JP4057533B2 - 装着者の網膜に直接画像を投影する画像表示装置 - Google Patents
装着者の網膜に直接画像を投影する画像表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4057533B2 JP4057533B2 JP2003564640A JP2003564640A JP4057533B2 JP 4057533 B2 JP4057533 B2 JP 4057533B2 JP 2003564640 A JP2003564640 A JP 2003564640A JP 2003564640 A JP2003564640 A JP 2003564640A JP 4057533 B2 JP4057533 B2 JP 4057533B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image display
- image
- display device
- light
- scatterer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 title claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 40
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 claims description 22
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 claims description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims description 2
- 210000000695 crystalline len Anatomy 0.000 description 22
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 4
- 206010020675 Hypermetropia Diseases 0.000 description 3
- 208000001491 myopia Diseases 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 206010002329 Aneurysm Diseases 0.000 description 1
- 208000003174 Brain Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 208000010412 Glaucoma Diseases 0.000 description 1
- 208000010415 Low Vision Diseases 0.000 description 1
- 208000032851 Subarachnoid Hemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 206010047571 Visual impairment Diseases 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 208000003464 asthenopia Diseases 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000009534 blood test Methods 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000002316 cosmetic surgery Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000005338 frosted glass Substances 0.000 description 1
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 230000004305 hyperopia Effects 0.000 description 1
- 201000006318 hyperopia Diseases 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000004303 low vision Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002406 microsurgery Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000004379 myopia Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 208000029257 vision disease Diseases 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
- 230000004393 visual impairment Effects 0.000 description 1
- PICXIOQBANWBIZ-UHFFFAOYSA-N zinc;1-oxidopyridine-2-thione Chemical class [Zn+2].[O-]N1C=CC=CC1=S.[O-]N1C=CC=CC1=S PICXIOQBANWBIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
- H04N13/344—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] with head-mounted left-right displays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B2027/0178—Eyeglass type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/001—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、画像表示板に光を透過して画像を形成した後、この画像を装置装着者の網膜に直接投影する画像表示装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
図２５は、特開平２−１３６８１８号公報に記載された、装着者又は観察者の網膜上に画像を直接投影する画像表示装置の概要を示す。この画像表示装置は、符号３０で示す光学システムを有する。この光学システム３０は、フレーム（図示せず）によって装着者の目３１の前に支持されており、装着者の目３１に向けて配置された複数の構成要素、すなわち、点光源（光源）３２、透過型液晶表示板３３からなる画像表示板、および接眼レンズ３４を備えている。
【０００３】
このような構成によれば、点光源３２から出射された光は液晶パネル３３に送られる。液晶パネル３３を透過した光で形成された画像は、接眼レンズ３４によって瞳孔３５に集められ、ガラスレンズ３６と水晶体３７を介して網膜３８に送られる。このように、画像表示装置は、点光源３２が網膜３５に焦点を合わせて設計されているため、光の指向性に優れている。また、近視又は遠視の装着者３１も、液晶パネル３３に表示された画像を鮮明に観察できる。しかし、観察者がその視線を動かせば、虹彩によって入射光が遮られ、画像が見えなくなる。例えば、暗い場所での大人の平均的瞳孔径は約７ｍｍである。したがって、瞳孔を±３．５ｍｍ以上動かせば、装着者は画像が見えなくなる。明るい場所で、平均径は約４ｍｍまで下がる。そのため、瞳孔を±２ｍｍ以上動かせば、装着者は画像が見えなくなる。
【０００４】
パネル型光源を液晶パネルの近傍に配置した技術が開示されている。この方法では、特に、観察者の眼前に装着される画像表示装置の場合、小型化の要請のためにパネル型の光源と液晶パネルとの間に十分なく距離を確保できない。そのために、液晶パネルから送られた光があらゆる方法に散乱し、これにより指向性の無い光が瞳孔に送られる。その結果、瞳孔に光を案内する光学システムで収差を解消しなければならず、そのために光学装置が極めて複雑になるという問題がある。また、観察者は画像が網膜に結合するように、水晶体を操作しなければならない。しかし、液晶パネルと瞳孔との間の距離は限られているので、特に視力の弱い人は眼鏡をかけなければならない。また、装着者が外界を見るために液晶パネルから視線を逸らすときでも、液晶パネルから送られる光の一部が観察者の瞳孔に入り、そのために観察者は外部を良好に観察することができない。
【０００５】
したがって、これらの問題を解消するために、特開平８−２１１３２５号公報に、画像表示装置が開示されており、この画像表示装置は同一平面に配置された多数の点光源を備えている。しかし、この構成は構造上極めて複雑であり、小型化の要求を満足できるものでなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の主たる目的は、観察者又は装着者が水晶体を調整することなく画像を鮮明に見ることができる画像表示装置を提供することである。本発明の他の目的は、観察者がその視線を動かすことによって外界を鮮明に見ることができる画像表示装置を提供することである。本発明の更なる目的は、簡単な構造の画像表示装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、観察者の眼球の網膜に映像板の映像を投影する画像表示装置は、光源と、対向する一対の主面を有し、上記光源から出た光を上記一対の主面の一方から入射し、上記入射した光を散乱し、上記散乱した光を上記一対の主面の他方から出射する光透過型の一つの散乱体と、上記散乱体で散乱された光を透過する映像板と、上記映像板を透過した光を収束させて眼球に送るレンズとを含む光学系を備えており、上記光学系は、散乱体の像が観察者の瞳孔近傍で結像するように設計されており、上記散乱体は上記光源と瞳孔を結ぶ光軸から離れるに従って散乱率が低くなるように構成されている。そのため、映像板に表示された映像が瞳孔又はその近傍に収束されるマクスウェル視状態になるので、近視又は遠視などの観察者でもその映像を鮮明に観察できる。
【０００８】
本発明の第２の形態の、観察者の眼球の網膜に映像板の映像を投影する画像表示装置は、光源と、上記光源から出た光を入射し、上記入射した光を散乱して反射する面を有する光反射型の一つの散乱体と、上記散乱体で散乱された光を透過する映像板と、上記映像板を透過した光を収束させて眼球に送るレンズとを含む光学系を備えており、上記光学系は、散乱体の像が観察者の瞳孔近傍で結像するように設計されており、上記散乱体は上記光源と瞳孔を結ぶ光軸から離れるに従って散乱率が低くなるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
第１の形態において、上記散乱率は散乱体に含まれる光散乱物質の量を変えることにより調整されている。
【００１０】
