JPH0242476A - 小型ディスプレイ・システム - Google Patents

小型ディスプレイ・システム

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JPH0242476A
JPH0242476A JP63187929A JP18792988A JPH0242476A JP H0242476 A JPH0242476 A JP H0242476A JP 63187929 A JP63187929 A JP 63187929A JP 18792988 A JP18792988 A JP 18792988A JP H0242476 A JPH0242476 A JP H0242476A
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light
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    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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・システムの大きさによって制限
されてきた。は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・システムと
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・システムは、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・システムは、一般に特に高い解像度がなく、依然と
しである制限された着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嵩高である。
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。時に頭上ディスプレイ・システム
と呼ばれるこのような装置は比較的高価でありかつ嵩高
であり、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・システム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・システムに対する需要が存在する。更に、
このようなディスプレイ・システムは、同時に通常の視
線を維持しながらディスプレイ・システムが見えるよう
に１つ以上の目では見ることができない。
この種のディスプレイ・システムは、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・システム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・システムはまた、
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・システムはまた
、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、表示が見えず他に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、進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規準化（コリメート
）のための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、連続する行をなす
選択的に発光されたピクセルがミラー上に投射されるこ
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
る色を投射する。各行の対応する素子をミラー上の同じ
点で投射させて所要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
の以降の更に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・システムは
、像が視認できる１つの開口１４が形成された遮光箱１
２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：１０．５ｍ＋ｎ　（１，２インチ）の
深さを持つ約２５．４ｘ　７６．２ｍｍ　（１ｘ　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２５．４ｏ＋ｍ　（１イン
チ）の約四分の三である。
箱１２内には、複数の直線状に整合された発光装置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。直線状の列内のダイオード１８の
個数は、ビデオ・ディスプレイ・システムに必要な巾に
依存することになる。２５６ｘ　２５６デイスプレイに
よる望ましい実施態様の場合は、回路１６は２５６個の
直線状に整合された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２０μで約４
０μ平方となる。
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Ｔｅｌｅｆ
ｕｎｋｅｎ社のＴＰＭＰ８１６０である。
Ｌ　Ｅ　Ｄ　１８からの光は、第２図の実施例の場合に
規準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：ｌＯ＋ｏａ＋で焦点距離が５０＋ａ
ｍのレンズがこのような用途に適している。レンズ２０
からの規準化された光出力は、共鳴スキャナ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＋　００１１　ｚの範囲
内の周波数で走査角度がビークビーク値で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２５．４ｍ
ｍ　（１インチ）平方でよい。ミラー２０が振動させら
れる時、Ｌ　Ｅ　Ｄ　１８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の色々
な振動点におけるＬ　Ｅ　Ｄ　１８の各々を選択的に発
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
１００１１ｚの頻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撮動周波数の２倍となる）と、
ユーザの視覚の持続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６０９．６ｍｍ　（２４
インチ）の距離において見える約：１０４．８１１０１
　（１２インチ）のＣＲＴに相当することになる。この
ため、５×７のマトリツクス文字の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０２２７
２ウォータータウン市アーセナル・ストリート５００番
地のＧｅｎｅｒａｌ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ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、Ｌ
　Ｅ　Ｄ　１８の選択的な発光のための制御信号を送り
、ケーブル２８は共鳴スキャナ２４に対して給電してス
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４
ＧはＲＯＭ％ＰＲＯＭ、ＥＦＲＯＭ、あるいはＲＡＭで
よい。読出し専用ストアは、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、は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。
データ人カケープル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、タイミングおよびｆｆ、ｌＩ
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４
８に対して読出される。シフトレジスタ４８は、例えば
２５６ビツト位置を有し、これらは各Ｌ　Ｅ　０１８に
対するシフトレジスタ４８のビット位置がある。
シフトレジスタ４Ｂ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Ｉ１１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Ｌ　Ｅ　Ｄ　１８を発光さ
せる。
−旦ビット行がシフトレジスタ４８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
しい情報性をシフトレジスタにロードする。
前に述べたように、Ｌ　Ｅ　Ｄ　１８からの出力はレン
ズ２０を介して加えられ、ミラー２２上の選択された垂
直位置にビクセルの表示線を形成する。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遷移状態を避け
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４ａ６４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６Ｂ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、これは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同点が
