JP2725788B2 - 小型表示システム及び表示方法 - Google Patents

小型表示システム及び表示方法

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JP2725788B2
JP2725788B2 JP63187929A JP18792988A JP2725788B2 JP 2725788 B2 JP2725788 B2 JP 2725788B2 JP 63187929 A JP63187929 A JP 63187929A JP 18792988 A JP18792988 A JP 18792988A JP 2725788 B2 JP2725788 B2 JP 2725788B2
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    • H04N3/02Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only
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    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビデオ表示システムに関し、特に小型のフ
ル・ページ・ビデオ表示システムに関する。
〔従来の技術および解決しようとする課題〕
ソリッドステート技術における進歩は、コンピュータ
および計算器を含む色々な電子装置の大きさを引続き縮
減している。しかし、このような装置が縮小できる大き
さは、これまで、このような装置を適正に使用するため
に一般的に必要な出力ディスプレイの大きさによって制
限されてきた。ほとんどの小型コンピュータおよび関連
機器は、現在では英数字の表示のための制限された数の
マトリックスを含む単列を出力ディスプレイとして使用
し、このようなマトリックスは発光ダイオード、液晶、
あるいは類似の素子からなる。あるいはまた、フル・ペ
ージ表示が必要な場合、比較的大きな液晶あるいは類似
の平坦スクリーン装置が使用されている。
前記ディスプレイは、非常に少ない情報を提示し、解
像度が低く、図形の表示には適合せず、また特に液晶素
子が使用される場合は、低い周囲光条件では見づらいも
のであった。これら装置はまた、ユーザの通常の視野を
妨げることなく表示を見ることができるように支持する
ようにはなっていない。
より大きなフル・ページ型平坦スクリーン・ディスプ
レイは、一般に特に高い解像度がなく、依然としてある
制限された量の情報しか見ることができず、低い周囲光
条件ではしばしば見づらいものである。更に、標準的な
CRTモニターよりは小さいが、これら装置は依然として
運んだり使用するには比較的大きいものである。このた
め、これら装置は、ポケット型装置ではなくラップ・ト
ップ型装置に用いられるものである。
ある特殊な用途においては、ヘルメットに装着する小
型CRTの如き装置が、適当な光学系を介してユーザの視
野に映像を投射する。時にヘッドアップディスプレイと
呼ばれるこのような装置は比較的高価でありかつ扱いに
くく、従って一般的な市販用には適合しない。
従って、普通サイズのフル・ページ・ビデオ・ディス
プレイの明瞭な映像を生じ、コストが比較的安く、高い
解像度を提供し、どんな周囲光の条件下でも見ることが
できる小型の(即ち、ポケット・サイズの)ディスプレ
イに対する需要が存在する。更に、このようなディスプ
レイは、1つの目で見るようにされており、同時に通常
の視野を維持しながら該ディスプレイを見ることができ
る。
この種のディスプレイは、ポケット型装置でフル・ペ
ージの情報を表示することが必要な時常に用いられるこ
とになった。この装置は、例えば、ポケット・サイズの
コンピュータ用の小型出力装置として、あるいは中央コ
ンピュータから受取られる情報に対するモデムからの出
力装置として用いることができる。また、この装置は、
ページ・サービスから与えられる情報の表示、チッカー
・テープの如く連続的にあるいは要求に応じて選択され
た情報による仲買人または投資家に対する株式市場の情
報の表示、セールスマンに対する現場の産物および価格
の情報の提供、オッシロスコープの如き手で持てる計器
に対する出力の提供、等の如き用途において特殊目的の
ディスプレイとして使用することもできる。この種の小
型ディスプレイはまた、窓ガラス、ヘッドバンド等に取
付けて、パイロット、戦車のオペレータ、外科医、およ
び略々通常の視線を維持できる状態のまま特定の機能を
実施するため大量の英数字または図形情報を必要とする
他の人々にデータを提供するため使用することもでき
る。関連する能力は、移動電話におけるテレビ電話の能
力を提供することになろう。この種の小型化されたディ
スプレイはまた、ユーザが他の人達を煩わすことなく、
あるいは見ている情報を他の人達に見せることなく情報
を見ることができる用途においてもまた有効である。こ
の種の表示装置は、このように、表示が見えず他の気を
散らさないことが望ましい航空機あるいは通勤列車、図
書館または他の公の場所において、ユーザがフル・ペー
ジ表示を見たいと欲する用途において有効であろう。こ
の種の装置の別の用途は、遥かに大きな有効スクリー
ン、良好な解像度および更に容易な視認を提供しなが
ら、現在の小型TVよりも小さく軽いTVモニターとなろ
う。ユーザの全視野を覆う眼鏡またはゴーグル(goggle
s)に取付けられるこのような2つの装置は、低コスト
のフライト・シミュレータその他の用途に対して有効な
三次元像を提供することができよう。
〔課題を解決するための手段〕
上記の事柄によれば、本発明は、行をなす表示ピクセ
ルを生じるためある予め定めた状態で整合された複数の
発光素子を使用する小型の表示システムを提供する。こ
の発光素子は、直線状に配列されることが望ましい。本
システムはまた、ミラーおよびこのミラーを予め定めた
周波数で振動させる手段を含む。このミラーに所要の大
きさの虚像を生じるための像形成光学系もまた設けられ
る。この像は、もし像形成用光学系がコリメーティング
(collimating)手段を含む場合には無限遠に現れ、あ
るいはより短い快適視認距離に現れ得る。最後に、ミラ
ーの振動における選択された地点に発光素子を選択的に
発光させる装置が設けられる。この装置は、選択的に発
光されたピクセル(画素)の連続する行がミラー上に投
影されることを可能にする。ミラーの振動周波数は、所
要のフル・ページ表示のフリッカのない像を生じるよう
に充分に高い。
発光素子の2つ以上の行が設けられ、各行の素子が異
なる色を投影する。各行の対応する素子をミラー上の同
じ点で投影させて所望の色の像が得られるように選択的
に発光させるための手段が設けられている。
望ましい実施態様においては、発光素子は発光ダイオ
ードであり、これからの出力は適当な光学系を経てミラ
ーへ送られる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点につい
ては、添付図面に示される如き本発明の望ましい実施態
様の以下に述べる詳細な記述から明らかになるであろ
う。
〔実施例〕
第1図においては、本発明のディスプレイは、像が視
認できる1つの開口14が形成された光が漏れない箱12内
に包含されている。箱12は非常に小さくなるように設計
されている。例えば、本発明の一実施例においては、こ
の箱は約30.5mm(1.2インチ)の深さを持つ約25.4×76.