第１の形態において、上記散乱率は散乱体の表面の粗さを変えることにより調整されている。
【００１１】
第１の形態において、上記散乱体は上記光源と瞳孔を結ぶ光軸から離れるに従って散乱率が低くなるように構成されている。
【００１２】
第２の形態において、上記散乱率は散乱体に含まれる光反射物質の量を変えることにより調整されている。
【００１３】
第２の形態において、上記散乱率は散乱体の表面の粗さを変えることにより調整されている。
【００１４】
【発明の効果】
このような画像表示装置によれば、映像板にほぼ一定強度の光を均一に投射できる。そのため、観察者は、視線を動かしたときでも、画像が見える範囲で均一な明るさの画像を見ることができる。
【００１５】
本発明の他の形態において、上記散乱体を画像形成装置の筐体に直接形成されている。この画像表示装置によれば、光を散乱するための独立した部品（散乱体）を設ける必要がないので、部品点数が減少する。
【００１７】
本発明の他の形態において、上記光源は赤色、緑色、青色の光を発する光源の組み合わせである。この画像表示装置は、フィールドシーケンシャル型の液晶パネルを利用できる。
【００１９】
本発明の他の形態において、上記散乱体は、水平方向の長さが垂直方向の長さに比べて大きい形を有する。この画像表示装置によれば、観察者は、画像を観察している状態で僅かに視線を上下に動かすだけで、外界の景色だけを観察する状態に切り換えることができる。
【００２０】
本発明の他の形態において、上記光源から出射された光の進行方向を反転させて上記映像板に入射するように構成されている。この画像表示装置によれば、映像板を通る光軸方向に関する画像表示装置の大きさを短くできる。
【００２１】
本発明の他の形態において、上記画像表示装置は、観察者の片目に対して映像を投射する単眼用画像表示装置である。
【００２２】
なお、本出願は、日本特許出願第２００２−０２５６７５号及び２００２−１９９７７９号に基づくものであり、それらに記載の内容は本出願に引用されて組み組まれている。
【００２３】
【発明を実施するための最良の形態】
図面を参照して本発明の複数の実施形態を以下に説明する。なお、以下の説明では発明の理解を容易にするために方向を示す用語「上」、「下」、「左」、「右」を必要に応じて用いているが、それらの用語は本発明の範囲を限定するものでない。
【００２４】
実施の形態１：
図１Ａと図１Ｂに示すように、観察者又は装着者の網膜に直接画像を投影する画像表示装置１は観察者の眼前に装着され、それにより観察者は動画や静止画の画像を観察できるものである。概略、画像表示装置１は、観察者２の眼に画像を投射する光学部３と、観察者の眼前に光学部３を安定した状態で支持するフレーム４と、画像信号を光学部３に送信する画像信号送信部５を備えている。この画像信号送信部５は、フレーム４に内蔵するのが好ましい。図面に表示された構成部品の構造や配置は一つの単なる典型的な例であり、本発明はそのような構造や配置に限定されるものでない。
【００２５】
図２は、光学部３の複数の構成部品を示す。図示するように、光学部３のハウジング６（図１参照）は、観察者２又は装着者の左目又は右目に向けて、点光源８と、透明な散乱部材又は散乱板９と、透過型の画像表示板１０と、レンズ又は接眼レンズ１１を収容している。
【００２６】
種々の発光装置が点光源８として利用できる。とりわけ、点光源８として発光ダイオード（ＬＥＤ）が好適に利用できる。また、点光源８は、白色光を放出する光源に限るものでなく、紫外光や青色光を放出する別の光源であってもよい。さらに、小さな領域から光を発することができる任意の光源が、点光源８として利用できる。
【００２７】
散乱板９は、入射光を散乱する材料で作られている。本実施形態において、散乱板９は長辺方向の水平縁と装着者の体軸と平行な短辺方向の垂直縁によって囲まれた長方形である。例えば、散乱板９は、光を散乱する小さな粒子（例えば、金属粉）を透明ガラス又は透明プラスチックなどの透明材料に添加して形成されるか、または透明板の表面に小さな窪み又は凸凹を形成することによって得られる。そのような凸凹は、内面に対応する凸凹を有する金型を用いて形成されるか、ショットブラストによって形成される。散乱板９は、紙またはすりガラスであってもよい。点光源８が紫外光または青色光を発するダイオードを使用する場合、そのような光を白色光に変換する適当な蛍光材料を散乱板９に含めることが好ましい。
【００２８】
画像表示板１０は、フルカラーまたはモノカラーの透過型液晶表示パネルであり、信号送信部５と電気的に接続されており、この信号送信部５から画像信号を受信して対応する画像を表示するものである。
【００２９】
レンズ１１には球面または非球面のレンズが使用できる。このレンズ１１は、単一のレンズで構成してもよいし、複数のレンズからなる組レンズであってもよい。
【００３０】
図３Ａと図３Ｂに示すように、点光源８、散乱板９、画像表示板１０、およびレンズ１１は、画像表示装置１が観察者２に装着された状態で、散乱板９がレンズ１１に関して観察者２の瞳孔１２と光学的に共役関係をなすように、または散乱板９のあらゆる箇所から出た光が瞳孔１２またはその近傍に集まるように、配置される。また、散乱板９と画像表示板１０との間の距離は、図２に点線で示すように、瞳孔１２またはその近傍で集められる光の輪郭１３が、長い水平軸と短い垂直軸を有する楕円を描くように決定される。この距離は、約１５ｍｍ以上とすることができる。
【００３１】
このように構成された画像表示装置によれば、図３Ａと図３Ｂに示すように、点光源８から出射された光は散乱板９に投射され、そこで全方向に散乱した後、画像表示板１０に送られる。画像表示板１０は、表示すべき画像を画像送信部５から受信し、対応する画像を液晶表示装置に表示する。その後、画像は散乱板９からの光によってレンズ１１に投射される。さらに、画像は観察者２の瞳孔１２またはその近傍に集められた後、観察者２の網膜１４に投射される。
【００３２】
上述のように、この実施の形態の画像表示装置１によれば、画像表示板１０に表示された画像はマクスウェル視状態で網膜またはその近傍に収束される。そのため、近視や遠視の人でも、水晶体１３を調整しなくても、また眼鏡の助けを借りなくても、表示された画像を鮮明に見ることができる。また、観察者は、一方の眼の網膜に投影された画像を他方の眼で観察された実際の景色の上に容易に重ねることができる。
【００３３】
また、散乱板９と画像表示板１０の大きさ及び散乱板９と画像表示板１０との距離を適当に決めることで、散乱光の一部だけが画像表示板１０を介して瞳孔１２に送られる。これは、散乱板９の限られた領域から散乱した光だけが瞳孔１２に入ることを意味する。すなわち、あたかも点光源から光が出射されたような状態が形成され、それにより観察者の眼精疲労が減少する。
【００３４】
散乱板９の大きさは、画像表示板１０の大きさよりも小さいことが好ましい。これにより、観察者が画像表示板１０から眼を逸らしたとき、表示された画像が観察者の網膜に入らなくなる。
【００３５】
また、この実施の形態では、散乱板９を長方形に形成し、散乱板９と画像表示板１０との間の距離を約１０ｍｍ以上、好ましくは１５ｍｍ以上とした。そのために、図２、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、瞳孔１２またはその近傍に投射された光の輪郭１３は、長い水平軸と短い垂直軸を有する楕円を描いている。したがって、図３Ａから明らかなように、たとえ眼を左右に動かしたときでも、画像は鮮明に観察される。また、図２に示すように、眼を上下に僅かでも動かせば、光が瞳孔１２から外れ、それにより観察者は外部の景色を見ることができるようになる。
【００３６】
実施の形態２：
上述の実施の形態では、点光源から出射された光が散乱板の主面に入るように点光源を配置しているが、図４Ａと図４Ｂに示すように、光源８から出射された光が散乱板９の外周面からその内部に入るように、この光源を散乱板９の短いまたは長い縁の近傍に配置してもよい。この場合、光は散乱板９の対向する主面で繰り返し反射してその全体に広がり、最終的には一方の主面（図面上は右側の面）から出て行く。
【００３７】
観察者２に近い一方の主面だけを介して散乱板から光を出射するために、散乱板の他方の主面と周面（散乱板の内部に光が入る一つの周面を除く）には反射層を設けることが好ましい。
【００３８】
また、本実施の形態では、円筒形の光源を利用することもできる。
【００３９】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態では光源８が散乱板９の縁近傍に配置されているので、光軸方向の画像表示装置の長さが短くなる。また、光源の配置と散乱板の構成を除いて実施の形態２は実施の形態１と同一の構成を有するため、実施の形態１で得られる利点はすべて実施の形態２でも得られる。
【００４０】
実施の形態３：
図５は、本発明の実施の形態３に係る別の画像表示装置を示し、そこでは長方形の反射型散乱板が散乱板９に使用されている。この実施の形態の場合、光源８から出射された光は散乱板９で散乱された後、画像表示板１０およびレンズ１１を介して観察者の網膜に投射される。
【００４１】
反射型の散乱板は、表面に銀色の顔料または蛍光材料が塗装された樹脂・ガラス・または金属からなる板、または白色または銀色の顔料またはそこに混入された蛍光材料を含む樹脂またはガラスからなる板、もしくはすりガラスからなる板で作ることができる。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、光源８を散乱板９の画像表示板側に配置できるので、光軸方向に関する画像表示装置の大きさを小さくできる。
【００４３】
実施の形態４：
図６は、本発明の実施の形態４に係る別の画像表示装置を示し、そこでは光源８に対して凹状の曲面板から反射型の散乱板９が形成されている。この場合、光源８から出射された光は散乱板９の表面で反射及び散乱された後、画像表示板１０とレンズ１１を介して観察者の瞳孔１２に送られる。
【００４４】
そして、上述のように、実施の形態３と同様に、散乱板９に対して画像表示装置１０と同じ側に光源を配置しているので、点線で示す光軸方向に関する画像表示装置の長さが短くなる。
【００４５】
実施の形態５：
図７、８は、点光源から所定の距離をあけては位置された板の表面上で計測した光の分布を示す。このグラフに示すように、点光源に最も近い表面部分Ｘ ０ は、最大光量の光を受ける。また、受光する光の量は、点光源と最近接表面部分Ｘ ０ とを結ぶ軸からの距離が増加するとともに双曲線的に減少する。しかし、画像表示板１０に対して均一に光を照射するためには、散乱板９はその全ての場所で均一の光を受けることが好ましい。
【００４６】
そのため、図１〜図３に示す透過型の散乱板は、図７に示すガウス分布の散乱率（最大散乱率が光軸１５上に存在するとともに光軸１５からの距離の増加に応じて散乱率が双曲線的に減少する分布）を有することが好ましい。このことは、図５と図６に示す反射型の散乱板も同様である。
【００４７】