ミラー２２に対してマツ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
方向にマツプされる。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を追って進みス
クリーンの底部にマツプされるが、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
へ進んで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る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Ｕ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
の間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５２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の量変化させられる。同
様に、ＬＥＤドライバを制御する回線５２上の遅れ信号
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、２５６Ｘ　２５６デイスプレイの場合は、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・システ
ムにおいては垂直線即ち縞を現れさせるおそれがある。
メーカは一般にアレイにおけるこのような不均一性に関
する情報を提供するため、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ＬＥ
Ｄ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６゜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
兼制御回路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１１１
Ａ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＋８Ａ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」二の行の発光ダ
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、タイミング兼制御回路４６°の
制御下でシフトレジスタ４Ｂ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、筺体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
なビームに再び規準化するために、別の光学系が設けら
れている。
更に、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８
４によって再び規準化される。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。
ｌ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。
筺体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
、対物レンズ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
連の規準化レンズを通過する。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対
物レンズ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規準化レン
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規準様および拡大レンズ
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
る程電力の需要は非常に小さければ、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・バックは適当なケーブル即ち
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、ケーブル即ち配線は、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、２５６ｘ　２５６のディスプレイ
・システムを示したが、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・システムを方形ではな
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・システムの垂直方向列を
表わし、ミラーが振動される時ディスプレイ・システム
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力
Ｓ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行にインターレースすることもで
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、筺体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筐体とするこ
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・システムがユー
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、ユーザ
が通常の視線の妨げを最小限度に抑えてディスプレイ・
システム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・システムは、パイロット、機械のオペ
レータ、戦車の運動子、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
ップトツブ機械よりも道かに便利でありかつ嵩の小さな
形態で、また視認および読取りが溝かに容易なディスプ
レイ・システム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。こわけ
、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ディスプレイ
・システムを示す概念図、第２図は第１図に示された形
式の小型化されたディスプレイ・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−・・遮光箱、１６−・・回路、＋　８−・・発光
装置、２０−・・規準用兼拡大用レンズ、２２・・・振
動ミラー、２４・・・共鳴スキャナ、２６．２８・・・
ケーブル、４０・・・データ記憶装置、４２・・・デー
タ入カケープル、４４．５０．５２．６２．６４・・・
回線、４６・・・タイミング兼制御回路、４８・・・シ
フトレジスタ、５４・・・ラッチ、５６．５８−・・ケ
ーブル、５ｇ・−Ｌ　Ｅ　Ｄ回路、６０・・・ミラー駆
動回路、６６・・・打方走査Ｕ延回路、６ト・・左方走
査遅延回路。 ２面の浄書 ＦＩＧ、２ 手 続 補 正 書 １、事件の表示 昭和６３年特許願第１８７９２９号 ２、発明の名称 小型ディスプレイ・システム・システム３、補正をする
者 事件との関係

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、複数の発光させられる画像素子からなる実質的に平
    坦な拡大された像を表示する小型表示システムにおいて
    、 各々が独立的に発光させ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配列され、 前記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、 前記拡大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、 前記ミラーが運動する時前記発光素子 を選択的に発光させて、実質的に平坦な 二次元の拡大虚像が生じるようにする手段 とを設けることを特徴とするディスプレイ・システム。 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記載のディスプレイ・システム。 ３、前記発光素子が１つの直線状列に配列されることを
    特徴とする請求項１記載のディスプレイ・システム。 ４、前記発光素子が、少なくとも１つの第１の直線状列
    と第２の直線状列に配列され、 該第１の直線状列の前記発光素子が、前記 第２の直線状列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記載のディスプレイ・シス テム。 ５、前記二次元の拡大虚像を観察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
    記載のディスプレイ・システム。 ６、像全体を可視するため観察者の目の位置され物理領
    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記載のディスプレイ・シ
    ステム。 ７、前記像形成光学系が、前記拡大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記載のディ