2mm(1×3インチ)である。開口14は、像を視認する
ための四角の穴であり、この穴の各辺は約25.4mm(1イ
ンチ)の約四分の三である。
箱12内には、複数の直線状に並べられた発光装置18を
含む回路16が取付けられている。望ましい実施態様にお
いては、装置18は発光ダイオード(LED)である。直線
状の配列内のダイオード18の個数は、ビデオ・ディスプ
レイに必要な巾に依存することになる。256×256ディス
プレイによる望ましい実施態様の場合は、回路16は256
個の直線状に配列されたLEDを含むことになる。この実
施態様におけるLEDは、LED間の間隔が20ミクロンで約40
ミクロンとなる。回路16として使用されるのに適するモ
ジュールの一例は、256個のLED印刷モジュールであるTe
lefunken社のTPMP8160である。
LED18からの光は、第2図の実施例の場合にコリメー
ティング(Collimating)用および拡大用レンズ20であ
る像形成光学系に当てられる。直径が30mmで焦点距離が
50mmのレンズがこのような用途に適している。レンズ20
からのコリメートされた光出力は、共振スキャナ24の振
動ミラー22に対して当てられる。スキャナ24は、例え
ば、ミラー22をして50乃至、100Hzの範囲内の周波数で
走査角度がピークツゥピーク値で10゜にわたって振動さ
せることができる。走査角度30゜にわたる振動が可能で
ある。ミラー20は、例えば約25.4mm(1インチ)平方で
よい。ミラー20が振動させられる時、LED18からの光が
ミラーに対して投射される地点が変化する。このため、
ミラー22の振動中の異なる点でLED18の異なるものを選
択的に発光させることにより、連続する行のピクセル
(即ち、表示点)がミラーに現れさせられることにな
る。ミラーが100HZの速度でリフレッシュさせられる
(ミラーの両方向の運動中リフレッシュが生じるため、
このリフレッシュ速度はミラーの振動周波数の2倍とな
る)状態では、ユーザの目に生じる残像は、フリッカを
除去してミラーにおける連続的なフル・ページの虚像の
幻影を生じるに充分である。上記の寸法を持つシステム
によれば、ミラーにおける虚像の大きさは、目から約60
9.6mm(24インチ)の距離において見える約304.8mm(12
インチ)のCRTに相当することになる。このため、5×
7のマトリックス文字の32本の線を含む像を容易に見る
ことができる。本発明における使用に適する光学的スキ
ャナは、米国マサチューセッツ州02272ウォータータウ
ン市アーセナル・ストリート500番地のGeneral Scannin
g社から入手できる光学的スキャナIBシリーズである。
第1図における残りの要素はケーブル26および28であ
る。以下本文に更に詳細に述べるケーブル26は、LED18
の選択的な発光のための制御信号を送り、ケーブル28は
共振スキャナ24に対して給電し、スキャナから同期情報
を受取る。
第2図においては、表示されるべき情報が最初にデー
タ記憶装置40に格納される。用途に応じて、記憶装置40
はROM、PROM、EPROM、あるいはRAMでよい。読出専用記
憶装置は、制限された情報の組が選択的にユーザに対し
て与えられる用途において使用されることになる。しか
し、ほとんどの用途においては、ユーザに対して与えら
れる情報は時間および環境と共に変化し、またユーザが
要求する情報もしくはユーザのコンピュータ、ホスト・
コンピュータ、あるいはユーザが望みまたは必要とする
監視者により定められる情報に従って変化することにな
る。表示される新しい情報は、データ入力ケーブル42上
を記憶装置40に対して加えられ、また各フレームの終り
に生じる以下に述べる遅れの間に記憶装置40に格納され
得る。
情報が記憶装置40に格納されるアドレス、および情報
が読出されるアドレスは、タミイングおよび制御回路46
からの回線44により従来の方法で制御される。データ
は、回路46からの回線44上の信号の制御下で記憶装置40
から一時に1行ずつシフトレジスタ48に対して読出され
る。シフトレジスタ48は、例えば256ビット位置を有
し、シフトレジスタ48内に各LED18に対するビット位置
がある。
シフトレジスタ48にシフトされた文字行を表示するこ
とが求められる時、回路46によりストローブ信号が回線
50上に与えられ、シフトレジスタ48の内容をケーブル56
上をラッチ54に対して転送させる。ケーブル58上のラッ
チ54の出力が、LED回路59における表示ドライバを制御
し、このドライバは回線52上の信号によりトリガーされ
てLED18を発光させる。一旦ビット行がシフトレジスタ4
8からラッチ54へ転送されると、信号が再び回線44に対
して加えられ、新しい情報行をシフトレジスタにロード
する。
前に述べたように、LED18からの出力はミラー22上の
選択された垂直位置にピクセル(画素)の表示線を形成
するためにレンズ20を介して供給される。第2図に示さ
れるように、ユーザ(図示せず)は図から外側を向いた
位置にあることになる。
ミラー22の振動は、ミラー駆動回路60によって制御さ
れる。ミラー22に対して回線62上に加えられる駆動信号
は、ミラーの運動における急激な繊維状態を避けるため
略々正弦波である。しかし、ミラー22の正弦波の振動
は、直線状でないミラーにおける隣接する行間のタイミ
