connection of the fiber connectors 41-1 to 41-n. . Then, a connection number signal corresponding to the connection number is output to the image signal processing means 11, and the light source output adjustment means appropriately adjusts the output of the light source according to the connection number.
[0034]
The light distribution means 27 includes reflection mirrors 43-1 to 43-n corresponding to the fiber connectors 41-1 to 41-n, respectively. Of these reflection mirrors 43-1 to 43-n, the reflection mirrors 43-1 to 43- (n-1) are variable reflectance mirrors, and the reflection mirror 43-n is a total reflection mirror. Each of the variable reflection mirrors 43-1 to 43- (n-1) is controlled in reflectance and transmittance by a mirror reflectance control signal from a mirror reflectance control circuit 45 described later, and is connected to a fiber connector ( An optical output of a predetermined power which is substantially equal to all of the front end portion) is supplied. A well-known variable reflectivity mirror is one that can mechanically (rotate, move, etc.) arbitrarily change the reflectance and the transmittance so that the sum of the transmittance and the reflectance becomes a predetermined ratio. .
[0035]
Further, the light distribution unit 27 includes a mirror reflectance control circuit 45, and controls the transmittance and the reflectance of each variable reflection mirror based on the number of connections or the detection signal.
Next, the configuration of the front end units 5-1 to 5-n will be described in detail with reference to FIG. The front end units 5-1 to 5-n have the same configuration, and the front end unit 5-1 will be described here.
[0036]
The front end unit 5-1 is composed of a polygon mirror, and is composed of a first deflecting optical system (scanning means) 29 driven by a mirror driving circuit 51 and a galvano mirror. A system (scanning means) 31, a timing circuit (synchronous scanning control means) 35, a BD sensor (scanning timing detection means) 37, a synchronization signal separation circuit (synchronous scanning control means) 39, and a relay optical system. You.
[0037]
The synchronization separation circuit 39 detects a synchronization signal (conversion synchronization signal) sent from the back-end unit 3 by the electric cable 10 and separates the synchronization signal into a first deflection synchronization signal and a second deflection synchronization signal. Is sent to the timing circuit 35, and the second deflection synchronization signal is sent to the mirror drive circuit 49.
[0038]
The timing circuit 35 adjusts the drive output of the mirror drive circuit 51 so that the first deflection synchronization signal sent from the synchronization separation circuit 39 and the scan detection signal sent from the BD sensor 37 are synchronized, and the first deflection optical system. The scan timing of the system 29 is controlled. This processing will be described later.
[0039]
The BD sensor 37 detects BD reflected light emitted from the BD light source 53 and reflected by the polygon mirror of the first deflection optical system 29, and outputs a scanning detection signal. This scanning detection signal is synchronized with the scanning of the polygon mirror, and is output to the timing circuit 35 as a first deflection scanning detection signal. In the present embodiment, the BD sensor 37 detects the BD reflected light from the BD light source 53 and obtains a scanning detection signal. However, the BD sensor 37 converts the scanned image light such as the G image light. Needless to say, a scanning detection signal can be obtained by direct detection.
[0040]
In addition, the front end unit 5-1 includes an image signal modulated light attenuator (not shown) that can arbitrarily attenuate the light amount of the image light in a path of the image light. By the image signal modulated light attenuating means, the brightness of the video light can be easily adjusted individually for each front end portion, and the image can be viewed with desired brightness.
[0041]
Next, the cable sections 7-1 to 7-n will be described with reference to FIGS. Each of the cable sections 7-i (i is an integer of 1 to n) is an optical fiber (optical transmission section) for transmitting the video light output from the light distribution section 27 of the back end section 3 to the front end section 5-i. 8 and an electric cable 10 for sending the converted synchronizing signal output from the video signal processing means 11 of the back-end unit 3 to the synchronizing signal separating circuit 39 of the front-end unit 5-i.
[0042]
In the cable sections 7-1 to 7-n, instead of the electric cable 10, an optical fiber for transmitting a conversion synchronization signal, which is an optical signal, may be provided separately from the optical fiber 8 for transmitting image light. Good. In this case, a predetermined light (for example, any one of the G light source 13, the R light source 15, and the B light source 17 or another light, for example, an infrared light) is converted into a synchronization signal by the image signal processing unit 11. To generate a synchronization signal modulated light (converted synchronization signal), and the synchronized signal modulated light can be transmitted to the front end units 5-1 to 5-n through the optical fiber. The front-end units 5-1 to 5-n can detect a synchronization signal by performing processes such as photoelectric conversion and demodulation from the synchronization signal modulated light.