    スプレイ・システム。 ８、前記発光素子から発光される光が該発光素子と観察
    者との間の光経路に従い、該光経路を往復即ち反射させ
    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記載のディスプレイ・システム。 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記載のディスプレイ・システム。 １０、前記の平坦な二次元の拡大虚像にわたり不均一な
    明るさとなるよう補正する手段を設けることを特徴とす
    る請求項１記載のディスプレイ・システム。 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 発光素子が前記電気パルスに応答して発光 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整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１０記
    載のディスプレイ・システム。 １２、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整するため前記 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１０記載のディスプレイ・システム。 １３、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
    ディスプレイ・システム。 １４、前記像形成光学系が、前記発光素子により発生さ
    れる光を実質的にコリメートする手段を含むことを特徴
    とする請求項１記載のディスプレイ・システム。 １５、前記像形成光学系が、前記発光素子により生成さ
    れる光を収束させて、前記虚像が観察者の目により容易
    に認められる焦点距離に置かれるようにする手段を含む
    ことを特徴とする請求項１記載のディスプレイ・システ
    ム。 １６、前記像形成光学系が少なくとも１つのレンズを含
    むことを特徴とする請求項１４または１５に記載のディ
    スプレイ・システム。 １７、前記運動を生じる手段が、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記載のディスプレイ・システム。 １８、前記運動を生じる手段が、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１７記載のディスプレイ・システム。 １９、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両端部に
    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１８記載のディスプレイ・システム。 ２０、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１９記載のディスプレイ・システム。 ２１、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、前記発光素子がミラ
    ーの運動方向に応答して前記発光素子を発光させ、同じ
    平坦な二次元拡大虚像が両方向の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記載のディス
    プレイ・システム。 ２２、前記ミラーに現れるように少なくとも１つの像を
    格納する手段と、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記載のディスプレイ・システム
    。 ２３、前記格納手段に表示されるべき新しい像を入力す
    る手段を設けることを特徴とする請求項２０記載のディ
    スプレイ・システム。 ２４、前記ミラーに現れる像を入力する手段と、 前記入力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記載のディスプレイ・システム。 ２５、可視孔が形成された遮光箱と、 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遮光箱内に取付
    ける手段とを設けることを特徴 とする請求項１記載のディスプレイ・シス テム。 ２６、前記遮光箱を観察者の視野内に取付ける手段を設
    けることを特徴とする請求項２５記載のディスプレイ・
    システム。 ２７、前記遮光箱を観察者の一方の目に物理的に隣接し
    て支持する手段を設けることを特徴とする請求項２５記
    載のディスプレイ・システム。 ２８、第２の遮光箱と、該遮光箱の各々をユーザの異な
    る目に隣接して支持して立体表示を生じるさせる手段と
    を設けることを特徴とする請求項２６記載のディスプレ
    イ・システム。 ２９、僅かに異なる像を前記遮光箱の各々の素子に加え
    ることにより三次元像を観察者に投射させる手段を設け
    ることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ・シス
    テム。 ３０、前記運動手段が、共鳴ミラー回転システムを構成
    することを特徴とする請求項１記載のディスプレイ・シ
    ステム。 ３１、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
    答して前記電気パルスの持続時間を調整してビデオ像を
    生じる手段を設けることを特徴とする請求項１記載のデ
    ィスプレイ・システム。 ３２、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
    応答して前記電気パルスの振幅を調整してビデオ像を生
    成する手段を設けることを特徴とする請求項１記載のデ
    ィスプレイ・システム。 ３３、複数の発光された画素からなる実質的に平面的な
    拡大像を表示する小型ディスプレイ・システムにおいて
    、 発光した点を生じるため各々が独立的に 発光させることができる複数の発光素子を設け、該発光
    素子は少なくとも１つの列に直線状に配列され、 前記発光素子列の拡大虚像を生じる第１の 像形成光学系と、 前記の拡大された虚像の反射が観察できる 平面ミラーと、 該ミラーを予め定めた角運動範囲にわたり 固定軸心の周囲に共鳴作用により振動させる手段と、 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、前記発光素子列の 複数の像が物理的に変位された点に生成 されるようにし、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を設けることを特徴
    とするディスプレイ・システム。 ３４、前記発光素子が、少なくとも第１の直線状列と第
    ２の直線状列に配列され、該第１の直線状列における前
    記発光素子が、前記第２の直線状列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３３記載のディスプレイ・システム。 ３５、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に追従し、該光経路を往復即ち
    反射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３３記載のディスプレイ・システム。 ３６、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３３記載のディスプレイ・システム。 ３７、前記の平面的な二次元の拡大虚像にわたり不均一
    な明るさとなるよう補正する手段を設けることを特徴と
    する請求項３６記載のディスプレイ・システム。 ３８、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
    間を調整して各列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３７記載のディスプ
    レイ・システム。 ３９、前記補正手段が、電流パルスを発生するするタイ
    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３７記載のディ
    スプレイ・システム。 ４０、前記像形成光学系が、前記発光素子により生成さ
    れる光を実質的にコリメートするレンズ系を含むことを
    特徴とする請求項３３記載のディスプレイ・システム。 ４１、前記像形成光学系が、前記発光素子により生成さ
    れる光を収束して、前記虚像が観察者の目により容易に
    認められる焦点距離に置かれるようにするレンズ系を含
    むことを特徴とする請求項３３記載のディスプレイ・シ
    ステム。 ４２、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列の第１の像列を
    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の像列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３３記載のディスプレイ・システム。
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