ングを生じる結果となる。以下の論議においては、この
非直線性に関する種々の手法について論述する。
ミラーの駆動はミラーの移動の2つの終点間の領域に
おいて比較的直線的であるが、この終点付近の領域にお
ける駆動信号、従ってミラーの移動は充分に非直線的で
あり、容易な補償を難しくする。従って、本発明の望ま
しい実施態様における表示のためには終点(終端)付近
の領域を用いないように定められた。この目的は、第2
図に示される実施例において、回線64上の方向性を持つ
出力信号を駆動回路60から回路46に、また右方の走査遅
延回路66および左方の走査遅延回路68に対して加えるこ
とにより達成される。走査遅延回路からの出力は、回路
46に対する別の入力として加えられる。
第3図において、線Aは回線64に現れる信号を示して
いる。この信号は、一方向におけるミラーの走査中はハ
イの状態であり、右方走査方向と呼ばれ、反対方向にお
ける走査中はローの状態となり、これは左方走査方向と
呼ばれる。ミラー22の振動方向が変化する時の回線64上
の信号における遷移状態は、タイミング制御回路46を、
従って本システムの残部を同期させるため使用すること
ができる。更に、ミラーの左方および右方の両走査の間
に点がミラー22に対してマップされることが示される。
しかし、これらの点は、これらの2つの走査に対しては
反対方向にマップされる。このように、例えば点は右方
走査の間はスクリーンの最上部から始めて行毎にスクリ
ーンの底部に向けてマップされるが、左方走査の間は、
生成される最初の行は底部の行となり、行は底部から頂
部へ向けて生成されることになる。明瞭な高解像度の表
示を維持するためには、左方および右方の両走査の間に
同じ点が常にミラー上の正確に同じ点に現れることが重
要である。このことは、遅延回路66により制御される如
き右方走査が開始する前の遅れが、遅延回路68により制
御される如き左方走査が開始す前の遅れとは異なること
を必要とする。これが、2つの個々の走査の遅れに対す
る理由である。右方走査の遅延回路66からの出力は、各
右方走査の始めの僅か後に生じる一連のパルスとして第
3図の線B上に示される。同様に、左方走査遅延回路68
からの出力は、線3C上に示され、各左方走査の初めから
僅かに遅れる一連のパルスを構成する。前に示したよう
に、また第3図において判るように、左方走査の遅れは
右方走査に対する遅れとは異なり、両方の走査中に1つ
の点が正確に同じ点に現れることを保証する。
ミラーの駆動における非直線性を更に保証するため、
回線50上のストローブ信号間の間隔(各行のビットをラ
ッチ54にロードするため用いられる)は、第4A図に示さ
れる如きある走査サイクル中に変化され得る。同様に、
LEDドライバを制御する回線52上の表示信号の持続期間
ではなく間隔もまた、第4図の線B上に示されるように
変化させられ得る。表示の各行毎にこのような各信号の
1つが存在することの理解の下に、第4図においては、
ストローブおよび表示信号の各々しか示されない。この
ため、256×256ディスプレイの場合は、このような各信
号が256個存在することになる。別の可能性のある問題
は、本発明の望ましい実施態様に用いられる如き大きな
発光ダイオード・アレイの場合には、発光ダイオードか
らの発光は均一ではないことである。このような不均一
性はある用途においては許され得るが、このような不均
一性は本発明の用途におけるディスプレイにおいては垂
直線即ち縞を現れさせるおそれがある。製品は、アレイ
に関係しているこのような不均一性の情報を典型的にも
たらすので、第4図の線Bに示されるようにLEDを付勢
するため用いられるパルスの巾を変化させ、これにより
LEDがオンとなる期間を変化させるか、あるいはLEDの不
均一性を補償するためこれらLEDに現れる電流を変化さ
せることにより、この不均一性は第2図の回路において
補償することができる。いずれの手法も、最初の不均一
性の如何に拘らず、アレイの全てのLEDからの略々均一
な発光を生じる結果となる。
実施においては、シフトレジスタ48、ラッチ54および
LED回路59は、回路板16の一部として含めることができ
る。同様に、ミラー駆動回路60を光学的スキャナ24の一
部として含めることもできる。タイミングおよび制御回
路46は、プログラムされたマイクロプロセッサあるいは
他の適当な制御装置でよい。回路46の性質およびプログ
ラミングは用途に従って異なる。
第5図は、本発明の別の実施例の概略図であり、同図
においては図示の目的のため2行の発光ダイオード18A
および18Bが示され、その各々は異なる色の出力を生じ
る。例えば、発光ダイオード18Aは赤の出力を生じ、発
光ダイオード18Bは縁の出力を生じる。フル・カラー表
示を行なうためには、1つ以上の行の発光ダイオードを
設けることができる。発光ダイオード18の各行毎に、1
つのLED回路59、1組のラッチ54および1つのシフトレ
ジスタ48がある。データ・ストア40′からのデータが、
タイミングおよび制御回路46′の制御下でシフトレジス
タ48にロードされる。同じデータは両方の組のシフトレ
ジスタに対してロードされるが、僅かに異なる間隔で表
示するためにラッチ54に対してロードされ、この間隔
は、発光ダイオード18A、18Bからの対応する出力がミラ
ー22上の正確に同じ点で像形成されるように、発光ダイ