[0043]
Further, the conversion synchronization signal may be transmitted wirelessly to the front end units 5-1 to 5-n using an electromagnetic wave as a medium. In this case, the back end unit 3 is provided with a transmission unit that transmits the generated radio wave or infrared light (converted synchronization signal) that is modulated based on the synchronization signal, and the front end units 5-1 to 5-n And a receiving unit that receives the radio wave or the infrared light, demodulates the converted signal and converts it into a synchronization signal.
[0044]
b) Next, an outline of the operation of the RSD 1 of the present embodiment will be described.
First, a composite signal is input to the image signal processing unit 11 of the back end unit 3 from outside. This composite signal is a signal including an image signal and a synchronization signal. The image signal processing unit 11 detects a G image signal, an R image signal, and a B image signal for the G light source 13, the R light source 15, and the B light source 17 from the image signal included in the composite signal by a color demodulation unit (not shown). A G light modulation signal, an R light modulation signal, and a B light modulation signal are respectively generated from the G image signal, the R image signal, and the B image signal. Then, the image signal processing unit 11 modulates the corresponding light emitted from the G light source 13, the R light source 15, and the B light source 17 with the G light modulation signal, the R light modulation signal, and the B light modulation signal. . Further, the image signal processing means 11 detects a synchronizing signal from the composite signal. This synchronization signal is transmitted as an electric signal (conversion synchronization signal) to the front end units 5-1 to 5-n by the electric cable 10 provided in the cable units 7-1 to 7-n.
[0045]
The laser light (image light) emitted and modulated from the G light source 13, the R light source 15, and the B light source 17 is multiplexed by the optical multiplexing unit 25, and sent to the light distribution unit 27 as one light flux.
The image light incident on the light distribution means 27 is first reflected by the total reflection mirror 42 as shown in FIG. 2, and thereafter, the variable reflectance mirrors 43-1, 43-2,... 43- (n While being transmitted one after another by -1), the light reaches the total reflection mirror 43-n.
[0046]
Each variable reflectance mirror 43-j (j is an integer of 1 to n-1) sets the reflectance to a predetermined value when the cable section 7-j is connected to the corresponding fiber connector 41-j. Then, a part of the image light is reflected and sent to the fiber connector 41-j and the cable section 7-j. On the other hand, when the cable section 7-j is not connected to the fiber connector 41-j, the reflectance of the corresponding variable reflectance mirror 43-j is set to 0, and all image light is transmitted. No video light is sent to -j.
[0047]
As described above, the process of setting the reflectance of the variable reflectance mirror 43-j according to the presence or absence of the connection of the fiber connector 41-j is performed as follows.
That is, each fiber connector 41-j (j is an integer of 1 to n-1) sends a detection signal to the mirror reflectance control circuit 45 when the cable section 7-j is connected. On the other hand, the mirror reflectance control circuit 45 sets the reflectance of the variable reflectance mirror 43-j to a predetermined value in the variable reflectance mirror 43-j corresponding to the fiber connector 41-j that sent the detection signal. To send a mirror reflectance setting signal. Then, a part of the image light is reflected by the variable reflectance mirror 43-j and sent to the fiber connector 41-j and the cable unit 7-j connected thereto.
[0048]
On the other hand, the mirror reflectance control circuit 45 includes a variable reflectance mirror in the variable reflectance mirror 43-k corresponding to the fiber connector 41-k (k is an integer of 1 to n-1) that has not sent the detection signal. A mirror reflectance setting signal for setting the reflectance of 43-K to 0 is sent. Then, the image light is entirely transmitted through the variable reflectance mirror 43-K, and is not sent to the fiber connector 41-K and the cable unit 7-K connected thereto.
[0049]
The mirror reflectance control circuit 45 sets a mirror reflectance control signal so that the amount of video light transmitted to each connected cable unit is equal.
As described above, in the light distribution unit 27, when the cable section 7-j is connected to the fiber connector 41-j, a part of the video light is sent to the cable section 7-j. Is not connected to the cable section 7-j, the video light is not sent to the cable section 7-j. The total reflection mirror 43-n located at the end of the optical path of the image light in the light distribution unit 27 totally reflects the image light sent to the total reflection mirror 43-n and sends it to the cable unit 7-n.