透明ガラスなどの基材に散乱材料を添加して得られる透過型散乱板の場合、添加される散乱材料の量は、最大散乱率が光軸１５上に存在するように、ガウス分布をもって分布することが好ましい。同様に、基材に散乱材料を塗装して得られる反射型の散乱板の場合、最大散乱率が光軸１５上に存在するように、塗布される散乱材料の量はガウス分布をもって分布するのが好ましい。また、基板の表面に小さな凸凹を形成して得られる散乱板の場合、凸凹の大きさや密度を調整することによって同様の散乱特性が得られる。
【００４８】
上述のように、画像表示装置によれば、画像表示板１０は均一に照明される。そのため、観察者は、眼を動かした場合でも、均一な明るさの画像を見ることができる。また、光源からの光が画像表示装置の照明に効率良く利用されるため、エネルギー消費量の少ない光源を利用できる。
【００４９】
実施の形態６：
上述した殆どの実施の形態では光源を点光源で構成しているが、管状の光源に代えてもよい。
【００５０】
光源から出射される光の色は本発明にとって制限的なものでないが、白色光を出射する光源（例えば、白色ＬＥＤ）を使用するのが好ましい。
【００５１】
また、光源は、単一の光を出射する単一の部品に限るものでなく、青・赤・緑を含む複数の光を発する複数の部品の組み合わせであってもよい。この場合、各部品のオン／オフタイミングは個別に制御してもよい。また、表示画像が出射する光に色に同期して変化するシーケンシャル式液晶表示パネルを使用してもよい。
【００５２】
さらにまた、以上では種々の画像表示装置を説明したが、本発明は単眼式画像表示装置または両眼式画像表示装置のいずれであってもよい。
【００５３】
ところで、通常、単眼用画像表示装置は、観察者の利き目に装着することにより、より画像の認識が容易に行えるものである。しかし、片目の大部分を覆ってしまうような大きな画像表示装置や、画像表示装置によって表示される画像を周囲の景色と重ねて見せるような画像表示装置の場合、利き目で純粋な景色を認識できず、そのために観察者の行動が困難になることがある。しかし、本発明に係る画像表示装置は、観察者が正面を向いたときの通常の視線よりも下に装着することで、純粋な景色に画像を重ねて見ることもできるだけでなく、純粋な景色だけを容易に認識することもできるので、通常の行動が制限を受けることなく行える。逆に、通常の視線よりも上に装着すれば、手元だけを利き目で見ることができるので、通常の手作業や読書作業を難なく行える。
【００５４】
利用形態
以下、画像表示装置の複数の利用形態を説明する。
【００５５】
利用形態１：
図１Ａは、画像表示装置の利用形態１を示し、そこで画像表示装置は携帯型通信装置の出力装置として使用されている。この利用形態において、画像表示装置１と携帯型通信装置２２（例えば、携帯電話）は、有線または無線によって相互に接続されており、インターネット等の通信網を介して通信装置２２で受信された画像が画像表示装置１に送られ、そこで画像表示板に表示される。マイクロフォンとイヤホンを備えた音響装置２３を通信装置２２に接続してもよい。この場合、画像表示装置は、ウェアラブル型のウェブホン・テレビ・視聴覚装置として使用することができる。
【００５６】
利用形態２：
図９は画像表示装置の利用形態２を示し、そこでは画像表示装置がスタジアムやホールに設けた送信機から送信された画像を表示する装置として利用されている。
【００５７】
一般に、大きなスポーツスタジアムやコンサートホールでは、１人の観客から見える範囲は限られている。一方、そのようなスポーツスタジアムやコンサートホールには、種々の角度から撮影するために多数のテレビカメラが設置されている。このような状況において、画像表示装置は、テレビカメラから送信される画像のビューワまたは受信機として利用できる。そして、そのように利用すれば、観客は異なる角度からカメラ撮影された任意の画像を見ることができ、それは観客にとって楽しいものとなる。
【００５８】
利用形態３：
図１０は、画像表示装置の利用形体を示し、そこでは画像表示装置がウェアラブル型プロンプタとして利用されている。このプロンプタにより、スピーカ（話をする人）は話している最中にプレゼンテーションの内容を確認できる。特に、プレゼンテーションの最中にプレゼンテーションの内容に変更があった場合でも、スピーカは、聴衆に眼を向けたまま、変更された内容を確認することができる。
【００５９】
利用形態４：
図１１は、画像表示装置の利用形態４を示し、そこで画像表示装置は後方ビューワを備えた自動ナビゲーションシステムとして利用されている。この利用形態において、画像表示装置はＧＰＳを備えた送信機２４に接続されている。ＧＰＳは、送信機２４の地理的位置を対応するデジタルマップ上に表示するデジタル情報を送信する。後方ビューワまたはカメラ２５は、画像表示装置１のフレームに設けてあり、カメラによって撮影された画像が画像表示部に表示される。これにより、観察者は、後方から接近してくる対象物（例えば、自動車やバイク）を確認できる。
【００６０】
利用形態５：
図１２は、画像表示装置の利用形態５を示し、そこでは画像表示装置がミュージアムビューワとして利用されている。この利用形態において、画像表示装置を装着している人は、中央制御部または展示物（例えば、絵画、彫刻、自然または人工的な創作）の近傍に設けた送信機から送信される展示物のデジタル画像または情報（例えば、説明）を受信する。
【００６１】
利用形態６：
図１３は、画像表示装置の利用形態６を示し、そこでは画像表示装置がオペレータのビューワとして利用されている。この利用形態において、画像表示装置を装着しているオペレータは中央制御部または現場近くに設けた送信機２７から送信されて画像表示部に表示される種々の確認項目や手続を確認しながら、目的の保守作業を行う。これにより、経験不足のオペレータであっても、予め決められた保守手続を間違い無く行うことができる。
【００６２】
利用形態７：
図１４は、画像表示装置の利用形態７を示し、そこでは画像表示装置が変更可能型番号認証システムに利用されている。この利用形態において、認証システム２８は、各人の個人ＩＤまたはパスワードを一定の時間周期で変更または更新し、更新されたＩＤまたはパスワードは画像表示装置を通じて利用可能である。このような構成によれば、認証システムの安全性が向上する。また、部屋や建物に入る前に、その部屋や建物の内部の状況を、その部屋や建物の内部に設置されたカメラから送信されて画像表示装置に表示される画像を通じて、この画像表示装置を装着した人が確認できる別のセキュリティシステムを作ることができる。このようなセキュリティシステムは、指紋認証を利用した他の認証システムと組み合わせることもできる。
【００６３】
利用形態８：
図１５は、画像表示装置の利用形態８を示し、そこでは画像表示装置がウェアラブル３Ｄ／２Ｄシアターに利用されている。この利用形態において、画像表示装置は、中央制御部または乗り物（例えば、飛行機、列車、自動車）や他の場所（例えば、待合室、娯楽設備の内側または外側）に設けた送信機２９から送信された３Ｄまたは２Ｄの画像を受信する。
【００６４】
利用形態９：
図１６は、画像表示装置の利用形態９を示し、そこでは画像表示装置が無線通信によって建物内に設置された監視カメラ（図示せず）と接続されている。この利用形態において、画像表示装置を装着した人は、ベッドに寝ている子供や老人を見ながら又玄関の様子を見ながら、種々の家事を行うことができる。
【００６５】
利用形態１０：
図１７Ａは、画像表示装置の利用形態１０を示し、そこで画像表示装置１はカメラ４０と物理的に分離され且つカメラ４０と電気的に接続されている。したがって、カメラで撮影された画像は画像表示装置に送信され、該画像表示装置に表示される。また、この利用形態では、画像表示装置の方向とは無関係に、カメラ４０を任意の方向に向けることができる。
【００６６】
図１７Ｂは変形例を示し、そこで画像表示装置１とカメラ４１はＵ状のヘッドバンド４２に一体化されている。この変形例によれば、装着者はカメラ４１で撮影された拡大画像を観察することができる。したがって、この一体化された装置は、顕微鏡を用いた加工や製造に好適に利用できる。
【００６７】
利用形態１１：
画像表示装置は、医療分野の補助監視装置に効果的に利用できる。例えば、脳神経外科、眼科、耳鼻科、整形外科、形成外科の分野ではマイクロサージャリー 手術が行われており、特に、くも膜下出血、動脈瘤、脳腫瘍の手術で日常的に採用されている。この手術において、術医は、顕微鏡５２で撮影された拡大像を見ながら、例えば約１ミリメートルほどの直径の血管を縫合したり小さな組織を切断したりする手術を行う。しかし、顕微鏡によって術医は手術部位の外部のみを観察できるだけである。そこで、顕微鏡手術を補助するために、適当な内視鏡が手術部位の近くに顕微鏡で見える方向とは異なった角度で挿入され、顕微鏡では見えないあるいは見にくいところが同時に写される。
【００６８】
内視鏡で撮影された画像は、通常、図１８に示すように、術医の傍に配置されたモニタ５１に表示される。そのため、術医がモニタ５１の画像を見るとき、術医の頭又は肩がわずかに動くことがある。そして、その術医の動きはさらに、手術器具を持っている術医の腕を動かし、そのために手術器具との接触によって生体組織が損傷することがあり得る。このような事態を防止するために、モニタを見るとき、術医は手術を中止して手術器具を治療部位から遠ざける必要がある。また、顕微鏡５２を観察している状態からモニタに視線を移すに際し、術医は新たに焦点を調整しなければならない。これらの問題を解消するために、補助者がモニタ５１を見て術医を誘導することが考えられる。しかし、この方法は、術医がモニタを見る回数を減らすだけのことに過ぎない。
【００６９】
このような問題を解消するための有効な手段として、本発明の画像表示装置が利用できる。具体的に、図１９に示すように、画像表示装置１を顕微鏡５２のアイピース５３の上又は下若しくは横に配置するか、または図２０に示すように画像表示装置１をヘッドバンド５４又はその他の保持具によって術医の目の傍に配置し、この画像表示装置１に内視鏡 カメラの撮影画像を表示する。この場合、術医は、頭や肩を動かすことなく、視線を動かすだけで内視鏡の撮影画像を見ることができるので、内視鏡の撮影画像を見る度に手術行為を中断する必要がなくなる。現在、撮影対称を立体的に表示することができる内視鏡が提案されており、このような立体式内視鏡を利用する場合、術医の両目の上又は下にそれぞれ画像表示装置１を配置すれば、立体式内視鏡で得られた画像を２つの画像表示装置１で立体的に観察することができる。
【００７０】
また、図２１と図２２に示すように、内視鏡５５の保持を担当する術医と、内視鏡で撮影された画像を見ながらかん子などの手術器具５６を用いた手術を担当する術医が協働して治療を行う状況がある。これまでは、内視鏡５５の画像は、上記の例と同じく近くに設置したモニタ上に写され、両術医はそのモニタ上の画像を見ながら、手術を行っている。そのため、首の方向を長時間に亘って固定する必要があって疲労を招き易いこと、また、画像と手術器具を同時に見ることができないことなどの問題が指摘されてきた。この場合、手術を担当する術医の装着したヘッドバンド５４に画像表示装置１を取り付ける。これにより、手術を担当する術医は、視線を僅かに動かすだけで内視鏡で撮影された画像と実際の手術器具を交互に見ることができる。さらに、このようにすることにより首の方向の固定が不用になるという利点も指摘できる。また、画像表示装置１はその焦点深度が深いため、視力に障害のある術医でも両者を鮮明に見ることができる。