オードの行間のスペースおよび振動するミラー22の移動
速度に関連付けられている。カラー像はこのようにミラ
ー22において得ることができる。
第5図はまた、箱12の開口を介して直接見えるミラー
22における虚像の代りに、中間の実像を生じ、次いでユ
ーザの目に最大量の光が入るように光を充分に小さなビ
ームに再びコリメートするために、別の光学系が設けら
れている。即ち、ミラー22からの像はレンズ80に通さ
れ、このレンズは点82において中間の実像を形成し、レ
ンズ84によって再コリメートされる。レンズ84は、例え
ば、観察者が覗くことがことができる接眼部に設置する
こともできる。
上記の2つの変更を除いて、第5図の実施例は、第2
図の実施例と関連して前に述べた方法で作動する。
箱12に対して必要な大きさおよび所要の光出力の性質
に応じて、色々な光学的形態が使用できる。第6図は、
観察レンズ(viewing lens)において得られる光を増大
させるため使用することができる1つのこのような光学
的経路の一例である。この実施例においては、発光ダイ
オード18からの光は、ミラー22に対する像形成光学系を
形成する一連のコリメーティングレンズを通過する。ミ
ラーからの像は、1対の反射ミラー90、92により色々な
レンズを通って観察レンズ94に投射される。第6図に示
されるように、第1図に示される如き単一のレンズでも
よいコリメーティングレンズは、多重レンズ形態である
ことが望ましい。このレンズ形態の正確な性質は用途と
共に変化する。更に、望ましい実施態様としてコリメー
ティングおよび拡大レンズ装置が像形成光学系に用いら
れたが、快適視認距離および所要の大きさにおいて虚像
を形成する像形成用光学系を使用することもでき、また
レンズに加えて、あるいはその代りに湾曲ミラーまたは
他の光学要素で全体あるいは一部を形成することもでき
る。
本発明の色々な実施態様を作動させる電力は、典型的
にはバッテリ(図示せず)から得られる。特定の用途に
おいて小型バッテリを使用することができる程電力の需
要が非常に小さければ、このバッテリは装置自体の内部
に取付けることができる。もし比較的大きなバッテリが
必要ならば、このようなバッテリは、例えばユーザが腰
部に止め得るバッテリ・パックに納めることができ、こ
のバッテリ・パックは適当なケーブル又は配線を介して
本装置に接続するか、他の便利な形態をとるようにする
こともできる。同様に、ケーブル又は配線は、回路46な
らびにストア40を外部のコンピュータあるいは他の制御
装置に接続して、表示および表示されるデータの両方の
プログラミングを変更することを可能にするように設け
ることもできる。
配線の負担を軽減する別の可能な形態は、各LEDに対
する別個の駆動回路を設けるのではなく駆動回路マトリ
ックスから駆動されるLEDに対するものである。これ
は、各LEDの時間スロットを短縮し、かつこのような形
態に適する回路の他の変更をもたらす結果となろう。
例示の目的のために、256×256のディスプレイを示し
たが、いずれの方向により高い解像度またはより低い解
像度を提供することも本発明の思想に含まれる。また、
ディスプレイを方形ではなく矩形状とすることも可能で
ある。本システムの構成要素は、直線状のLEDアレイ
が、ディスプレイの水平方向の行ではなくディスプレイ
の垂直方向列を表わし、ミラーが振動される時ディスプ
レイの連続する列が生成されるように配列することもま
た可能である。更に、LEDは望ましい実施態様において
は発光要素として使用されたが、線形エレクトロルミネ
ッセンス条片(ストリップ)の如き他の発光要素もある
用途において使用することもできる。また、LEDまたは
他の発光要素が単一の水平または垂直方向の行としてで
はなくある予め定めた方法で整合されることも、本発明
の思想内に含まれる。例えば、この要素は2行に組合わ
せることもでき、ある角度をなすようにすることもで
き、あるいはまた適当な用途の場合には、湾曲、波形配
列あるいは他の形態とすることもできる。要素の形態の
如何を問うことなく、電子素子は所要の像の生成を保証
するものである。
更にまた、箱12は、例えばユーザのポケット内に入れ
ることができ、あるいは使用しない時かばんまたは財布
に容易に納めることができる手で持てる箱とすることも
でき、あるいはユーザの手の自由を維持しながらユーザ
が見えるように眼鏡またはゴーグル(goggles)に取付
けられる小さな箱とすることもできる。後者の形態にお
いては、ディスプレイがユーザの一方の目のみに隣接す
るため、この目にとってはユーザの主な視線から外れた
位置となり得るため、通常の視線の最小限度の妨げでユ
ーザがディスプレイを監視することを可能にする。この
ように、このディスプレイは、パイロット、機械のオペ
レータ、戦車の運転手、外科医、あるいは通常の機能を
行ないながら多くの形態のデータ入力を必要とする他の
者の使用に供され、また情報を提供するためその時使用
される色々なダイヤル、計器およびモニターを見ようと
する時通常の機能から注意が外れることが少ない形態で
このような情報をユーザに対して提供することができ
る。本装置はまた、使用しない時ユーザの視線から完全
に外れる位置へ移動できるように取付けることも可能で
ある。このような形態はまた、企業あるいは専門職の人
達が航空機を操縦しあるいは通勤列車に乗りながら、あ
るいは接客中、またはこれまでこのような方法では情報