[0050]
The video light distributed by the light distribution means 27 is respectively connected to the front end unit 5 (connected) by the optical fiber 8 provided in the cable units 7-1 to 7-n (connected to the front end unit 3). -1 to 5-n. At this time, the three colors of laser light emitted and modulated from the G light source 13, the R light source 15, and the B light source 17 are multiplexed to form one light flux.
[0051]
In the front end units 5-1 to 5-n, the image light is scanned in the horizontal direction by the polygon mirror of the first deflecting optical system 29 as shown in FIG. Scanning is performed in the vertical direction by a galvanomirror. The image light that has been two-dimensionally scanned by the first deflection optical system 29 and the second deflection optical system 31 is shaped into a beam by a relay optical system (not shown), and then enters the pupil of the observer.
[0052]
c) Next, in the RSD 1 according to the first embodiment, a process of matching the scanning phase in the first deflection optical system 29 of the front end units 5-1 to 5-n with the phase of the synchronization signal will be described with reference to FIGS. 4 will be described.
The image signal processing means 11 of the back-end unit 3 converts the converted synchronizing signal (the synchronizing signal (-) to the synchronizing separation circuit 39 of the front-end units 5-1 to 5-n via the electric cable 10 of the cable units 7-1 to 7-n. (The same signal as the synchronization signal). The synchronization separation circuit 39 detects a synchronization signal from the converted synchronization signal and separates the synchronization signal into a first deflection synchronization signal and a second deflection synchronization signal. Then, the first deflection synchronization signal is sent to the timing circuit 35.
[0053]
On the other hand, a scanning detection signal is input to the timing circuit 35 from the BD sensor 37. This scanning detection signal is a signal synchronized with scanning by the polygon mirror constituting the first deflection scanning system 29 as described above.
The first deflection synchronization signal and the scanning detection signal need to be completely synchronized, but there may be a shift in the phase scanning synchronization at the beginning, as shown on the left side of FIG. The timing circuit 35 includes a known PLL (Phase-Lock-Loop) circuit, and corrects the driving output of the mirror driving circuit 51 based on the phase difference between the scanning detection signal and the synchronization signal, thereby obtaining the signal shown in FIG. As shown on the right, the scanning detection signal and the first deflection synchronization signal can be completely synchronized with a predetermined phase difference.
[0054]
Further, since the mirror driving circuit 49 can deflect (scan) according to the driving signal of the mirror driving circuit 49, the driving signal generated based on the second deflection synchronization signal separated by the synchronization separation circuit 39. , The deflection (scanning) synchronized with the second deflection synchronization signal with a predetermined phase difference is easily performed. However, as for the second deflection, as in the case of the first deflection, it is needless to say that a scanning detection means such as a BD sensor is provided and the second deflection synchronization signal can be synchronized with a predetermined phase difference by a PLL circuit or the like. Nor.
[0055]
d) Next, in the RSD 1 of the first embodiment, the outputs of the G light source 13, the R light source 15, and the B light source 17 according to the number of the front end units 5-1 to 5-n connected to the back end unit 3. Will be described with reference to FIG.
As described above, the fiber connectors 41-1 to 41-n include connection detectors (not shown) that detect the presence or absence of connection of the cable units 7-1 to 7-n. Among the connectors 41 to 41-n, those to which the cable units 7-1 to 7-n are connected output a connection detection signal to the connection number detection circuit 47. The connection number detection circuit 47 calculates the number of connected front end units based on the number of input connection detection signals, and processes the connection number signal corresponding to the number of connected front end units to image signal processing. Output to the means 11 and the mirror reflectance control circuit 45. The image signal processing means 11 includes a G light source 13, an R light source 15, and a B light source so that the amount of video light supplied to each connected front end unit is kept constant even when the number of connections changes. The output of 17 is adjusted according to the connection number signal. That is, the outputs of the G light source 13, the R light source 15, and the B light source 17 are increased in proportion to the number of connected front end units.
[0056]