【００７１】
さらに、内視鏡を用いて病変部を観察したり病変をサンプル採取する場合、図２３に示すように、患者の体内に挿入された内視鏡の撮影画像を術医は眼の前に装着した画像表示装置１で見ながら、この内視鏡を操作することができる。このとき、画像表示装置１の焦点深度が深いため、視力に問題のある術医でも鮮明に画像を見ることができ、そのため内視鏡を正確に操作できる。
【００７２】
その他、画像表示装置１は、手術中に術者に必要な情報（例えば、手術前に撮影したＸ線やＣＴ画像、三次元臓器模型画像、血液検査結果）を提供する手術支援情報端末として利用できる。このような利用形態では、術者は手を使うことなく種々の情報を読み取ることができる。また、画像表示装置を装着した手術補助者に対して必要な情報（例えば、手術器具や備品の準備指示）を提供することもできる。
【００７３】
救急医療の現場では、図２４に示すように、救急隊員のヘルメット５７に画像表示装置１とＣＣＤカメラ５８を取り付け、ＣＣＤカメラ５８で撮影した画像を病院５９に送信し、逆に、病院５９から救急隊員への指示を画像表示装置１に表示することができる。この場合、救急隊員は病院５９からの指示を画像表示装置１を通じて確実に取得できる。また、病院５８で待機している医師は、ＣＣＤカメラ５８で映し出される画像から、救急隊員の行った処置や患者の状況を観察し、適切な指示を救急隊員に送ることができる。
【００７４】
本発明の画像表示装置は、医師と患者との問診にも利用できる。具体的に、画像表示装置を装着した状態で、医師は患者と向かい合った状態で、患者の話しを聞きながら又患者を観察しながら、必要な情報を画像表示装置から入手したり、実際に入力された情報を画像表示装置で確認できる。
【００７５】
画像表示装置はまた、病室に設置された監視カメラで撮影した患者の画像を看護師に伝えるための装置として利用することもできる。
【００７６】
また、画像表示装置は診断装置として利用することもできる。例えば、画像表示装置に小さな輝点を表示するとともにこの輝点を動かしてこれを患者に観察させることで、緑内障などの視覚障害の有無を判断する装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 実施の形態１に係る画像表示装置の利用形態を示す図。
【図１Ｂ】 図１Ａに示す画像表示装置の斜視図。
【図２】 実施の形態１に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す斜視図。
【図３Ａ】 実施の形態１に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す平面図と側面図。
【図３Ｂ】 実施の形態１に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す平面図と側面図。
【図４Ａ】 実施の形態２に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す平面図と側面図。
【図４Ｂ】 実施の形態２に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す平面図と側面図。
【図５】 実施の形態３に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す図。
【図６】 実施の形態４に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す図。
【図７】 光源から散乱体に照射される光の強度分布を示すグラフを示す図。
【図８】 散乱板の散乱率分布を示す図。
【図９】 実施の形態９に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す図。
【図１０】 画像表示装置をスタジアムビューワとして利用する形態を示す図。
【図１１】 画像表示装置をスタジアムビューワとして利用する形態を示す図。
【図１２】 画像表示装置をバックビューワ付き自動ナビゲーションシステムに利用する形態を示す図。
【図１３】 画像表示装置をミュージアムビューワとして利用する形態を示す図。
【図１４】 画像表示装置をワーカーズビューワとして利用する形態を示す図。
【図１５】 画像表示装置をチェンジャブルナンバー認証システムに利用する形態を示す図。
【図１６】 画像表示装置を家庭用監視カメラ装置と接続した利用形態を示す図。
【図１７Ａ】 画像表示装置をカメラと分離した利用形態と、画像表示装置とカメラを一体化した利用形態を示す図。
【図１７Ｂ】 画像表示装置をカメラと分離した利用形態と、画像表示装置とカメラを一体化した利用形態を示す図。
【図１８】 内視鏡モニタを用いた従来の手術状況を示す図。
【図１９】 画像表示装置を内視鏡モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２０】 画像表示装置を内視鏡モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２１】 画像表示装置を内視鏡モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２２】 画像表示装置を内視鏡モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２３】 画像表示装置を内視鏡モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２４】 画像表示装置を救急隊員用モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２５】 従来の画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す図。
【符号の説明】
１：画像表示装置、３：光学部、８：光源、９：散乱体、１０：映像板、１１：レンズ。
【技術分野】
本発明は、画像表示板に光を透過して画像を形成した後、この画像を装置装着者の網膜に直接投影する画像表示装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
図２５は、特開平２−１３６８１８号公報に記載された、装着者又は観察者の網膜上に画像を直接投影する画像表示装置の概要を示す。この画像表示装置は、符号３０で示す光学システムを有する。この光学システム３０は、フレーム（図示せず）によって装着者の目３１の前に支持されており、装着者の目３１に向けて配置された複数の構成要素、すなわち、点光源（光源）３２、透過型液晶表示板３３からなる画像表示板、および接眼レンズ３４を備えている。
【０００３】
このような構成によれば、点光源３２から出射された光は液晶パネル３３に送られる。液晶パネル３３を透過した光で形成された画像は、接眼レンズ３４によって瞳孔３５に集められ、ガラスレンズ３６と水晶体３７を介して網膜３８に送られる。このように、画像表示装置は、点光源３２が網膜３５に焦点を合わせて設計されているため、光の指向性に優れている。また、近視又は遠視の装着者３１も、液晶パネル３３に表示された画像を鮮明に観察できる。しかし、観察者がその視線を動かせば、虹彩によって入射光が遮られ、画像が見えなくなる。例えば、暗い場所での大人の平均的瞳孔径は約７ｍｍである。したがって、瞳孔を±３．５ｍｍ以上動かせば、装着者は画像が見えなくなる。明るい場所で、平均径は約４ｍｍまで下がる。そのため、瞳孔を±２ｍｍ以上動かせば、装着者は画像が見えなくなる。
【０００４】
パネル型光源を液晶パネルの近傍に配置した技術が開示されている。この方法では、特に、観察者の眼前に装着される画像表示装置の場合、小型化の要請のためにパネル型の光源と液晶パネルとの間に十分なく距離を確保できない。そのために、液晶パネルから送られた光があらゆる方法に散乱し、これにより指向性の無い光が瞳孔に送られる。その結果、瞳孔に光を案内する光学システムで収差を解消しなければならず、そのために光学装置が極めて複雑になるという問題がある。また、観察者は画像が網膜に結合するように、水晶体を操作しなければならない。しかし、液晶パネルと瞳孔との間の距離は限られているので、特に視力の弱い人は眼鏡をかけなければならない。また、装着者が外界を見るために液晶パネルから視線を逸らすときでも、液晶パネルから送られる光の一部が観察者の瞳孔に入り、そのために観察者は外部を良好に観察することができない。
【０００５】
したがって、これらの問題を解消するために、特開平８−２１１３２５号公報に、画像表示装置が開示されており、この画像表示装置は同一平面に配置された多数の点光源を備えている。しかし、この構成は構造上極めて複雑であり、小型化の要求を満足できるものでなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の主たる目的は、観察者又は装着者が水晶体を調整することなく画像を鮮明に見ることができる画像表示装置を提供することである。本発明の他の目的は、観察者がその視線を動かすことによって外界を鮮明に見ることができる画像表示装置を提供することである。本発明の更なる目的は、簡単な構造の画像表示装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、観察者の眼球の網膜に映像板の映像を投影する画像表示装置は、光源と、対向する一対の主面を有し、上記光源から出た光を上記一対の主面の一方から入射し、上記入射した光を散乱し、上記散乱した光を上記一対の主面の他方から出射する光透過型の一つの散乱体と、上記散乱体で散乱された光を透過する映像板と、上記映像板を透過した光を収束させて眼球に送るレンズとを含む光学系を備えており、上記光学系は、散乱体の像が観察者の瞳孔近傍で結像するように設計されており、上記散乱体は上記光源と瞳孔を結ぶ光軸から離れるに従って散乱率が低くなるように構成されている。そのため、映像板に表示された映像が瞳孔又はその近傍に収束されるマクスウェル視状態になるので、近視又は遠視などの観察者でもその映像を鮮明に観察できる。
【０００８】
本発明の第２の形態の、観察者の眼球の網膜に映像板の映像を投影する画像表示装置は、光源と、上記光源から出た光を入射し、上記入射した光を散乱して反射する面を有する光反射型の一つの散乱体と、上記散乱体で散乱された光を透過する映像板と、上記映像板を透過した光を収束させて眼球に送るレンズとを含む光学系を備えており、上記光学系は、散乱体の像が観察者の瞳孔近傍で結像するように設計されており、上記散乱体は上記光源と瞳孔を結ぶ光軸から離れるに従って散乱率が低くなるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
第１の形態において、上記散乱率は散乱体に含まれる光散乱物質の量を変えることにより調整されている。
【００１０】
第１の形態において、上記散乱率は散乱体の表面の粗さを変えることにより調整されている。
【００１１】
第１の形態において、上記散乱体は上記光源と瞳孔を結ぶ光軸から離れるに従って散乱率が低くなるように構成されている。
【００１２】
第２の形態において、上記散乱率は散乱体に含まれる光反射物質の量を変えることにより調整されている。
【００１３】