を取得することが不可能であった他の職務を遂行中に、
所要の情報を理解することを可能にし得る。これは、今
日のラップトップ機械よりも遥かに便利でありかつ小さ
な形態で、また視認および読取りが遥かに容易なディス
プレイにより達成可能である。
望ましい実施態様において一方の目で視認されるべく
1つの画像しか提示されなかったが、例えば、僅かにず
らした像を見て三次元の像を生じるように両眼の前方に
置かれた個々のレンズ84または94を持つ眼鏡を提供する
ことも本発明の思想内に含まれるものである。これは、
例えば、非常に安価なフライト・シミュレータとして供
し得、あるいは他の教育機能に用いることも可能であ
る。
また、ある用途においては、データ・ストア40を取除
き、LEDを直接回線42上のデータまたはビデオ入力信号
から制御することも可能である。例えば、レンズ42は、
適当な回路を介してTVアンテナもしくは他のビデオ受信
装置に接続して、本装置を小型TVモニターとして使用す
ることも可能である。
本発明は種々の望ましい実施態様に関して示し記した
が、形態および細部の上記および他の変更が本発明の主
旨および範囲から逸脱することなく当業者によって可能
であることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の望ましい実施態様の小型表示システム
を示す概念図、第2図は第1図に示された形式の小型化
された表示システムの概略図、第3図および第4図は第
2図の回路における色々な点に現れるパルスを示すタイ
ミング図、第5図は本発明の別の実施態様を示す図、お
よび第6図は本発明の第2の別の実施態様に対する光学
系の形態を示す図である。 12……箱、16……回路、18……発光装置、20……コリメ
ーティング用および拡大用レンズ、22……ミラー、24…
…共振スキャナ、26、28……ケーブル、40……データ記
憶装置、42……データ入力ケーブル、44、50、52、62、
64……回線、46……タイミングおよび制御回路、48……
シフトレジスタ、54……ラッチ、56、58……ケーブル、
59……LED回路、60……ミラー駆動回路、66……右方走
査遅延回路、68……左方走査遅延回路。

Claims (44)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】手で保持されるに、更にヘッドギヤに装着
    されるに適したサイズの、使用者の目によって目視可能
    な複数の発光された画素を含む実質的に平面的で、拡大
    された像を表示するための小型表示システムにおいて、 各々が独立的に発光されることができる複数の発光素子
    を設け、該発光素子は予め定めたように直線状に配列さ
    れ、 該発光素子の拡大された虚像を生じる第1の像形成光学
    系と、 該拡大された虚像の反射が観察できるミラーと、 該ミラーを予め定めた運動範囲にわたって反復的に運動
    させる手段と、 該ミラーが運動するときに該発光素子を選択的に発光さ
    せ、実質的に平面的な二次元の拡大された虚像を生じる
    ための手段と 前記平坦な二次元の拡大された虚像の不均一な明るさを
    補正する補正手段と、 が備えられ、 該使用者の目に関連して該表示システムが移動されるこ
    とを要求されずに該虚像の全部が同時にアルファベット
    テキストのフルページを見ることができるに十分な解像
    度で観察され、該像形成光学系と該ミラーとが手で保持
    されるに、更にヘッドギヤに装着される装置としての使
    用に十分な様に小型化される様に、前記発光素子、前記
    第1の像形成光学系および前記ミラーが互いに関連して
    位置付けされ、且つ該使用者の目と関連づけられるこ
    と、 を特徴とする小型表示システム。
  2. 【請求項2】前記発光素子が直線状に配列されることを
    特徴とする請求項1記載の小型表示システム。
  3. 【請求項3】前記発光素子が1つの直線状の行に配列さ
    れることを特徴とする請求項1記載の小型表示システ
    ム。
  4. 【請求項4】前記発光素子が、少なくとも1つの第1の
    直線状の行と第2の直線状の行に配列され、該第1の直
    線状の行の前記発光素子が、前記第2の直線状の行にお
    ける発光素子に対して位置的にずれた状態になっている
    ことを特徴とする請求項1記載の小型表示システム。
  5. 【請求項5】前記二次元の拡大虚像を使用者の目に伝達
    する第2の像形成光学系を更に設けることを特徴とする
    請求項1記載の小型表示システム。
  6. 【請求項6】像全体を可視するため使用者の目の位置す
    る物理領域を拡大するよう作用する第2の像形成光学系
    を更に設けることを特徴とする請求項1記載の小型表示
    システム。
  7. 【請求項7】前記2つの像形成光学系が、前記拡大され
    た虚像に応答して実像を生じる手段を含み、該実像を可
    視するための手段を更に設けることを特徴とする請求項
    5または6記載の小型表示システム。
  8. 【請求項8】前記発光素子から発光される光が該発光素
    子と使用者との間の光経路に従い、該光経路を屈曲即ち
    方向変更させるための受動光学手段を更に設けることを
    特徴とする請求項1記載の小型表示システム。
  9. 【請求項9】前記発光素子が発光ダイオードであること
    を特徴とする請求項1記載の小型表示システム。
  10. 【請求項10】前記補正手段が、電気パルスを発生する
    タイミング手段と、該電気パルスを前記各発光素子に対
    して与える手段とを含み、該発光素子が前記電気パルス
    に応答して発生し、更に前記電気パルスが前記発光素子
    に対して加えられる期間の長さを調節するため前記タイ
    ミング手段により制御される手段を含むことを特徴とす
    る請求項1記載の小型表示システム。
  11. 【請求項11】前記補正手段が、電気パルスを発生する
    タイミング手段と、該電気パルスを前記各発光素子に対
    して与える手段とを含み、該発光素子は前記電気パルス
    に応答して発光し、前記電気パルスの振幅を調節するた
    め前記タイミング手段により制御される手段を含むこと
    を特徴とする請求項1記載の小型表示システム。
  12. 【請求項12】前記複数の発光素子のあるものは第1の
    色を発し、前記複数の発光素子のあるものは該第1の色
    と異なる第2の色を発し、 選択的に発光させる前記手段が、前記複数の素子から発
    光される異なる色の光が所要の色の像が生成されるよう
    にミラー上の同じ点に現れるように、前記発光素子を発
    光させるよう作動することを特徴とする請求項1記載の
    小型表示システム。
  13. 【請求項13】前記運動させる手段が、前記ミラーを固
    定された軸心の周囲に回転させることを特徴とする請求
    項1記載の小型表示システム。
  14. 【請求項14】前記運動させる手段が、前記ミラーを固
    定された軸心の周囲に非直線運動により往復運動させる
    ことを特徴とする請求項13記載の小型表示システム。
  15. 【請求項15】前記非直線運動が実質的に正弦波状運動
    であり、前記ミラーの運動に応答して該ミラーの移動の
    終点において前記発光素子が予め定めた期間発光するこ
    とを禁止するよう作動する手段を更に設けることを特徴
    とする請求項14記載の小型表示システム。
  16. 【請求項16】電気パルスを生成する手段と、該電気パ
    ルスを前記各発光素子に与える手段とを更に設け、該発
    光素子は該電気パルスに応答して発光し、前記タイミン
    グ手段により制御されかつ前記ミラーの運動に応答して
    前記電気パルスが前記発光素子に加えられる前記ミラー
    の運動に対する時間を調整して、前記ミラーの運動にお
    ける非直線性が補償されるようにする手段を設けること
    を特徴とする請求項15記載の小型表示システム。
  17. 【請求項17】表示されるべき新しい像を前記記憶装置
    に入力する手段を更に設けたことを特徴とする請求項16
    記載の小型表示システム。
  18. 【請求項18】前記ミラーが、予め定めた経路に沿って
    運動し、その後反対方向に該経路に追従し、前記発光手
    段がミラーの運動方向に応答して前記発光素子を発光さ
    せ、同じ平坦な二次元の拡大された虚像が両方向ミラー
    運動の間生成されるようにすることを特徴とする請求項
    1記載の小型表示システム。
  19. 【請求項19】前記ミラーに現れるように少なくとも1
    つの像を記憶する手段と、現れる像を選択する手段とを
    設けることを特徴とする請求項1記載の小型表示システ
    ム。
  20. 【請求項20】前記ミラーに現れる像を入力する手段
    と、前記像を入力する手段からの入力を用いて前記発光
    手段を制御する手段とを設けることを特徴とする請求項
    1記載の小型表示システム。
  21. 【請求項21】開口が形成された光が漏れない箱と、前
    記発光素子と、前記ミラーと、前記運動手段と、前記像
    形成光学系とを前記箱内に取付る手段とを設けることを
    特徴とする請求項1記載の小型表示システム。
  22. 【請求項22】前記箱を使用者の視野内に取付る手段を
    設けることを特徴とする請求項21項記載の小型表示シス
    テム。
  23. 【請求項23】第2の光が漏れない箱と、該箱の各々を
    使用者の異なる目に隣接して支持して立体表示を生じさ
    せる手段とを設けることを特徴とする請求項22項記載の
    小型表示システム。
  24. 【請求項24】前記箱を使用者の一方の目に物理的に隣
    接して設ける手段を備えることを特徴とする請求項21記
    載の小型表示システム。
  25. 【請求項25】僅かに異なる像を前記箱の各々の素子に
    供給することにより三次元像を使用者に投影させる手段
    を設けることを特徴とする請求項1記載の小型表示シス
    テム。
  26. 【請求項26】前記運動させる手段が、ミラー回転シス
    テムを備えることを特徴とする請求項1記載の小型表示
    システム。
  27. 【請求項27】前記発光手段に対しビデオ信号を加える
    手段を設け、前記発光手段が、電気パルスを生じるタイ
    ミング手段と、前記各発光素子に前記電気パルスを与え
    る手段とを含み、前記発光素子は前記電気パルスに応答
    して発光し、前記タイミング手段により制御されかつ前
    記ビデオ信号に応答してビデオ像を発生するために前記
    電気パルスの持続時間を調整する手段を設けることを特
    徴とする請求項1記載の小型表示システム。
  28. 【請求項28】ビデオ信号を前記発光手段に加える手段
    を更に設け、前記発光手段が、電気パルスを生じるタイ
    ミング手段と、前記各発光素子に対し前記電気パルスを
    与える手段とを含み、前記発光素子が前記電気パルスに
    応答して発光し、前記タイミング手段により制御されか
    つ前記ビデオ信号に応答してビデオ像を発生するために
    前記電気パルスの振幅を調整する手段を設けることを特
    徴とする請求項1記載の小型表示システム。
  29. 【請求項29】手で保持されるに、更にヘッドギヤに装
    着されるに適したサイズの、使用者の目によって目視可
    能な複数の発光された画素を含む実質的に平面的で、拡
    大された像を表示するための小型表示システムにおい
    て、 各々が独立的に発光されることができる複数の発光素子
    を設け、該発光素子は予め定めたように直線状に配列さ
    れ、 該発光素子の拡大された虚像を生じる第1の像形成光学
    系と、 該拡大された虚像の反射が観察できるミラーと、 該ミラーを予め定めた運動範囲にわたって反復的に運動
    させる手段と、 該ミラーが運動する時に該発光素子を選択的に発光さ
    せ、実質的に平面的な二次元の拡大された虚像を生じる
    ための手段と、 前記平坦な二次元の拡大された虚像の不均一な明るさを
    補正する補正手段と、 前記使用者の目に関連して該表示システムを移動するこ
    と無しに、前記ミラーと前記使用者の目の間に望遠鏡的
    な光学系を使用すること無しに該虚像の全部が同時に観
    察でき、該像形成光学系と該ミラーとが手で保持される
    に、更にヘッドギヤに装着される装置としての使用に十
    分な様に小型化される様に、前記第1の像形成光学系を
    前記ミラーと前記発光素子とに関連して設け、且つ前記
    ミラーを前記使用者の目の十分近くにもたらす為に該ミ
    ラーを据える手段と、 を備えることを特徴とする小型表示システム。
  30. 【請求項30】前記第1の像形成光学系が、少なくとも
    1つのレンズを備えることを特徴とする請求項29に記載
    の小型表示システム。
  31. 【請求項31】使用者の目によって目視可能な複数の発
    光された画素を含む実質的に平面的で、拡大された像を
    表示するための小型表示システムにおいて、 該表示システムの全体的な大きさが手で保持されて使用
    されるに適する大きさであり、 発光された画素ドットを生じさせるために、各々が独立
    的に発光されることができる複数の発光素子を設けて、
    該発光素子が少なくとも1つの行状態に直線的に配列さ
    れ、 発光素子の前記少なくとも1つの行の拡大された虚像を
    生成する第1の像形成光学系であって、前記発光素子に
    よって発生される像のための最大寸法を有するレンズシ
    ステムを備え、 前記拡大された虚像の反射が観察できる最大寸法を有す
    る平面ミラーと、 前記ミラーを予め定めた範囲にわたり固定軸の周囲に共
    振的に振動させる手段と、 前記ミラーの運動に応答して前記発光素子を選択的に発
    光させて、前記少なくとも1つの行の前記発光素子の複
    数の像が物理的に変位された点に生成され、実質的に平
    面的な二次元の拡大された虚像が生成されるようにする
    手段と、 前記平坦な二次元の拡大された虚像の不均一な明るさを
    補正する補正手段と、 が備えられ、 前記使用者の目が前記ミラーの近くに位置付けされた時
    に、該表示システムを前記使用者の目に関連して移動す
    ること無しに、前記拡大された虚像の全部が直接に且つ
    同時に観察される様に、前記レンズシステムの最大寸法
    および前記ミラーの最大寸法が手で保持されるに、更に
    ヘッドギヤに装着される装置に組み込まれるのに十分に
    小さい様に、前記発光素子、第1の像形成光学系および
    前記ミラーが相互に関連して設けられること、 を特徴とする小型表示システム。
  32. 【請求項32】前記発光素子が、少なくとも第1の直線
    状行と第2の直線状行に配列され、該第1の直線状行に
    おける前記発光素子が、前記第2の直線状行における発
    光素子に対して位置的にずれた状態にあることを特徴と
    する請求項31記載の小型表示システム。
  33. 【請求項33】前記発光素子から発光される光が、前記
    発光素子と観察者との間の光経路をたどり、該光経路を
    屈曲即ち方向変更させる受動光学ミラーを更に設けるこ
    とを特徴とする請求項31記載の小型表示システム。
  34. 【請求項34】前記発光素子が発光ダイオードであるこ
    とを特徴とする請求項31記載の小型表示システム。
  35. 【請求項35】前記の平面的な二次元の拡大虚像の不均
    一な明るさを補正する手段を設けることを特徴とする請
    求項34記載の小型表示システム。
  36. 【請求項36】前記補正手段が、電流パルスを生じるタ
    イミング手段と、該電流パルスを前記各発光ダイオード
    に対して与える手段とを含み、該発光ダイオードが前記
    電流パルスに応答して発光し、更に前記タイミング手段
    により制御されかつ前記ミラーの運動に応答して前記電
    流パルスの持続期間を調整して各行毎の発光間隔が等し
    くなるようにする手段を含むことを特徴とする請求項35
    記載の小型表示システム。
  37. 【請求項37】前記補正手段が、電流パルスを発生する
    タイミング手段と、該電流パルスを前記各発光ダイオー
    ドに対して与える手段とを含み、該発光ダイオードは前
    記電流パルスに応答して発光し、前記タイミング手段に
    より制御されて前記電流パルスの振幅を調整し前記発光
    ダイオードにより発光される光の明るさを変化できるよ
    うにする手段を含むことを特徴とする請求項35記載の小
    型表示システム。
  38. 【請求項38】前記ミラーが第1の方向に、次いで該第
    1の方向と逆である第2の方向に回転し、前記発光手段
    が前記ミラーの運動に応答して、前記ミラーが前記第1
    の方向に運動する時第1の順序に前記発光素子の行の第
    1の連続する像を生じるように前記発光素子を発光さ
    せ、また該第1の順序と逆の第2の順序に第2の連続す
    る像を生じるように前記発光素子を発光させて、両方向
    のミラー運動の間中同じ平面的な二次元の拡大虚像が生
    成されるようにすることを特徴とする請求項31記載の小
    型表示システム。
  39. 【請求項39】前記虚像が少なくとも60000画素ドット
    を含むことを特徴とする請求項31記載の小型表示システ
    ム。
  40. 【請求項40】前記レンズシステムが焦点距離を有し、
    前記発光素子の前記行は長さを有し、前記焦点距離と前
    記長さの比が実質的に全体の発光素子が前記表示システ
    ムを前記使用者の目に関連して移動することなしに同時
    に観察できる如き比であることを特徴とする請求項31記
    載の小型表示システム。
  41. 【請求項41】前記ミラーの運動範囲が、実質的に全体
    の拡大された虚像が前記表示システムを前記使用者の目
    に関連して移動することなしに同時に観察できる如き範
    囲であることを特徴とする請求項31記載の小型表示シス
    テム。
  42. 【請求項42】使用者の目によって直接的に目視可能な
    表示システムにおける像の表示方法において、 (A)予め定められたように直線状に配列された複数の
    発光素子を選択的に発光するステップと、 (B)前記発光素子の拡大された虚像を生成するため
    に、焦点距離を有する像形成光学系を介して前記複数の
    発光素子から発光された光を投影するステップと、 (C)前記ミラーからの前記虚像を反射するステップ
    と、 (D)二次元の表示を生成するために、所定の運動範囲
    にわたって前記ミラーを反復的に動かすステップと、 (E)前記二次元の表示の不均一な明るさを補正するス
    テップと、 (F)前記表示システムを前記使用者の目に関連して動
    かすことなく前記二次元の表示の実質的に全部が同時に
    観察されるように前記表示システムを前記使用者の目に
    十分近く位置付けするステップと、 を備えたことを特徴とする表示方法。
  43. 【請求項43】手で保持されるに、更にヘツドギヤに装
    着される装置用に十分な小さな大きさを有する表示シス
    テム中でアルファベットテキストのフルページが目視で
    きる様な十分な解像度で使用者の目により直接的に目視
    可能な像を表示する方法において、 (A)発光素子のアレイを選択的に発光するステップで
    あって、該発光素子は予め定められたように直線状に配
    列され、該アレイは前記像の全幅が同時に表示されえる
    に十分な長さを有し、 (B)前記発光素子の拡大された虚像を生成するため
    に、最大寸法および焦点距離を有する像形成光学系を介
    して発光素子のアレイから発光された光を投影するステ
    ップと、 (C)最大寸法を有するミラーからの前記虚像を反射す
    るステップと、 (D)二次元の表示を生成するために所定の運動範囲に
    わたり前記ミラーを反復的に運動させるステップと、 (E)前記二次元の表示の不均一な明るさを補正するス
    テップと、 (F)前記ミラーを前記使用者の目の近くに位置付けす
    るステップと、 (G)前記表示システムを前記使用者の目に関連して移
    動することなしに前記二次元の表示の実質的な全部が同
    時に観察される様に、前記焦点距離と前記発光素子アレ
    イの長さの比を調整するステップと、 を備えたことを特徴とする表示方法。
  44. 【請求項44】前記表示システムを前記使用者の目に関
    連して移動することなしに前記二次元の表示の実質的な
    全部が直接的におよび同時に観察できる様に、前記ミラ
    ーの運動の所定の範囲を調節するステップを更に含むこ
    とを特徴とする請求項43記載の表示方法。
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