Further, the mirror reflectance control circuit 45 transmits the image signal modulated light (video light) only to the portion where the cable portions 7-1 to 7-n are connected, and the light amount is constant between the cable portions. The reflectance of each of the variable reflectance mirrors 43-1 to 43- (n-1) is controlled such that
[0057]
e) Next, effects achieved by the RSD 1 of the first embodiment will be described.
{Circle around (1)} In the RSD 1 according to the first embodiment, a plurality of (n) front-end units can be connected to one back-end unit. Since only one laser light source and optical mechanism can be shared, the cost can be reduced and the power consumption can be reduced as compared with a case where each person has a back-end unit.
[0058]
Further, the RSD system can be reduced in size and weight as compared with a case where a back-end unit is prepared for each person.
{Circle over (2)} In the first embodiment, the phase of the synchronization signal and the phase of the scanning detection signal (the phase of scanning in the first deflection scanning system 29) can be matched in each front end unit. As a result, normal display can be performed in each front end unit simply by distributing the image light.
[0059]
{Circle around (3)} In the first embodiment, light is not supplied to the cable units 7-1 to 7-n that are not connected to the back-end unit 3, but the cable unit 7- connected to the back-end unit 3 is not supplied. Since the output of the light source is optimally adjusted according to the number of 1 to 7-n, the amount of image light supplied to one of the front end units 5-1 to 5-n can be constant. The brightness of the image light emitted to the observer's retina is kept constant. Further, the light of the light source can be used without waste.
[0060]
{Circle around (4)} In the RSD 1 of the first embodiment, only the front end portion needs to be worn, so that the RSD 1 is light and has excellent wearing feeling.
{Circle around (5)} In the first embodiment, the G video light, the R video light, and the B video light are multiplexed by the back-end unit 3 and then each of the front-end units 5-1 to 5-5- n, the cable portions 7-1 to 7-n can be made thinner and the cost can be reduced. In addition, since no multiplexing means is required for the front end units 5-1 to 5-n, the size and cost of the front end unit can be reduced.
(Example 2)
a) The configuration and operation of the RSD 1 of the second embodiment are basically the same as those of the first embodiment. However, in the RSD 1 according to the second embodiment, as shown in FIG. 5, the back end unit 3 does not include the optical multiplexing unit, and the video light (G light) emitted from the G light source 13, the R light source 15, and the B light source 17 is emitted. The video light, the R video light, and the B video light) are transmitted to the respective front end units 5-1 to 5-n by separate optical fibers 8G, 8R, and 8B provided in the cable units 7-1 to 7-n, respectively. Can be Therefore, the back-end unit 3 includes three light distribution units (G light distribution units) for distributing the G image light, the R image light, and the B image light to the front end units 5-1 to 5-n, respectively. 27-1, R light distribution means 27-2, and B light distribution means 27-3).
[0061]
Each of the front end units 5-1 to 5-n includes an optical multiplexing unit 25, and multiplexes the separately transmitted G image light, R image light, and B image light. The multiplexed image light is two-dimensionally scanned in the same manner as in the first embodiment, and is incident on the pupil of the observer.
The second embodiment is different from the first embodiment in the method of transmitting the converted synchronization signal. This will be described with reference to FIGS. The image signal processing means 11 separates the synchronizing signal from the composite signal, and further modulates the predetermined light having a different wavelength from the G image light, for example, infrared light, with the synchronizing signal in the electric / optical converter 55, A synchronization signal modulated light (converted synchronization signal) is generated. The synchronous signal modulated light is superimposed on the G image light by the dichroic mirror 57. The optical signal on which the video light and the synchronizing signal modulated light are superimposed is distributed by the G light distribution means 27-1, and the optical fiber of each cable unit 7-1 to 7-n (only 7-1 is shown in FIG. 6). By 8G, it is sent to each of the front end units 5-1 to 5-n.
[0062]
The optical signal, which is input to the front end unit 5-1 (the same applies to other front end units) and is obtained by multiplexing the G image light and the synchronization signal modulated light, by the dichroic mirror 59, the G image light and the synchronization signal It is separated into modulated light. Here, since the G image light and the optical signal modulated light of the synchronization signal have different wavelengths, they can be separated.
From the separated synchronization signal modulated light, a synchronization signal (electric signal) is detected by the optical / electrical conversion unit 61. As in the first embodiment, the image light is two-dimensionally scanned in synchronization with the synchronization signal, and is incident on the pupil of the observer.