第２の形態において、上記散乱率は散乱体の表面の粗さを変えることにより調整されている。
【００１４】
【発明の効果】
このような画像表示装置によれば、映像板にほぼ一定強度の光を均一に投射できる。そのため、観察者は、視線を動かしたときでも、画像が見える範囲で均一な明るさの画像を見ることができる。
【００１５】
本発明の他の形態において、上記散乱体を画像形成装置の筐体に直接形成されている。この画像表示装置によれば、光を散乱するための独立した部品（散乱体）を設ける必要がないので、部品点数が減少する。
【００１７】
本発明の他の形態において、上記光源は赤色、緑色、青色の光を発する光源の組み合わせである。この画像表示装置は、フィールドシーケンシャル型の液晶パネルを利用できる。
【００１９】
本発明の他の形態において、上記散乱体は、水平方向の長さが垂直方向の長さに比べて大きい形を有する。この画像表示装置によれば、観察者は、画像を観察している状態で僅かに視線を上下に動かすだけで、外界の景色だけを観察する状態に切り換えることができる。
【００２０】
本発明の他の形態において、上記光源から出射された光の進行方向を反転させて上記映像板に入射するように構成されている。この画像表示装置によれば、映像板を通る光軸方向に関する画像表示装置の大きさを短くできる。
【００２１】
本発明の他の形態において、上記画像表示装置は、観察者の片目に対して映像を投射する単眼用画像表示装置である。
【００２２】
なお、本出願は、日本特許出願第２００２−０２５６７５号及び２００２−１９９７７９号に基づくものであり、それらに記載の内容は本出願に引用されて組み組まれている。
【００２３】
【発明を実施するための最良の形態】
図面を参照して本発明の複数の実施形態を以下に説明する。なお、以下の説明では発明の理解を容易にするために方向を示す用語「上」、「下」、「左」、「右」を必要に応じて用いているが、それらの用語は本発明の範囲を限定するものでない。
【００２４】
実施の形態１：
図１Ａと図１Ｂに示すように、観察者又は装着者の網膜に直接画像を投影する画像表示装置１は観察者の眼前に装着され、それにより観察者は動画や静止画の画像を観察できるものである。概略、画像表示装置１は、観察者２の眼に画像を投射する光学部３と、観察者の眼前に光学部３を安定した状態で支持するフレーム４と、画像信号を光学部３に送信する画像信号送信部５を備えている。この画像信号送信部５は、フレーム４に内蔵するのが好ましい。図面に表示された構成部品の構造や配置は一つの単なる典型的な例であり、本発明はそのような構造や配置に限定されるものでない。
【００２５】
図２は、光学部３の複数の構成部品を示す。図示するように、光学部３のハウジング６（図１参照）は、観察者２又は装着者の左目又は右目に向けて、点光源８と、透明な散乱部材又は散乱板９と、透過型の画像表示板１０と、レンズ又は接眼レンズ１１を収容している。
【００２６】
種々の発光装置が点光源８として利用できる。とりわけ、点光源８として発光ダイオード（ＬＥＤ）が好適に利用できる。また、点光源８は、白色光を放出する光源に限るものでなく、紫外光や青色光を放出する別の光源であってもよい。さらに、小さな領域から光を発することができる任意の光源が、点光源８として利用できる。
【００２７】
散乱板９は、入射光を散乱する材料で作られている。本実施形態において、散乱板９は長辺方向の水平縁と装着者の体軸と平行な短辺方向の垂直縁によって囲まれた長方形である。例えば、散乱板９は、光を散乱する小さな粒子（例えば、金属粉）を透明ガラス又は透明プラスチックなどの透明材料に添加して形成されるか、または透明板の表面に小さな窪み又は凸凹を形成することによって得られる。そのような凸凹は、内面に対応する凸凹を有する金型を用いて形成されるか、ショットブラストによって形成される。散乱板９は、紙またはすりガラスであってもよい。点光源８が紫外光または青色光を発するダイオードを使用する場合、そのような光を白色光に変換する適当な蛍光材料を散乱板９に含めることが好ましい。
【００２８】
画像表示板１０は、フルカラーまたはモノカラーの透過型液晶表示パネルであり、信号送信部５と電気的に接続されており、この信号送信部５から画像信号を受信して対応する画像を表示するものである。
【００２９】
レンズ１１には球面または非球面のレンズが使用できる。このレンズ１１は、単一のレンズで構成してもよいし、複数のレンズからなる組レンズであってもよい。
【００３０】
図３Ａと図３Ｂに示すように、点光源８、散乱板９、画像表示板１０、およびレンズ１１は、画像表示装置１が観察者２に装着された状態で、散乱板９がレンズ１１に関して観察者２の瞳孔１２と光学的に共役関係をなすように、または散乱板９のあらゆる箇所から出た光が瞳孔１２またはその近傍に集まるように、配置される。また、散乱板９と画像表示板１０との間の距離は、図２に点線で示すように、瞳孔１２またはその近傍で集められる光の輪郭１３が、長い水平軸と短い垂直軸を有する楕円を描くように決定される。この距離は、約１５ｍｍ以上とすることができる。
【００３１】
このように構成された画像表示装置によれば、図３Ａと図３Ｂに示すように、点光源８から出射された光は散乱板９に投射され、そこで全方向に散乱した後、画像表示板１０に送られる。画像表示板１０は、表示すべき画像を画像送信部５から受信し、対応する画像を液晶表示装置に表示する。その後、画像は散乱板９からの光によってレンズ１１に投射される。さらに、画像は観察者２の瞳孔１２またはその近傍に集められた後、観察者２の網膜１４に投射される。
【００３２】
上述のように、この実施の形態の画像表示装置１によれば、画像表示板１０に表示された画像はマクスウェル視状態で網膜またはその近傍に収束される。そのため、近視や遠視の人でも、水晶体１３を調整しなくても、また眼鏡の助けを借りなくても、表示された画像を鮮明に見ることができる。また、観察者は、一方の眼の網膜に投影された画像を他方の眼で観察された実際の景色の上に容易に重ねることができる。
【００３３】
また、散乱板９と画像表示板１０の大きさ及び散乱板９と画像表示板１０との距離を適当に決めることで、散乱光の一部だけが画像表示板１０を介して瞳孔１２に送られる。これは、散乱板９の限られた領域から散乱した光だけが瞳孔１２に入ることを意味する。すなわち、あたかも点光源から光が出射されたような状態が形成され、それにより観察者の眼精疲労が減少する。
【００３４】
散乱板９の大きさは、画像表示板１０の大きさよりも小さいことが好ましい。これにより、観察者が画像表示板１０から眼を逸らしたとき、表示された画像が観察者の網膜に入らなくなる。
【００３５】
また、この実施の形態では、散乱板９を長方形に形成し、散乱板９と画像表示板１０との間の距離を約１０ｍｍ以上、好ましくは１５ｍｍ以上とした。そのために、図２、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、瞳孔１２またはその近傍に投射された光の輪郭１３は、長い水平軸と短い垂直軸を有する楕円を描いている。したがって、図３Ａから明らかなように、たとえ眼を左右に動かしたときでも、画像は鮮明に観察される。また、図２に示すように、眼を上下に僅かでも動かせば、光が瞳孔１２から外れ、それにより観察者は外部の景色を見ることができるようになる。
【００３６】
実施の形態２：
上述の実施の形態では、点光源から出射された光が散乱板の主面に入るように点光源を配置しているが、図４Ａと図４Ｂに示すように、光源８から出射された光が散乱板９の外周面からその内部に入るように、この光源を散乱板９の短いまたは長い縁の近傍に配置してもよい。この場合、光は散乱板９の対向する主面で繰り返し反射してその全体に広がり、最終的には一方の主面（図面上は右側の面）から出て行く。
【００３７】
観察者２に近い一方の主面だけを介して散乱板から光を出射するために、散乱板の他方の主面と周面（散乱板の内部に光が入る一つの周面を除く）には反射層を設けることが好ましい。
【００３８】
また、本実施の形態では、円筒形の光源を利用することもできる。
【００３９】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態では光源８が散乱板９の縁近傍に配置されているので、光軸方向の画像表示装置の長さが短くなる。また、光源の配置と散乱板の構成を除いて実施の形態２は実施の形態１と同一の構成を有するため、実施の形態１で得られる利点はすべて実施の形態２でも得られる。
【００４０】
実施の形態３：
図５は、本発明の実施の形態３に係る別の画像表示装置を示し、そこでは長方形の反射型散乱板が散乱板９に使用されている。この実施の形態の場合、光源８から出射された光は散乱板９で散乱された後、画像表示板１０およびレンズ１１を介して観察者の網膜に投射される。
【００４１】
反射型の散乱板は、表面に銀色の顔料または蛍光材料が塗装された樹脂・ガラス・または金属からなる板、または白色または銀色の顔料またはそこに混入された蛍光材料を含む樹脂またはガラスからなる板、もしくはすりガラスからなる板で作ることができる。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、光源８を散乱板９の画像表示板側に配置できるので、光軸方向に関する画像表示装置の大きさを小さくできる。
【００４３】
実施の形態４：
図６は、本発明の実施の形態４に係る別の画像表示装置を示し、そこでは光源８に対して凹状の曲面板から反射型の散乱板９が形成されている。この場合、光源８から出射された光は散乱板９の表面で反射及び散乱された後、画像表示板１０とレンズ１１を介して観察者の瞳孔１２に送られる。
【００４４】
そして、上述のように、実施の形態３と同様に、散乱板９に対して画像表示装置１０と同じ側に光源を配置しているので、点線で示す光軸方向に関する画像表示装置の長さが短くなる。
【００４５】
実施の形態５：
図７、８は、点光源から所定の距離をあけては位置された板の表面上で計測した光の分布を示す。このグラフに示すように、点光源に最も近い表面部分Ｘ ０ は、最大光量の光を受ける。また、受光する光の量は、点光源と最近接表面部分Ｘ ０ とを結ぶ軸からの距離が増加するとともに双曲線的に減少する。しかし、画像表示板１０に対して均一に光を照射するためには、散乱板９はその全ての場所で均一の光を受けることが好ましい。
【００４６】
そのため、図１〜図３に示す透過型の散乱板は、図７に示すガウス分布の散乱率（最大散乱率が光軸１５上に存在するとともに光軸１５からの距離の増加に応じて散乱率が双曲線的に減少する分布）を有することが好ましい。このことは、図５と図６に示す反射型の散乱板も同様である。
【００４７】
透明ガラスなどの基材に散乱材料を添加して得られる透過型散乱板の場合、添加される散乱材料の量は、最大散乱率が光軸１５上に存在するように、ガウス分布をもって分布することが好ましい。同様に、基材に散乱材料を塗装して得られる反射型の散乱板の場合、最大散乱率が光軸１５上に存在するように、塗布される散乱材料の量はガウス分布をもって分布するのが好ましい。また、基板の表面に小さな凸凹を形成して得られる散乱板の場合、凸凹の大きさや密度を調整することによって同様の散乱特性が得られる。
【００４８】
上述のように、画像表示装置によれば、画像表示板１０は均一に照明される。そのため、観察者は、眼を動かした場合でも、均一な明るさの画像を見ることができる。また、光源からの光が画像表示装置の照明に効率良く利用されるため、エネルギー消費量の少ない光源を利用できる。
【００４９】
実施の形態６：
上述した殆どの実施の形態では光源を点光源で構成しているが、管状の光源に代えてもよい。
【００５０】
光源から出射される光の色は本発明にとって制限的なものでないが、白色光を出射する光源（例えば、白色ＬＥＤ）を使用するのが好ましい。
【００５１】
また、光源は、単一の光を出射する単一の部品に限るものでなく、青・赤・緑を含む複数の光を発する複数の部品の組み合わせであってもよい。この場合、各部品のオン／オフタイミングは個別に制御してもよい。また、表示画像が出射する光に色に同期して変化するシーケンシャル式液晶表示パネルを使用してもよい。
【００５２】
さらにまた、以上では種々の画像表示装置を説明したが、本発明は単眼式画像表示装置または両眼式画像表示装置のいずれであってもよい。
【００５３】
ところで、通常、単眼用画像表示装置は、観察者の利き目に装着することにより、より画像の認識が容易に行えるものである。しかし、片目の大部分を覆ってしまうような大きな画像表示装置や、画像表示装置によって表示される画像を周囲の景色と重ねて見せるような画像表示装置の場合、利き目で純粋な景色を認識できず、そのために観察者の行動が困難になることがある。しかし、本発明に係る画像表示装置は、観察者が正面を向いたときの通常の視線よりも下に装着することで、純粋な景色に画像を重ねて見ることもできるだけでなく、純粋な景色だけを容易に認識することもできるので、通常の行動が制限を受けることなく行える。逆に、通常の視線よりも上に装着すれば、手元だけを利き目で見ることができるので、通常の手作業や読書作業を難なく行える。
【００５４】
利用形態
以下、画像表示装置の複数の利用形態を説明する。
【００５５】
利用形態１：
図１Ａは、画像表示装置の利用形態１を示し、そこで画像表示装置は携帯型通信装置の出力装置として使用されている。この利用形態において、画像表示装置１と携帯型通信装置２２（例えば、携帯電話）は、有線または無線によって相互に接続されており、インターネット等の通信網を介して通信装置２２で受信された画像が画像表示装置１に送られ、そこで画像表示板に表示される。マイクロフォンとイヤホンを備えた音響装置２３を通信装置２２に接続してもよい。この場合、画像表示装置は、ウェアラブル型のウェブホン・テレビ・視聴覚装置として使用することができる。
【００５６】
利用形態２：
図９は画像表示装置の利用形態２を示し、そこでは画像表示装置がスタジアムやホールに設けた送信機から送信された画像を表示する装置として利用されている。
【００５７】
一般に、大きなスポーツスタジアムやコンサートホールでは、１人の観客から見える範囲は限られている。一方、そのようなスポーツスタジアムやコンサートホールには、種々の角度から撮影するために多数のテレビカメラが設置されている。このような状況において、画像表示装置は、テレビカメラから送信される画像のビューワまたは受信機として利用できる。そして、そのように利用すれば、観客は異なる角度からカメラ撮影された任意の画像を見ることができ、それは観客にとって楽しいものとなる。
【００５８】
利用形態３：
図１０は、画像表示装置の利用形体を示し、そこでは画像表示装置がウェアラブル型プロンプタとして利用されている。このプロンプタにより、スピーカ（話をする人）は話している最中にプレゼンテーションの内容を確認できる。特に、プレゼンテーションの最中にプレゼンテーションの内容に変更があった場合でも、スピーカは、聴衆に眼を向けたまま、変更された内容を確認することができる。
【００５９】
利用形態４：
図１１は、画像表示装置の利用形態４を示し、そこで画像表示装置は後方ビューワを備えた自動ナビゲーションシステムとして利用されている。この利用形態において、画像表示装置はＧＰＳを備えた送信機２４に接続されている。ＧＰＳは、送信機２４の地理的位置を対応するデジタルマップ上に表示するデジタル情報を送信する。後方ビューワまたはカメラ２５は、画像表示装置１のフレームに設けてあり、カメラによって撮影された画像が画像表示部に表示される。これにより、観察者は、後方から接近してくる対象物（例えば、自動車やバイク）を確認できる。
【００６０】
利用形態５：
図１２は、画像表示装置の利用形態５を示し、そこでは画像表示装置がミュージアムビューワとして利用されている。この利用形態において、画像表示装置を装着している人は、中央制御部または展示物（例えば、絵画、彫刻、自然または人工的な創作）の近傍に設けた送信機から送信される展示物のデジタル画像または情報（例えば、説明）を受信する。
【００６１】
利用形態６：
図１３は、画像表示装置の利用形態６を示し、そこでは画像表示装置がオペレータのビューワとして利用されている。この利用形態において、画像表示装置を装着しているオペレータは中央制御部または現場近くに設けた送信機２７から送信されて画像表示部に表示される種々の確認項目や手続を確認しながら、目的の保守作業を行う。これにより、経験不足のオペレータであっても、予め決められた保守手続を間違い無く行うことができる。
【００６２】
利用形態７：
図１４は、画像表示装置の利用形態７を示し、そこでは画像表示装置が変更可能型番号認証システムに利用されている。この利用形態において、認証システム２８は、各人の個人ＩＤまたはパスワードを一定の時間周期で変更または更新し、更新されたＩＤまたはパスワードは画像表示装置を通じて利用可能である。このような構成によれば、認証システムの安全性が向上する。また、部屋や建物に入る前に、その部屋や建物の内部の状況を、その部屋や建物の内部に設置されたカメラから送信されて画像表示装置に表示される画像を通じて、この画像表示装置を装着した人が確認できる別のセキュリティシステムを作ることができる。このようなセキュリティシステムは、指紋認証を利用した他の認証システムと組み合わせることもできる。
【００６３】
利用形態８：
図１５は、画像表示装置の利用形態８を示し、そこでは画像表示装置がウェアラブル３Ｄ／２Ｄシアターに利用されている。この利用形態において、画像表示装置は、中央制御部または乗り物（例えば、飛行機、列車、自動車）や他の場所（例えば、待合室、娯楽設備の内側または外側）に設けた送信機２９から送信された３Ｄまたは２Ｄの画像を受信する。
【００６４】
利用形態９：
図１６は、画像表示装置の利用形態９を示し、そこでは画像表示装置が無線通信によって建物内に設置された監視カメラ（図示せず）と接続されている。この利用形態において、画像表示装置を装着した人は、ベッドに寝ている子供や老人を見ながら又玄関の様子を見ながら、種々の家事を行うことができる。
【００６５】
利用形態１０：
図１７Ａは、画像表示装置の利用形態１０を示し、そこで画像表示装置１はカメラ４０と物理的に分離され且つカメラ４０と電気的に接続されている。したがって、カメラで撮影された画像は画像表示装置に送信され、該画像表示装置に表示される。また、この利用形態では、画像表示装置の方向とは無関係に、カメラ４０を任意の方向に向けることができる。
【００６６】
図１７Ｂは変形例を示し、そこで画像表示装置１とカメラ４１はＵ状のヘッドバンド４２に一体化されている。この変形例によれば、装着者はカメラ４１で撮影された拡大画像を観察することができる。したがって、この一体化された装置は、顕微鏡を用いた加工や製造に好適に利用できる。
【００６７】
利用形態１１：
画像表示装置は、医療分野の補助監視装置に効果的に利用できる。例えば、脳神経外科、眼科、耳鼻科、整形外科、形成外科の分野ではマイクロサージャリー 手術が行われており、特に、くも膜下出血、動脈瘤、脳腫瘍の手術で日常的に採用されている。この手術において、術医は、顕微鏡５２で撮影された拡大像を見ながら、例えば約１ミリメートルほどの直径の血管を縫合したり小さな組織を切断したりする手術を行う。しかし、顕微鏡によって術医は手術部位の外部のみを観察できるだけである。そこで、顕微鏡手術を補助するために、適当な内視鏡が手術部位の近くに顕微鏡で見える方向とは異なった角度で挿入され、顕微鏡では見えないあるいは見にくいところが同時に写される。
【００６８】
内視鏡で撮影された画像は、通常、図１８に示すように、術医の傍に配置されたモニタ５１に表示される。そのため、術医がモニタ５１の画像を見るとき、術医の頭又は肩がわずかに動くことがある。そして、その術医の動きはさらに、手術器具を持っている術医の腕を動かし、そのために手術器具との接触によって生体組織が損傷することがあり得る。このような事態を防止するために、モニタを見るとき、術医は手術を中止して手術器具を治療部位から遠ざける必要がある。また、顕微鏡５２を観察している状態からモニタに視線を移すに際し、術医は新たに焦点を調整しなければならない。これらの問題を解消するために、補助者がモニタ５１を見て術医を誘導することが考えられる。しかし、この方法は、術医がモニタを見る回数を減らすだけのことに過ぎない。
【００６９】
このような問題を解消するための有効な手段として、本発明の画像表示装置が利用できる。具体的に、図１９に示すように、画像表示装置１を顕微鏡５２のアイピース５３の上又は下若しくは横に配置するか、または図２０に示すように画像表示装置１をヘッドバンド５４又はその他の保持具によって術医の目の傍に配置し、この画像表示装置１に内視鏡 カメラの撮影画像を表示する。この場合、術医は、頭や肩を動かすことなく、視線を動かすだけで内視鏡の撮影画像を見ることができるので、内視鏡の撮影画像を見る度に手術行為を中断する必要がなくなる。現在、撮影対称を立体的に表示することができる内視鏡が提案されており、このような立体式内視鏡を利用する場合、術医の両目の上又は下にそれぞれ画像表示装置１を配置すれば、立体式内視鏡で得られた画像を２つの画像表示装置１で立体的に観察することができる。
【００７０】
また、図２１と図２２に示すように、内視鏡５５の保持を担当する術医と、内視鏡で撮影された画像を見ながらかん子などの手術器具５６を用いた手術を担当する術医が協働して治療を行う状況がある。これまでは、内視鏡５５の画像は、上記の例と同じく近くに設置したモニタ上に写され、両術医はそのモニタ上の画像を見ながら、手術を行っている。そのため、首の方向を長時間に亘って固定する必要があって疲労を招き易いこと、また、画像と手術器具を同時に見ることができないことなどの問題が指摘されてきた。この場合、手術を担当する術医の装着したヘッドバンド５４に画像表示装置１を取り付ける。これにより、手術を担当する術医は、視線を僅かに動かすだけで内視鏡で撮影された画像と実際の手術器具を交互に見ることができる。さらに、このようにすることにより首の方向の固定が不用になるという利点も指摘できる。また、画像表示装置１はその焦点深度が深いため、視力に障害のある術医でも両者を鮮明に見ることができる。
【００７１】
さらに、内視鏡を用いて病変部を観察したり病変をサンプル採取する場合、図２３に示すように、患者の体内に挿入された内視鏡の撮影画像を術医は眼の前に装着した画像表示装置１で見ながら、この内視鏡を操作することができる。このとき、画像表示装置１の焦点深度が深いため、視力に問題のある術医でも鮮明に画像を見ることができ、そのため内視鏡を正確に操作できる。
【００７２】