[0063]
b) The effect of the RSD 1 according to the second embodiment will be described.
{Circle around (1)} In the RSD 1 of the second embodiment, the synchronizing signal modulated light and the G video light are multiplexed by the back end unit 3 and transmitted to each front end unit by the optical fiber 8G, so that the synchronous signal modulated light is transmitted. There is no need to separately provide an optical fiber for performing the operation. Therefore, connection of the wiring in the cable parts 7-1 to 7-n is easy, and the cable parts 7-1 to 7-n can be made thinner and lower in cost, and do not become an obstacle. Further, if the synchronization signal modulated light is infrared light, it is easy to separate from the G image light, and it is not necessary to block the incidence of the synchronization signal modulated light because it is not visible even if it enters the pupil. Separation of the synchronization signal in the front end section is easy and cost reduction can be achieved.
[0064]
{Circle around (2)} The RSD 1 according to the second embodiment transmits the G image light, the R image light, and the B image light generated in the back end unit 3 through separate optical fibers to the front end units 5-1 to 5-n. , The connection of the optical fiber is easy, and an optical fiber optimized for the characteristics of each of the G image light, the R image light, and the B image light can be used, so that low loss and stable transmission can be performed. In addition, since it is easy to correct each light in the front end portion, high image quality can be achieved.
[0065]
{Circle around (3)} The RSD 1 of the second embodiment has the effects of e) (1) to (3) of the first embodiment.
(Example 3)
The configuration and operation of the RSD 1 of the third embodiment are basically the same as those of the second embodiment. However, the RSD 1 of the third embodiment is different in the generation and transmission of the synchronization signal modulated light. This will be described with reference to FIGS.
[0066]
The image signal processing means 11 modulates the G image light emitted from the G light source by using the G image modulator 19 (see FIG. 7) according to the composite image signal shown in FIG. The composite image signal includes an image signal and a modulation synchronization signal generated from the synchronization signal, which is superimposed on a blank portion of the image signal.
[0067]
Therefore, the G image light modulated by the composite image signal has not only an optical analog signal corresponding to the image signal, but also includes an optical signal corresponding to the synchronization signal. Signal). The optical signal corresponding to the synchronization signal is set so as to include an optical signal whose intensity is sufficiently higher than the intensity of the G image light corresponding to the case where the image signal corresponding to the G light other than the optical signal is the brightest. ing.
[0068]
The modulation synchronizing signal includes a wide optical signal and a narrow optical signal. The wide optical signal corresponds to the second deflection synchronizing signal. The signal corresponds to the first deflection synchronization signal. Since the second deflection synchronization signal is a synchronization signal used for the second deflection optical system 31 whose period is an integral multiple of that of the first deflection optical system 29, the number of wide optical signals is equal to the number of all optical signals. 1 / (integer) times of
[0069]
The G image light modulated by the composite image signal is distributed by the G light distribution unit 27-1 and is transmitted to each front end unit 5 by each cable unit 7-1 to 7-n (only 7-1 is shown in FIG. 6). -1 to 5-n.
In the front end unit 5-1 (same for 5-2 to 5-n), only the optical signal corresponding to the synchronizing signal from the G video light is separated by the separation unit 59 as shown in FIG. To separate the optical signals. The separated optical signal corresponding to the synchronization signal is returned to the modulation synchronization signal (electric signal) by the optical / electrical conversion unit 61, and further converted to a synchronization signal. The converted synchronization signal is separated by a synchronization signal separation circuit 39 into a first deflection synchronization signal and a second deflection synchronization signal. Specifically, as shown in FIG. 8C, an optical signal generated at a point where optical signals corresponding to all the synchronization signals fall is set as a first deflection synchronization signal. The optical signal generated at the point where the wide synchronization signal falls is defined as the second deflection synchronization signal. Then, as in the first and second embodiments, the image light is two-dimensionally scanned in synchronization with the separated first and second deflection synchronization signals and is incident on the pupil of the observer. You.
[0070]
On the other hand, after separating the optical signal having only the optical signal corresponding to the synchronization signal by the separating unit 59, the G video light (see FIG. 8A) at the timing of the blank portion of the image signal is separated by a shielding unit (not shown). , So as not to enter the pupil of the observer. Thus, when the G image light is used for displaying an image, the optical signal corresponding to the synchronization signal in the blank portion is not visually recognized as noise together with the image.
[0071]
In this embodiment, among the synchronization signals, those corresponding to the second deflection synchronization signal are distinguished by the width of the optical signal corresponding to the synchronization signal. It may be distinguished by strength.
The RSD 1 of the third embodiment has the same effects as the second embodiment.
[0072]
Further, in the RSD 1 of the third embodiment, the converted synchronization signal is transmitted to the front end together with the G video light, so that it is not necessary to separately provide an electric cable or an optical fiber for transmitting the converted synchronization signal. Therefore, the connection of the wiring in the cable parts 7-1 to 7-n is easy, and the cable parts 7-1 to 7-n are the thinnest and the cost can be reduced.
[0073]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment at all, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the present invention.
In the first to third embodiments, the configuration is described in which an image is displayed only on the retina of one eye. However, the image is displayed on both eyes by splitting the image light into two at any part. be able to.
[0074]
-The image display device of the present invention can be used for devices other than the RSD. For example, in FIG. 1, an image display device that displays an image on a screen can be provided by replacing a portion of the retina with a screen.
In the first embodiment, similarly to the second or third embodiment, a synchronization signal modulation light may be generated from a synchronization signal, and the synchronization signal modulation light may be superimposed on at least one image light. In this case, an optical signal in which the video light and the synchronizing signal modulated light are superimposed is transmitted to the front end units 5-1 to 5-n via the cable units 7-1 to 7-n. The video light and the synchronization signal modulated light can be separated.
[0075]
In the first to third embodiments, the case where the number of the first deflection synchronization signals in one cycle of the second deflection synchronization signal is an integer, that is, the case of non-interlaced display has been described. When the number of the first deflection synchronization signals is not an integer, a non-interlaced display in which the number of the first deflection synchronization signals is an integer in two periods of the second deflection synchronization signal. Needless to say, this can be easily implemented.
[0076]
Further, in the first to third embodiments, the first deflection synchronization signal and the second deflection synchronization signal are described. However, it goes without saying that a general example corresponds to a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal. .
In the first to third embodiments, the light distribution means 27 may branch the image light using the optical waveguide shown in FIG. This optical waveguide is made of LiNbO ₃ And LiTaO ₃ And a Y-shaped passage formed by diffusing ions into the electro-optic crystal. Since the refractive index of the portion of the passage is higher than that of the surroundings, the image light entering the passage is transmitted only in the passage. Therefore, as shown in FIG. 9, the image light that has entered the passage from the left side of the optical waveguide is branched and output from the right side into two lines.
[0077]
The light distribution means may be constituted by a heat fusion optical fiber, a half mirror, and a beam splitter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an RSD in an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an RSD in an embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an RSD in an embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a synchronization signal and a scanning start signal in the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an RSD in an embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a method of converting, transmitting, and detecting a synchronization signal in the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an RSD in an embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a method of converting, transmitting, and detecting a synchronization signal in the embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a distribution unit in the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... RSD
3 Front end part
5-1 to 5-n ... back-end part
7-1 to 7-n ... cable part
11 image signal processing means
13 ... G light source
15 ... R light source
17 ... B light source
25 ... Optical combining means
27 ... Light distribution means
29 first deflecting optical system
31 second deflecting optical system
35 ... Timing circuit
37 ... BD sensor
39 Synchronous signal separation circuit

Claims

A back-end unit including at least one light source, and light emitted from the light source, and a modulation unit that modulates the light with an image signal corresponding to the light;
A transmission unit including light transmission means for transmitting the modulated light,
An image display device comprising: a scanning unit that two-dimensionally scans the light transmitted by the light transmitting unit; and a front end unit that includes an optical system that causes the scanned light to enter a pupil of an observer. hand,
A distributing unit that distributes the modulated light and supplies the modulated light to one or more of the light transmitting units;
Synchronous transmission processing means for generating a conversion synchronization signal that is a predetermined signal that can be transmitted by the transmission unit based on a synchronization signal superimposed on the image signal or supplied as another signal together with the image signal. ,
The transmission unit transmits the conversion synchronization signal to the front end unit,
A scanning timing detection unit configured to detect a timing of scanning by the scanning unit and generate a scanning detection signal,
A synchronous scanning control unit that reproduces the synchronization signal from the converted synchronization signal and controls the timing of scanning by the scanning unit so that the scanning detection signal is synchronized with the synchronization signal. apparatus.

The back-end unit includes a plurality of light sources that emit light having different wavelengths, and includes a multiplexing unit that multiplexes the plurality of modulated lights having different wavelengths.
The image display device according to claim 1, wherein the light transmission unit transmits the combined light as one light beam to the front end unit.

The back-end unit includes a plurality of the light sources that emit light having different wavelengths,
The image display device according to claim 1, wherein the light transmitting unit transmits the plurality of modulated lights having different wavelengths to the front end unit as different light beams.

The synchronous conversion signal according to any one of claims 1 to 3, wherein the synchronous transmission processing means is a synchronous signal modulated light generated by modulating predetermined light based on the synchronous signal. Image display device.

The image display device according to claim 4, wherein the predetermined light is light having a different wavelength from the light modulated by the modulator.

The conversion synchronization signal is a composite image signal obtained by modulating at least one of light emitted from the light source by a composite image signal in which the synchronization signal is superimposed on a blank portion of the image signal corresponding to the light. Modulated light,
The synchronous scanning control means reproduces the synchronous signal from the composite image signal modulated light,
The image according to any one of claims 1 to 3, wherein the front end unit includes a shielding unit that prevents the composite image signal modulated light from entering a pupil of an observer only during the blank portion. Display device.

The predetermined light is light emitted from any of the light sources or other light sources,
The image display device according to claim 4, wherein the light transmission unit transmits the synchronization signal modulated light to the front end unit as a light flux different from light for displaying an image.

The conversion synchronization signal is an electric signal,
The image display device according to claim 1, wherein the image is transmitted to the front end unit by an electric cable included in the transmission unit.

The image display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the conversion synchronization signal is a signal transmitted from the back end unit to the front end unit wirelessly using an electromagnetic wave as a medium.

The back-end unit, a connection number detection unit that detects the number of the transmission unit connected to the back-end unit,
The image display device according to claim 1, further comprising: a light source output adjusting unit that adjusts an output of the light source according to the number detected by the connection number detecting unit.

The image display device according to any one of claims 1 to 10, wherein the front end unit includes an image signal modulated light attenuator capable of arbitrarily attenuating the amount of the modulated light.

A back-end unit used for the image display device according to claim 1,
At least one light source;
Modulating means for modulating light emitted from the light source with an image signal corresponding to the light,
Distributing means for distributing the modulated light and supplying the modulated light to one or more light transmitting means;
A back-end unit comprising: a synchronous transmission processing unit configured to generate the converted synchronization signal based on a synchronization signal superimposed on the image signal or supplied as another signal together with the image signal.

A front end unit used for the image display device according to claim 1,
Scanning means for two-dimensionally scanning the light transmitted by the light transmission means;
An optical system for causing the scanned light to enter a pupil of an observer,
Scanning timing detecting means for detecting a timing of scanning by the scanning means and generating a scanning detection signal,
A synchronous scanning control means for detecting the synchronizing signal from the conversion synchronizing signal and controlling the timing of scanning by the scanning means so that the scanning detection signal is synchronized with the synchronizing signal. Department.