その他、画像表示装置１は、手術中に術者に必要な情報（例えば、手術前に撮影したＸ線やＣＴ画像、三次元臓器模型画像、血液検査結果）を提供する手術支援情報端末として利用できる。このような利用形態では、術者は手を使うことなく種々の情報を読み取ることができる。また、画像表示装置を装着した手術補助者に対して必要な情報（例えば、手術器具や備品の準備指示）を提供することもできる。
【００７３】
救急医療の現場では、図２４に示すように、救急隊員のヘルメット５７に画像表示装置１とＣＣＤカメラ５８を取り付け、ＣＣＤカメラ５８で撮影した画像を病院５９に送信し、逆に、病院５９から救急隊員への指示を画像表示装置１に表示することができる。この場合、救急隊員は病院５９からの指示を画像表示装置１を通じて確実に取得できる。また、病院５８で待機している医師は、ＣＣＤカメラ５８で映し出される画像から、救急隊員の行った処置や患者の状況を観察し、適切な指示を救急隊員に送ることができる。
【００７４】
本発明の画像表示装置は、医師と患者との問診にも利用できる。具体的に、画像表示装置を装着した状態で、医師は患者と向かい合った状態で、患者の話しを聞きながら又患者を観察しながら、必要な情報を画像表示装置から入手したり、実際に入力された情報を画像表示装置で確認できる。
【００７５】
画像表示装置はまた、病室に設置された監視カメラで撮影した患者の画像を看護師に伝えるための装置として利用することもできる。
【００７６】
また、画像表示装置は診断装置として利用することもできる。例えば、画像表示装置に小さな輝点を表示するとともにこの輝点を動かしてこれを患者に観察させることで、緑内障などの視覚障害の有無を判断する装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 実施の形態１に係る画像表示装置の利用形態を示す図。
【図１Ｂ】 図１Ａに示す画像表示装置の斜視図。
【図２】 実施の形態１に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す斜視図。
【図３Ａ】 実施の形態１に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す平面図と側面図。
【図３Ｂ】 実施の形態１に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す平面図と側面図。
【図４Ａ】 実施の形態２に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す平面図と側面図。
【図４Ｂ】 実施の形態２に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す平面図と側面図。
【図５】 実施の形態３に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す図。
【図６】 実施の形態４に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す図。
【図７】 光源から散乱体に照射される光の強度分布を示すグラフを示す図。
【図８】 散乱板の散乱率分布を示す図。
【図９】 実施の形態９に係る画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す図。
【図１０】 画像表示装置をスタジアムビューワとして利用する形態を示す図。
【図１１】 画像表示装置をスタジアムビューワとして利用する形態を示す図。
【図１２】 画像表示装置をバックビューワ付き自動ナビゲーションシステムに利用する形態を示す図。
【図１３】 画像表示装置をミュージアムビューワとして利用する形態を示す図。
【図１４】 画像表示装置をワーカーズビューワとして利用する形態を示す図。
【図１５】 画像表示装置をチェンジャブルナンバー認証システムに利用する形態を示す図。
【図１６】 画像表示装置を家庭用監視カメラ装置と接続した利用形態を示す図。
【図１７Ａ】 画像表示装置をカメラと分離した利用形態と、画像表示装置とカメラを一体化した利用形態を示す図。
【図１７Ｂ】 画像表示装置をカメラと分離した利用形態と、画像表示装置とカメラを一体化した利用形態を示す図。
【図１８】 内視鏡モニタを用いた従来の手術状況を示す図。
【図１９】 画像表示装置を内視鏡モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２０】 画像表示装置を内視鏡モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２１】 画像表示装置を内視鏡モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２２】 画像表示装置を内視鏡モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２３】 画像表示装置を内視鏡モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２４】 画像表示装置を救急隊員用モニタとして利用する利用形態を示す図。
【図２５】 従来の画像表示装置に組み込まれた光学部の構成を示す図。
【符号の説明】
１：画像表示装置、３：光学部、８：光源、９：散乱体、１０：映像板、１１：レンズ。
Claims (11)
- 観察者の眼球の網膜に映像板の映像を投影する画像表示装置であって、
光源と、
対向する一対の主面を有し、上記光源から出た光を上記一対の主面の一方から入射し、上記入射した光を散乱し、上記散乱した光を上記一対の主面の他方から出射する光透過型の一つの散乱体と、
上記散乱体で散乱された光を透過する映像板と、
上記映像板を透過した光を収束させて眼球に送るレンズとを含む光学系を備えており、
上記光学系は、散乱体の像が観察者の瞳孔近傍で結像するように設計されており、
上記散乱体は上記光源と瞳孔を結ぶ光軸から離れるに従って散乱率が低くなるように構成されていることを特徴とする画像表示装置。 - 上記散乱率は散乱体に含まれる光散乱物質の量を変えることにより調整されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
- 上記散乱率は散乱体の表面の粗さを変えることにより調整されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
- 観察者の眼球の網膜に映像板の映像を投影する画像表示装置であって、
光源と、
上記光源から出た光を入射し、上記入射した光を散乱して反射する面を有する光反射型の一つの散乱体と、
上記散乱体で散乱された光を透過する映像板と、
上記映像板を透過した光を収束させて眼球に送るレンズとを含む光学系を備えており、
上記光学系は、散乱体の像が観察者の瞳孔近傍で結像するように設計されており、
上記散乱体は上記光源と瞳孔を結ぶ光軸から離れるに従って散乱率が低くなるように構成されていることを特徴とする画像表示装置。 - 上記散乱率は散乱体に含まれる光反射物質の量を変えることにより調整されていることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
- 上記散乱率は散乱体の表面の粗さを変えることにより調整されていることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
- 上記散乱体を画像形成装置の筐体に直接形成したことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の画像表示装置。
- 上記光源が赤色、緑色、青色の光を発する光源の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像表示装置。
- 上記散乱体は、水平方向の長さが垂直方向の長さに比べて大きい形を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像表示装置。
- 上記光源から出射された光の進行方向を反転させて上記映像板に入射するように構成されていることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載の画像表示装置。
- 上記画像表示装置は、観察者の片目に対して映像を投射する単眼用画像表示装置であ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。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002025675 | 2002-02-01 | ||
| JP2002025675 | 2002-02-01 | ||
| JP2002199779 | 2002-07-09 | ||
| JP2002199779 | 2002-07-09 | ||
| PCT/JP2003/000953 WO2003065105A1 (fr) | 2002-02-01 | 2003-01-31 | Afficheur d'images destine a projeter des images directement sur la retine de la personne qui le porte |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2003065105A1 JPWO2003065105A1 (ja) | 2005-05-26 |
| JP4057533B2 true JP4057533B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=27667482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003564640A Expired - Fee Related JP4057533B2 (ja) | 2002-02-01 | 2003-01-31 | 装着者の網膜に直接画像を投影する画像表示装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20040145539A1 (ja) |
| JP (1) | JP4057533B2 (ja) |
| WO (1) | WO2003065105A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019235059A1 (ja) * | 2018-06-05 | 2021-07-08 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 映像投射システム、映像投射装置、映像表示光回折用光学素子、器具、及び映像投射方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4933056B2 (ja) * | 2005-05-11 | 2012-05-16 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置及びそれを用いた撮像装置 |
| US7744216B1 (en) | 2006-01-06 | 2010-06-29 | Lockheed Martin Corporation | Display system intensity adjustment based on pupil dilation |
| TWI346795B (en) * | 2006-06-29 | 2011-08-11 | Himax Display Inc | Image inspecting device and method for a head-mounted display |
| WO2011018655A2 (en) * | 2009-08-13 | 2011-02-17 | Bae Systems Plc | Head up display system |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2910111B2 (ja) * | 1990-01-19 | 1999-06-23 | ソニー株式会社 | 眼鏡型網膜直接表示装置 |
| US5714967A (en) * | 1994-05-16 | 1998-02-03 | Olympus Optical Co., Ltd. | Head-mounted or face-mounted image display apparatus with an increased exit pupil |
| JPH0836143A (ja) * | 1994-05-16 | 1996-02-06 | Casio Comput Co Ltd | ヘッドマウントディスプレイ装置 |
| JP3556306B2 (ja) * | 1995-02-06 | 2004-08-18 | オリンパス株式会社 | 映像表示装置 |
| JP3298324B2 (ja) * | 1994-09-06 | 2002-07-02 | ソニー株式会社 | 画像表示装置 |
| JP3618221B2 (ja) * | 1998-04-13 | 2005-02-09 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
| JP2000241751A (ja) * | 1999-02-23 | 2000-09-08 | Minolta Co Ltd | 映像表示装置 |
| US6335838B1 (en) * | 1999-02-23 | 2002-01-01 | Minolta Co., Ltd. | Image display apparatus |
| US6563626B1 (en) * | 1999-02-25 | 2003-05-13 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Display device |
| JP3461297B2 (ja) * | 1999-03-04 | 2003-10-27 | キヤノン株式会社 | 画像観察装置 |
| US6480337B2 (en) * | 1999-03-04 | 2002-11-12 | Mixed Reality Systems Laboratory Inc. | Image display apparatus |
| JP3921915B2 (ja) * | 2000-03-22 | 2007-05-30 | 松下電器産業株式会社 | ディスプレイ装置 |
| JP4387554B2 (ja) * | 2000-04-28 | 2009-12-16 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置および画像表示システム |
| US7001019B2 (en) * | 2000-10-26 | 2006-02-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Image observation apparatus and system |
| JP2002131693A (ja) * | 2000-10-26 | 2002-05-09 | Mixed Reality Systems Laboratory Inc | 画像観察装置 |
| JP2002365585A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-18 | Daeyang E & C Co Ltd | 頭部装着用ディスプレー用光学システム |
| JP2002365586A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 画像表示装置 |
-
2003
- 2003-01-31 US US10/480,923 patent/US20040145539A1/en not_active Abandoned
- 2003-01-31 JP JP2003564640A patent/JP4057533B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-31 WO PCT/JP2003/000953 patent/WO2003065105A1/ja active Application Filing
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019235059A1 (ja) * | 2018-06-05 | 2021-07-08 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 映像投射システム、映像投射装置、映像表示光回折用光学素子、器具、及び映像投射方法 |
| JP7275124B2 (ja) | 2018-06-05 | 2023-05-17 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 映像投射システム、映像投射装置、映像表示光回折用光学素子、器具、及び映像投射方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003065105A1 (fr) | 2003-08-07 |
| JPWO2003065105A1 (ja) | 2005-05-26 |
| US20040145539A1 (en) | 2004-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10725535B2 (en) | Head-worn image display apparatus for stereoscopic microsurgery | |
| US10197803B2 (en) | Augmented reality glasses for medical applications and corresponding augmented reality system | |
| US6937400B2 (en) | Method and device for image display | |
| JP3905393B2 (ja) | 手術装置 | |
| US9507155B2 (en) | Head-mounted display | |
| US6774869B2 (en) | Teleportal face-to-face system | |
| KR20020065531A (ko) | 자동 초점 조정 수단을 구비하는 망원경형 안경 형태의시각 보조물 | |
| Parsons et al. | A non-intrusive display technique for providing real-time data within a surgeons critical area of interest | |
| US11698535B2 (en) | Systems and methods for superimposing virtual image on real-time image | |
| US20070274577A1 (en) | "System for the stereoscopic viewing of real time or static images" | |
| WO2021226134A1 (en) | Surgery visualization theatre | |
| CN211433341U (zh) | 一种用于内窥镜手术的显示头盔 | |
| US20240266033A1 (en) | Surgery visualization theatre | |
| JP4057533B2 (ja) | 装着者の網膜に直接画像を投影する画像表示装置 | |
| Mueller-Richter et al. | Possibilities and limitations of current stereo-endoscopy | |
| JP2023520306A (ja) | ヘッドマウント可視化システム | |
| Cuschieri | Visual display technology for endoscopic surgery | |
| KR102224529B1 (ko) | 의료용 스마트 글라스 | |
| JPH0720388A (ja) | 立体内視鏡装置 | |
| CN218009977U (zh) | 一种内窥镜防护面屏 | |
| JP7521845B1 (ja) | 頭部装着型視線検出装置および視線画像表示システム | |
| JPH0716238A (ja) | 保持装置 | |
| WO2005124430A1 (ja) | 電子めがね装置 | |
| EP4146115A1 (en) | Surgery visualization theatre | |
| Parsons et al. | 246 Medicine Meets Virtual Reality JD Westwood, HM Hoffman, D. Stredney, and SJ Weghorst (Eds.) IOS Press and Ohmsha, 1998 A Non-Intrusive Display Technique for |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061212 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070313 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070511 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070828 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071026 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071120 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071213 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |