KR0161600B1 - 정보표시단말 - Google Patents

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KR0161600B1
KR0161600B1 KR1019950045967A KR19950045967A KR0161600B1 KR 0161600 B1 KR0161600 B1 KR 0161600B1 KR 1019950045967 A KR1019950045967 A KR 1019950045967A KR 19950045967 A KR19950045967 A KR 19950045967A KR 0161600 B1 KR0161600 B1 KR 0161600B1
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다까시 마쯔모또
다쯔히로 노즈에
시게히로 도미따
히로미 하라다
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가나이 쯔또무
가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼
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Abstract

발광소자를 사용해서 화상정보를 표시하는 휴대형 디스플레이에 관한 것으로써, 두부에 장착할 수 있을 정도의 소형화된 구조에 있어서 문자정보를 재현할 수 있을 정도의 해상도를 얻을 수 있고, A4사이즈의 지면정보를 해상도 200dpi이상으로 재현할 수 있게 하기 위해, 고글부와 단말부로 구성되고, 그 고글부에는 발광소자, 고정식 반사경 및 회전식 반사경이 소정의 조건을 만족시키도록 배치되어 있고, 단말부로 부터의 송신되는 데이타를 이미지화상으로써 재현한다.
이러한 것에 의해, 두부에 장착할 수 있을 정도의 소형화된 구조에 있어서 문자정보를 재현할 수 있을 정도의 해상도를 얻을 수 있고, A4사이즈의 지면정보를 해상도200dpi 이상으로 재현할 수 있다.

Description

정보표시단말
제1도는 본 발명의 이용형태의 1실시예를 도시한 도면.
제2도는 본 발명의 실시예의 외관도.
제3도a, b는 본 발명의 실시예의 고글부의 구조를 도시한 도면.
제4도a, b, c는 본 발명의 실시예의 발광장치를 도시한 도면.
제5도는 본 발명의 실시예의 발광장치를 양 눈으로 인식시키기 위한 조건을 도시한 도면.
제6도는 본 발명의 1실시예의 소형화된 고글부의 구조를 도시한 도면.
제7도는 본 발명의 다른 실시예의 소형화된 고글부의 구조를 도시한 도면.
제8도는 본 발명의 소형화된 고글부의 실시예의 설계조건을 도시한 도면.
제9도는 본 발명의 단말부의 실시예의 기능블럭도.
제10도는 본 발명의 실시예의 단말부에 있어서의 처리를 도시한 흐름도.
제11도는 본 발명의 실시예의 화상데이타의 화상메모리배치와 출력의 관계를 도시한 도면.
제12도는 본 발명의 실시예의 화상메모리회로의 블럭도.
제13도는 본 발명의 실시예의 화상메모리회로에 있어서의 처리를 도시한 흐름도.
제14도는 본 발명의 실시예의 LED프린터헤드로의 데이타입력을 도시한 도면.
재15도는 본 발명의 실시예의 동기방법의 원리도.
제16도a, b는 본 발명의 실시예의 동기회로블럭도와 타이밍모식도.
본 발명은 발광소자를 사용해서 화상정보를 표시하는 휴대형 디스플레이에 관한 것이다.
본 정보표시단말을 개발한 배경으로써 새로운 정보배송시스템이 있다. 새로운 정보배송시스템이라는 것은 신문사(센터국)에서 작성된 신문지면의 화상정보를 위성회선을 이용해서 전국 각지의 가정으로 배송하는 시스템이다. 이 정보배송시스템의 최대의 특징은 종래의 신문정보등의 기록매체인 [신문]을 배송시부터 전기적인 데이타로 하는 것에 의해 소위 페이퍼리스화를 실현하며, 또한 위성통신의 최대의 장점인 동시성, 브로드캐스팅성을 살려서 새로운 신문정보를 전국규모로 배송할 수 있는 점이다.
그러나, 이 정보배송시스템이 취급하는 신문정보는 타이틀, 본문기사, 광고기사등의 [문자] 정보와 사진, 도표등의 [영상] 정보로 구성되어 있는 바와 같이, 그 신문정보를 도트화상으로 표현하고자 하면 그 도트수는 팽대하게 된다. 따라서, 신문정보를 재현하는 표시단말에는 고해상도표시가 요구되고 있었다. 예를들면 정보표시단말에는 냉음극선과(CRT : Cathode Ray Tube)나 액정 디스플레이(LCD) 등이 있지만 CRT, 액정디스플레이에 있어서 신문정보를 표시시키고자 하면 현상의 기술로는 그 장치는 대형화된다.
그래서, 최근에는 일본국 특허공개공보 평성2-42476호에 기재되어 있는 LED를 사용한 방식이 주목받고 있다. 이들은 직선형상으로 배치한 LED에 의해 임의의 정보를 선정보로써 발광하고, 그 선정보를 회전식 미러 또는 진동식 미러로 순차 편향시키는 것에 의해 지면정보를 재현하는 방식이다. 그러나, 이 발명에 있어서는 직선형상으로 배치한 1개의 LED어레이를 양 눈으로 인식하는 경우에 대해서는 시사되어 있지 않고, LED어레이를 좌우의 눈에 대응시켜서 1개씩 마련하는 것을 제안하고 있다. 또, 상술한 방식을 양 눈으로 인식하는 경우에 대해서는 일본국 특허공개공보 평성4-307590호에 개시되어 있다. 구체적으로는 발광소자어레이를 관측자의 얼굴에 대해서 세로방향으로 배치하고, 발광소자어레이가 발광하는 광을 회전미러에 의해 순차 좌우방향으로 반사하고, 회전미러에 의해서 편향된 출력광을 관측자의 좌우의 눈에 또 편향하기 위한 고정미러를 좌우에 1개씩 구비하고 있다. 또, 정보표시단말의 출력을 회전미러에 대해서 기분할로 편향하는 것에 의해 좌우의 눈에 따른 화상을 표시하는 기술을 기재하고 있다.
그러나, LED를 양 눈으로 인식하는 상기 종래기술은 LED어레이, 확대렌즈 및 회전미러를 동일직선상에 배치할 필요가 있고, 그 정보표시단말은 관측자에 대해서 상당히 앞면으로 튀어나오는 구조로 된다. 또, 그 LED어레이도 관측자의 얼굴에 대해서 세로로 길게 배치할 필요가 있다. 또, 상기 종래기술은 회전미러에 의해서 시분할을 실행하므로 좌우의 눈에 대응한 상을 비추어내기 위해서는 통상의 2배의 시간이 필요하게 되고, 비추어낸 상은 일반적으로 어른거리는 결과로 된다. 즉, 지금까지의 정보표시단말에 있어서의 종래기술은 어느 정도의 해상도를 요구하면 기존의 표시소자의 크기의 제한을 받으므로 그 장치는 대형화하던가 또는 복잡한 구조를 취해야만 했었다.
본 발명의 목적은 두부에 장착할 수 있을 정도의 소형화된 구조에 있어서 문자정보를 재현할 수 있을 정도의 해상도를 얻을 수 있는 정보표시단말을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 두부에 장착할 수 있을 정도의 소형화된 구조에 있어서 A4사이즈의 지면정보를 해상도200dpi 이상으로 재현할 수 있는 정보표시단말을 제공하는 것이다.
또, 지금까지의 LED를 사용한 정보표시단말은 그 소형화에 대해서 고려되어 있지 않으며, 어느 정도의 해상도를 요구하면 기존의 표시소자의 크기의 제한을 받는 것에 의해 그 장치는 대형화하던가 또는 복잡한 구조를 취해야만 했었다.
본 발명은 이상의 점을 해결하기 위해, LED을 사용한 정보표시단말에 있어서 두부에 장착할 수 있을 정도의 소형화된 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 두부에 장착할 수 있을 정도의 소형화된 구조에 있어서 문자정보를 재현할 수 있을 정도의 해상도를 얻을 수 있는 정보표시단말을 제공하기 위해 여러개의 발광소자가 직선형상으로 배치된 발광장치, 상기 발광장치의 중심부분에 대해서 좌우대칭으로 배치된 제1의 렌즈, 제2의 렌즈 및 상기 제1의 렌즈의 광축상과 제2의 렌즈의 광축상에 배치된 회전식 반사경을 구비하고, 상기 발광장치가 발광한 광을 상기 회전식 반사경에 의해 결상시키고, 그 결상을 상기 제1의 렌즈 및 상기 제2의 렌즈를 거쳐서 인식시켰다.
또, 본발명은 두부에 장착할 수 있을 정도의 소형화된 구조에 있어서 A4사이즈의 지면정보를 해상도200dpi이상으로 재현할 수 있는 정보표시단말을 제공하기 위해 문자정보를 포함하는 A6사이즈의 지면정보를 해상도400dpi(dot/inch) 이상의 도트수로 출력할 수 있도록 소정수의 발광소자를 직선형상으로 배치한 광학장치, 상기 발광장치가 발광한 광을 결상시키는 회전식 반사경 및 상기 발광장치의 중심부분에 대해서 좌우대칭으로 배치된 제1의 렌즈, 제2의 렌즈를 구비하고, 상기 제1의 렌즈 및 상기 제2의 렌즈의 각각의 시야각내에 상기 발광장치를 배치하며, 또한 상기 시야각을 소정의 각도로 설정하는 것에 의해 상기 회전식 반사경에 의한 결상을 상기 제1의 렌즈 및 상기 제2의 렌즈를 거쳐서 인식시켰다.
즉, 본 발명은 소정의 해상도를 만족시키도록 발광장치에 마련하는 발광소자수를 결정하고, 그 발광장치가 발광하는 광을 관측자가 양 눈으로 인식할 수 있도록 양 눈에 대해서 수평으로 발광장치를 마련하고, 그 발광장치의 중심부분에 대해서 좌우대칭으로 제1의 렌즈 및 제2의 렌즈를 마련하고, 발광장치가 발광하는 광이 상술한 렌즈로 인도되도록 상기 제1의 렌즈의 광축상 및 상기 제2의 렌즈의 광축상에 회전식 반사경을 마련하였다. 또, 상기 발광장치는 상기 제1의 렌즈 및 상기 제2의 렌즈의 각각의 시야각내에 배치하며, 또한, 상기 시야각을 소정의 각도록 설정하였다. 렌즈간의 거리와 그 시야각도는 각각 인간공학에 따른 값을 채용한다. 이상의 것을 고려하는 것에 의해, 두부에 장착할 수 있을 정도의 소형화된 구조에 있어서 문자정보를 재현할 수 있을 정도의 해상도를 얻을 수 있게 된다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 여러개의 발광소자로 이루어지는 발광장치, 상기 발광장치에서 발광하는 광을 반사하는 제1의 반사경 및 상기 제1의 반사경이 반사한 광을 소정의 동작으로 반사시키는 것에 의해 상기 발광장치로부터의 광을 결상시키는 제2의 반사경으로 이루어지고, 상기 발광장치에서 발광하는 광과 상기 제2의 반사경이 반사한 결상한 광이 교차하도록 상기 발광장치, 상기 제1의 반사경 및 상기 제2의 반사경을 배치하였다.
즉, 본 발명은 결상한 광을 시각적으로 인식하는 접안렌즈에 대해서 수평으로 상기 제2의 반사경을 마련하고, 상기 발광장치로부터의 발광하는 광과 상기 제2의 반사경이 반사한 결상한 광이 교차하도록 상기 접안렌즈와 상기 제2의 반사경의 각각의 중심을 연결하는 수평선보다 아래쪽이며, 상기 접안렌즈와 상기 제2의 반사경간에 상기 발광장치를 마련하고, 또한 상기 접안렌즈와 상기 제2의 반사경의 각각의 중심을 연결하는 수평선보다 위쪽이며, 상기 접안렌즈와 상기 제2의 반사경간에 상기 제1의 반사경을 마련하는 것에 의해 정보표시단말의 소형화를 도모하였다. 단, 이와 같은 LED어레이, 회전식 반사경과 고정식 반사경은 이미지화상을 재현하는데 필요한 광로길이를 확보하도록 배치한다.
이하, 본 발명을 실시예에 따라 상세하게 설명한다. 또, 본 발명에서 말하는 고글형이라는 것은 비춰진 이미지상(신문정보)을 양 눈으로 인식하는 것을 의미한다.
고글형 디스플레이를 이용한 정보배송시스템의 1형태를 제1도에 도시한다. 제1도에 있어서의 새로운 정보배송시스템은 신문정보의 배송원이고 통신위성과 액세스하는 기능을 구비한 센터국(1), 상기 센터국(1)에서 송신되는 정보를 전국각지로 배송하는 기능을 구비한 통신위성(2), 신문정보의 배송지이고 그 신문정보를 재현하는 기능을 구비하는 리모트국(9) 및 상기 기록매체(5)에 기록된 정보를 버추얼리어리티적으로 재현하는 기능을 구비한 본 발명의 고글형 디스플레이(8)로 구성된다. 상기 리모트국(9)는 구체적으로 통신위성(2)로부터의 신문정보를 수신하는 수신기(3), 그 수신한 신문정보를 광디스크나 메모리등의 기록매체에 기록하는 기록장치(4)를 구비하고 있다. 이와 같은 정보배송시스템에 있어서는 신문사(센터국(1))에서 위성회선을 이용해서 배송되는 신문지면의 화상 정보를 전국각지의 가정(리모트국(9))에 구비된 기록장치(4)에 의해 기록매체(5)에 기록해두고 기록매체(5)의 재현장치로써 고글형 디스플레이(8)을 이용하는 것에 의해 모든 장소에서 필요한 시간에 신문정보를 재현하는 것을 가능하게 하고 있다.
본 발명의 고글형 디스플레이(8)을 상세하게 제2도에 도시한다. 본 고글형 디스플레이(8)은 기록매체(5)에 기록된 신문정보를 리드하는 단말부(11)과 접속코드(13)으로 접속되어 그 리드한 신문정보를 LED등의 발광소자에 의해 재현하는 헤드밴드(14)를 구비한 고글부(12)로 구성된다. 단말부(12)에서는 예를들면 A2사이즈의 신문지면(신문지면의 1페이지)를 재현하기 위해 A2사이즈의 신문지면이 갖는 1라인단위의 정보를 리드해서 고글부(12)로 송신한다. 또, 그때 단말부(11)에서는 리드한 1라인단위의 정보를 한정된 시간내에 송신할 필요가 있기 때문에 직렬데이타를 병렬데이타로 변환한후 고글부(11)로 송신하고 있다. 한편, 고글부(12)에서는 송신되는 데이타에 따라서 여러개의 발광소자를 점멸제어하는 것에 의해 신문지면을 재현한다. 이 디스플레이가 지면을 표시하므로 그밖의 시스템, 예를들면 문서검색시스템등에도 응용할 수 있다. 또, 종래의 프린트아웃해서만 보고 있는 FAX, 프린터출력의 대용으로써 보는 시스템, 또 고해상도의 영상에도 응용이 가능하다.
1. 고글부
제3도A, B는 제2도에 도시한 고글부(12)의 구조를 도시한 것이다. 제3도A는 접안렌즈부(303)측의 정면도, 제3도B는 제3도A의 B-B선 단면도이다. 제3도A, B에 있어서, 고글부(12)는 하우징(301), 커버(302), 관찰자가 상(신문정보)를 인식하는 접안렌즈부(303A, B), 병렬로 입력된 표시할 신문정보에 따라서 발광하는 발광장치(304), 그 발광장치(304)가 발광한 광을 반사하는 고정식 반사경(308), 그 고정식 반사경(308)이 반사한 광을 상기 접안렌즈부(303A,B)로 편향시키는 회전식 반사경(305), 그 회전식 반사경(305)를 회전시키는 구동장치(306) 및 표시할 신문정보의 동기를 취하는 화면서치용 센서(307)로 구성된다. 또, 상기 화면서치용 센서(307)은 차폐판(307a)와 포토인터럽터(307b)로 구성된다. 또, 본 실시예에서는 고정식 반사경(308)을 평면경으로써 취급하지만 이것을 볼록면경 또는 오목면경으로 하는 것에 의해 광로길이를 광학상 변경하는 것도 가능하고, 화각의 조정에도 이용할 수 있다. 또, 본 실시예에서는 회전식 반사경을 채용하고 있지만, 진동식 반사경이라도 좋다. 또, 고정식 반사경과 회전식 반사경의 배치는 반대라도 좋다.
고글부(12)에 있어서의 처리동작은 다음과 같다. 우선, 발광장치(304)는 단말부(11)에서 순차 전송되는 지면데이타(수평1라인마다)에 따라서 발광장치(304)가 구비하는 LED를 점등한다. 발광장치(304)에서 발광된 광은 고정식 반사경(308)을 거쳐서 회전식 반사경(305)로 인도된다. 고글부(12)에서는 고해상도의 화상을 얻기 위해 회전식 반사경(305)를 회전시켜서 2차원 화상을 얻도록 한다. 즉, 회전식 반사경(305)의 회전중에 접안렌즈부(303A, B)에 광이 들어오도록 회전도중에 발광장치(304)의 LED를 점등시키는 것에 의해 2차원 화상을 얻도록 한다. 이 경우, 사람눈의 잔상효과를 이용하기 위해 발광장치(304)의 주사주기와 일정시간 동일한 화상을 판화를 겹쳐서 생성하는 화상동기에 대해서 고려할 필요가 있다.
화면을 관찰자가 보고 위에서 아래로 생성하기 위해서 회전방향은 후술하는 제6도에 있어서의 시계방향이어야만 한다.
주사주기는 30Hz-15Hz사이로 한다. 회전식 반사경(305)를 양면경으로 하는 것에 의해 반사경의 회전속도를 주사속도의 절반의 15Hz-7.5Hz(900-450회전/분)으로 한다. 1화면을 비추어내는 시간은 회전식반사경(305)가 절반 회전하는 (180도 회전)동안중 후술하는 Φ1에서 Φ2(제6도참조)까지 회전하는 (발광개시부터 발광종료까지의) 동안이다.
회전의 구동기구로써는 모터(306)을 사용한다. 이것은 소정의 전원(도시하지 않음)으로 구동되는 모터(306)의 회전수를 기어로 감속하고, 약간의 조정은 전류를 변화시키는 것에 의해서도 실행한다. 또, 양면경을 사용해서 1화면의 정보중 절반을 1면에, 나머지 절반을 다른 면에 표시하는 방법도 있다. 이 절반의 정보는 화면의 상부 절반, 하부 절반이라도 좋지만 텔레비젼의 인터레이스와 같이 1라인 건너라도 좋다.
화상동기에 대해서는 화상의 주사 시점의 타이밍을 결정하기 위해 회전식 반사경(305)의 회전에서 화면서치용 센서(307)로 펄스를 발생한다. 구체적으로는 회전식 반사경(305)의 축에 직결한 차폐판(307a)가 포토인터럽터(307b)를 가로질러 광을 차단할때 발생하는 펄스이다. 또, 이 화면동기에 대해서는 단말부의 설명에서 더욱 상세하게 기술하기로 한다.
본 고글부(12)에 있어서 주목할 것은 세로90mm, 가로160mm, 깊이40mm의 소형화된 구조에 있어서 상술한 처리동작에 의해 신문지면을 재현하는 점이다. 그를 위해 고글부(12)에서는 발광장치(304), 고정식 반사경(308)과 회전식 반사경(305)를 1계통화하고, 이들이 소정의 조건(발광장치, 광학계배치)을 만족시키도록 배치하였다. 또, 여기에서, 1계통이라는 것은 발광장치(304), 고정식 반사경(308)과 회전식 반사경(305)를 각 1개씩 마련하고, 발광장치(304)로부터의 광을 양 눈으로 인식시키는 것을 말한다.
1예로써 본 고글부에 있어서 A2사이즈의 신문지면을 재현하기 위한 소정의 조건을 설명한다.
1. 1 발광장치
제4도a는 발광장치(304)를 상세하게 도시한 도면이고, 제4도b는 평면도. 제4도c는 측면도이다. 제4도a, b, c에 있어서의 발광장치(304)는 발광소자인 LED와 단말부(12)에서 송신되는 신문정보를 병렬로 수신할 수 있는 여러개의 커넥터로 구성된다. 구체적으로 발광장치(304)에는 1792개의 LED어레이(발행부분의 길이114mm)를 직선형상으로 배치하였다. 이와 같이 LED어레이를 1792개 배치하는 것에 의해, 발광장치(304)로써는 A6사이즈의 신문지면데이타를 해상도400dpi = 1792도트(LED의 갯수) / 4.48인치(A6사이즈의 1변)로 출력된다. 본 고글형 디스플레이(8)은 최대지면으로써 A2사이즈의 신문지면을 해상도200dpi로 재현시키고자 하지만 그 경우에는 단말부(11)에 있어서 A2사이즈의 신문지면데이타를 가로방향으로 인접하는 화소에서 1도트마다, 세로방향으로 인접하는 화소에서 1라인마다 솎아내는 처리를 실행하는 것에 의해 실현시킨다. 또, A4사이즈의 신문지면을 재현하려고 해도 본 발광장치를 이용하면 해상도200dpi를 확보할 수 있으므로 문제는 없다. 또, 해상도200dpi이상을 구비한 표시장치이면 신문의 본문기사의 1문자(약3mm2)를 24도트2이상으로 실현할 수 있고, 그 문자정보를 손상시키지 않을 만큼의 도트분해능을 만족시킬 수 있다.
한편, LED어레이의 길이는 A6사이즈를 기준으로 해서 발광소자 수를 결정하는 것에 의해 114mm(1792×63.5㎛)로 된다. 이 LED의 크기63.5㎛는 기존의 제품에서 최소의 것이라 생각해도 좋다. 이 길이의 발광장치(외형을 포함하면 134mm)를 사용하면 [인간공학 기준수치 수식편람] (사또 가따히꼬감수)을 참조해도 평균적인 헤드폭150mm의 범위내로 설치할 수 있어 최적인 고글형 디스플레이의 설계가 가능하게 된다.
즉, 본 고글형 디스플레이(8)은 A2사이즈의 신문지면데이타(해상도200dpi로 한 경우 수평3232도트, 수직4736도트)를 취급하므로 인간의 평균적인 헤드폭을 고려해서 A6사이즈의 지면데이타를 400dpi(길이114mm)의 LED어레이를 채용하는 것에 의해 디스플레이의 최적한 고글화를 도모하였다.
금후의 LED제조기술의 발달에 의해 600dpi(42.3㎛)의 것도 기대할 수 있고, 또 그후 더욱 미세하게 되는 것이 예측된다. 따라서, 금후 나타낸 도트는 금후 더욱 증가하는 경향이 있다. 예를들면 600dpi에서 2048도트의 LED어레이이면 발광길이는 87mm로 된다. 이것은 이번의 실시예보다 소형이며, 본 디스플레이에 채용할 수 있다. 이때, 다음에 기술하는 광로길이등은 요구받은 시야각에 따라서 변경할 수 있다. 또, 시야각을 변경했을때에는 조금 좁게 하는 것도 가능하다.
1. 2 광학계 배치
1. 2. 1 광로길이(고글형화)
다음에 상술한 발광장치(304)로부터의 광을 양 눈으로 인식하는 경우, 구체적으로는 사람이 신문을 읽을때와 동일하게 눈의 약 30cm의 위치에 허상으로 신문지면을 재현하는 경우의 조건등을 제5도를 사용해서 설명한다.
제5도에 있어서, 고글부(12)에는 1792개의 LED를 직선형상으로 배치한 발광장치(304), 시야각도45도, 직경 약30mm(유효직경26mm)의 확대렌즈인 2개의 접안렌즈부(303A, B)및 접안렌즈부(303A, B)의 각각에 구비된 프리즘(501A, B)로 구성된다. 또, 도면중 우측하부에 위치하는 프리즘(501A) 및 접안렌즈부(303A)는 도시를 생략하였다. 또, 제5도에서는 상술한 회전식 반사경 및 고정식 반사경은 도시되어 있지 않다. 또, 상술한 접안렌즈부(303A, B)의 중심간의 거리는 [인간공학 기준수치 수식편람] (사또 가따히꼬감수)에 개시되는 눈폭(동공간격)을 참조해서 성인남자를 예로 해서 평균63.2mm, 표준편차 3.6mm이므로 중심값으로써 65mm를 채용하였다.
발광장치(304)로 부터의 광을 양 눈으로 인식시키기 위한 발광장치(304)(LED어레이)에서 접안렌즈부(303A, B)까지의 광로길이에 대해서 설명한다.
접안렌즈부(303A, B)의 시야각도는 상술한 바와 같이 45도 정도이므로 이들 접안렌즈의 시야각도내에 발광장치(304)를 배치해야만 한다. 접안렌즈를 거친 시야각도 θ는 식(1)로 표시할 수 있다.
상기 식(1)에서 발광장치(304)로 부터 접안렌즈부(303A, B)까지의 광로길이를 접안렌즈의 부분을 빼고 126mm로 하면 접안렌즈를 거친 시야각도 θ는 46.4도로 되어 거의 접안렌즈의 시야각도θ는 45도로 된다. 또, 사용자의 동공의 위치가 접안렌즈의 끝부에서 5mm 떨어져 있는 것으로 하면 그때의 접안렌즈를 거친 시야각도θ'는 식(2)에서 40.1도로 된다.
본 실시예에서는 광로길이를 126mm로 하고 있지만, 이것은 접안렌즈끝에서 발광장치(LED어레이)를 본 화각을 45도정도로 하고, 동공에서 접안렌즈를 거쳐서 발광장치(LED어레이)를 본 화각을 40도정도로 한 경우의 값이다.
접안렌즈간의 거리를 65mm로 한 경우의 광로길이와 화각의 관계를 표1에 나타낸다.
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 동공에서 접안렌즈를 거쳐서 발광장치(LED어레이)를 본 화각을 40도 정도로 한 경우, 그 동공으로 부터의 광로길이의 최소값은 약150mm로 된다. 접안렌즈에서 동공까지의 거리(접안렌즈의 두께19mm포함) 24mm를 이 150mm에서 빼는 것에 의해 접안렌즈끝에서 발광장치(LED어레이)까지의 광로길이는 126mm로 되고 표1을 참조해도 그 광로길이에 있어서의 화각은 45도정도를 만족시키게 된다. 이상의 것에 의해 본 실시예의 광로길이가 결정된다.
단, 표시장치에 어느 정도의 화각을 설정할지에 따라 그 광로길이는 변화하지만 화각으로써는 본 실시예에 나타낸 40도-45도정도로 설정하는 것이 바람직하다.
또, 접안렌즈부(303A, B)에는 컨버젼스각을 보정하는 프리즘(501A, B)를 마련한다. 크로스아이각이라는 것은 접안렌즈부(303A)의 중심P (1), 표시장치(304)의 중심O (1)과 접안렌즈부(303B)의 중심Q (1)로 이루어지는 각도로써, 이 각도를 조정하는 것에 의해 고글부(12)에 재현되는 이미지상의 거리감을 조정할 수 있다. 즉, 각 눈의 핀트는 각각의 접안렌즈부(303A, B)를 거치는 것에 의해 실제의 위치보다 먼쪽으로 수정할 수 있지만 그 경우라도 1개의 물체를 양 눈으로 보게 하고자하면 실제의 광로길이126mm가 관찰자에게 파악된다. 이 때문에 사람의 눈에는 접안렌즈에 의해 먼쪽으로 핀트를 수정했음에도 불구하고 실제의 광로길이126mm로 물체를 파악하므로 감이 부자연스럽게 된다. 이 부자연스러움을 해소하기 위해서는 상술한 컨버젼스각을 보정할 필요가 있다. 본 실시예의 컨버젼스각은 제5도에 도시한 바와 같이 눈폭65mm, 광로길이126mm로 하면 식(3)에서 θ3 = 14.5도록 된다.
이 때문에 사용자가 인식하는 화상은 약126mm가까이 된다. 이때의 화상의 크기는 발광장치의 발광부분114mm가 그대로의 크기로써 느껴진다. 따라서, 눈(접안렌즈)에서 30cm 떨어진 곳에 이미지상을 생성시키기 위해서는 식(4)에서 컨버젼스각 2θ23' = 12.4도로 할 필요가 있다.
그래서, 본 고글형 디스플레이(8)에서는 식(5)에서 프리즘(501A, B)의 편향각4= 8.3도로 설정하는 것에 의해 본 고글부(12)에 있어서의 컨버젼스각을 12.4도로 보정하였다.
이것에 의해 본 고글형 디스플레이(8)에서는 눈에서 30cm떨어진 곳에 이미지상을 재현하게 된다. 이 30cm라는 것은 인간이 문자를 읽는 경우에 바람직한 거리이다.
또, 본 고글부(12)에는 개인차를 고려해서 개개의 관찰자의 눈폭의 차이를 조절하는 눈폭조절용 손잡이나 관찰자의 시력의 편차의 보정으로써 핀트조정 손잡이를 마련해도 좋다(도시하지 않음).
상술한 광로길이등의 조건을 만족시킨 고글부(12)의 1실시예를 제7도에 도시한다. 고글부(12)에서는 상술한 광로길이를 확보하기 위해 발광장치(304)로 부터의 광을 고정식 반사경(308) 및 회전식 반사경(305)를 거쳐서 접안렌즈부(303A, B)로 인도하였다.
1. 2. 2 배치(소형화)
지금까지는 고글부(12)에 있어서 소정의 광로길이를 확보하는 것에 의해 신문정보를 양 눈으로 인식시키는 점에 대해서 설명했지만 본 고글형 디스플레이(8)에 요구되는 휴대성을 고려하면 고글부(12)를 더욱 소형화하는 것이 바람직하다. 소형화된 고글형 디스플레이(8)의 1실시예를 제6도에 도시한다. 또, 이 설명에 있어서는 사람의 두부를 측면에서 본 도면을 사용하여 광학계, 광로등을 이 평면내에서 2차원적으로 취급한다. 본 발명에 있어서는 이 평면과 수직인 방향에 대해서는 광학적으로 동일하다고 생각해도 좋다.
제6도에 있어서, 고글부(12)는 제7도와 마찬가지로 여러개의 발광소자로 이루어지는 발광장치(304), 상기 발광장치(304)에서 발광되는 광을 반사하는 고정식 반사경(308)과 상기 고정식 반사경이 반사한 광을 소정의 동작으로 반사시키는 것에 의해 상기 발광장치(304)로 부터의 광을 결상시키는 회전식 반사경(305)로 구성되어 있고, 제7도와 크게 다른 점은 상기 발광장치(304)에서 발광하는 광과 상기 회전식 반사경(305)가 반사한 결상한 광이 교차하도록 상기 발광장치(304), 상기 고정식 반사경(308)과 상기 회전식 반사경(305)를 배치한 점이다. 구체적으로는 결상한 광을 인식하는 접안렌즈부(303A, B)에 대해서 수평방향으로 회전식 반사경(305)를 마련하고, 상기 발광장치(304)로 부터의 발광하는 광과 상기 회전식 반사경(305)가 반사한 결상한 광이 교차하도록 상기 접안렌즈부(303A, B)와 상기 회전식 반사경(305)의 각각의 중심을 연결하는 수평선보다 아래쪽이며, 상기 접안렌즈부(303A, B)와 상기 회전식 반사경(305)간에 상기 발광장치(304)를 마련하며, 또한 상기 접안렌즈부(303A, B)와 상기 회전식 반사경(305)의 각각의 중심을 연결하는 수평선보다 위쪽이며, 상기 접안렌즈부(303A, B)와 상기 회전식 반사경(305)간에 상기 고정식 반사경(308)을 마련하였다. 또, 상술한 광로길이는 발광장치(304)로부터의 광을 고정식 반사경(308) 및 회전식 반사경(305)를 거쳐서 접안렌즈부(303A, B)까지 인도하는 것에 의해 확보되어 있다.
상기의 구성을 상세하게 제6도, 제8도 및 제9도를 사용해서 설명한다.
(a) 발광장치(304), 회전식 반사경(305) 및 접안렌즈부(303A, B)의 위치관계
제6도는 발광장치(304), 회전식 반사경(305) 및 접안렌즈부(303A, B)의 위치관계를 설정할때의 조건을 도시하며, 특히 회전식 반사경(305)의 설치위치, 경의 폭, 경의 기울기에 대해서 도시하고 있다.
여기에서, 제6도에 도시한 바와 같이, 발광장치(304)의 광원P에서 고정식 반사경의 중심Q (2), 회전식 반사경의 회전중심O (2) 및 접안렌즈의 광축의 4개를 연결한 선을 노미날인 광로로 한다. 노미날이라는 것은 회전식 반사경에 의해 광을 주사할때의 그 중심을 의미한다. 또, 설명을 위해 관찰자가 접안렌즈를 거쳐서 인식하는 이미지상의 위치를 P', 고정식 반사경(308)과 회전식 반사경(305)의 중심을 연결한 광로의 연장상을 P, OP와 접안렌즈부(303A, B)의 광축과 수직인 선이 이루는 각을 α, PQ와 접안렌즈부(303A, B)의 광축과 수직인 선이 이루는 각을 β로 한다.
제6도에 있어서, 회전식 반사경(305)의 노미날의 각도 θ0이 π/ 4 ( = 45 )이면 OP는 OP'와 수직으로 된다. 이것에 대해서 회전식 반사경(305)를 조금 세우면(제6도에 있어서 회전식 반사경(305)를 시계방향으로 α/ 2회전시키면) P는 접안렌즈부(303A, B)측으로 넘어지고, 회전식 반사경(305)의 노미날의 각도 Φ0은 식(6)으로 된다.
이 경우, 고정식 반사경(308)과 접안렌즈의 광축이 이루는 각도. 즉 고정식 반사경(308)의 경의 기울기는 (α-β) / 2로 된다.
고정식 반사경(308)의 폭은 이 경에 의해 생성되는 회전식 반사경(305)의 경상의 경의 끝부와 발광장치(304)의 광원P를 연결한 2개의 직선에 의해 결정된다. 즉, 광원P로부터의 광중 이 2개의 직선의 안쪽의 광만이 고정식 반사경(308)에 의해 반사되어 회전식 반사경(305)에 닿는다. 이것에 의해, 고정식 반사경(308)의 폭은 이 2개의 직선으로 규정되는 폭 이상은 있어도 불필요한 것을 알 수 있고, 이것에 의해 폭이 결정된다.
당연히, 이 직선의 회전식 반사경(305)측의 광로PA는 회전식 반사경(305)에 의해 차단되어서는 안된다. 마찬가지로 이 직선의 접안렌즈(303A, B) 측의 광로PB는 하우징의 면(접안렌즈부(303A, B)가 붙어 있는 면)으로 차단되면 안된다. 그러나, 차단되지 않는 한에 있어서는 고정식 반사경(308)이 접안렌즈부(303A, B)가 붙어 있는 면에 가깝게 하는 것이 바람직하고, 이것에 의해 하우징 전체를 얇게 하는 효과가 있다.
또, 하우징의 면에 가깝게 하는 것에 의해 각도 α는 증가하여 최대값을 취할 수 있다. 또, 식(6)에서도 알 수 있는 바와 같이, 각도 α가 클수록 회전식 반사경(305)의 노미날의 각도 ø0이 작아지고 회전식 반사경(305)의 경이 세워진 상태로 되어 세로 방향의 화각을 크게 하는 효과도 있다. 이것에 의해, 고정식 반사경(308)의 위치는 회전식 반사경(305)의 노미날각도 ø0을 결정하는 것에 의해 이동시킬 수 있다. 또, 이때 고정식 반사경(308)은 각도α를 크게 하는 위치(노미날의 각도 Φ0을 작게 하는 위치)에 배치하는 것이 바람직하다. 이것은 회전식 반사경(305)가 접안렌즈(303A, B)의 광축과 수직인 방향에 가까운 기울기로 접안렌즈부(303A, B)에 반사할 수 있기 때문이다. 그러나, 이것도 발광장치(304)로부터의 광이 접안렌즈부로 차단되지 않아 고정식 반사경(308)에 닿는 범위이다.
(b) 회전식 반사경(305)의 회전각도와 2차원 화상의 화각 본 고글부(12)에서는 회전식 반사경(305)에서 접안렌즈부(303A, B)에 들어오는 광의 방향을 회전식 반사경(305)를 회전시키는 것에 의해 경사지게 하고, 관찰자의 눈에 비스듬하게 아래측 또는 비스듬하게 위쪽으로 부터 광이 입사하는 것에 의해 2차원 화상을 얻고 있다. 따라서, 회전식 반사경(305)가 노미날의 각도 Φ0의 전후의 어느 범위내에 있을때, 즉 광을 접안렌즈에 인도할 수 있는 범위에 있을때 발광장치(304)에서 광을 방출하는 것이 필요하게 된다. 또, 관찰자가 보는 2차원 화상의 화각은 경면반사를 위해 이 각도의 2배로 된다.
그래서, 제8도 및 제9도에 의해 본 고글부에 있어서 Φ1(=Φ0-ΔΦ1)-Φ2(=Φ0+ΔΦ2)의 범위에서 발광장치(304)에서 광을 방출하는 경우에 대해서 설명한다.
관찰자가 보는 2차원 화상의 화각 θ1, θ2는 식(7)의 관계에서 구해진다(회전식 반사경(305)가 충분히 큰 것으로 한다).
θ1 =θ2 일때에는 ΔΦ1=ΔΦ2로 된다.
또, 이것을 만족시키는데 필요한 회전식 반사경(305)의 크기는 회전반경을 r1, 2로 해서 식(8)에서 a/r1,2를 구하는 것에 의해 얻어진다.
경을 회전하는 이상 여기에서 구해진 길이의 큰 쪽의 2배를 1변으로 하는 경으로 한다. 이 때문에 r1이 r2보다 큰 경우 회전반경 r1의 경에서는 θ2보다 큰 각도로 된다.
여기에서는 회전식 반사경(305)에서 접안렌즈부(303A, B)의 거리가 파라미터로 되지만, 이 값은 발광장치(304)의 광원과 회전식 반사경(305), 고정식 반사경(308)에 의한 경상의 경의 끝부를 연결한 2개의 선의 회전식 반사경(305) 측의 선이 발광장치(304)에서 광을 방출하는 Φ1(=Φ0-ΔΦ1)~Φ2(=Φ0+ΔΦ2)의 범위에서 광이 차단되지 않는 조건에서 가능한한 짧게 취하는 것이 바람직하다. 발광장치(304)가 직선형상으로 긴쪽방향에 대한 폭이 작은(본 실시예에서는 6mm)것을 특징으로 하고 있으므로 발광장치(304)의 발광원을 접안렌즈(303A, B)로 할 수 있는 한 가깝게 하는 것에 의해 회전식 반사경(305)와 접안렌즈부(303A, B)간의 거리를 매우 작게 할 수 있다.
(c) 광학계 배치결정방법
지금까지 기술한 조건에 의해 광학적 배치는 결정되지만 결정방법은 다음에 나타내는 반복계산으로 된다.
(O) 요구조건의 설정
시야 : 접안렌즈부(303A, B)의 시야 θ1, θ2의 요구값을 설정한다.
광로길이 : 광로길이를 접안렌즈의 시야각등에 의해 결정한다.
기하하적 배치 : 발광장치(304)의 광원위치, 접안렌즈부(303A, B)의 위치, 접안렌즈부(303A, B)의 광축방향 및 회전식 반사경(305)의 회전중심을 동일 광축상으로 한다.
(1) 가정
회전식 반사경(305)의 회전반경, 노미날각 및 회전식 반사경(305)의 회전중심과 접안렌즈부부(303A, B)의 거리를 가정한다.
(2) 산출
고정식 반사경(308) : 위치, 크기, 경사각
회전식 반사경(305) : 진동각, 회전반경
(3) 판단
광을 차단하는가 그외의 접촉은 없는가 소형화를 충분히 실행할 수 있는가를 판단한다.
(4) 피드백
(3)의 판단결과에 따라 (1)의 가정 또는 (0)의 요구조건을 수정한다.
다음에 이와 같은 고글부에 대해서 화상데이타를 송신하는 단말부에 대해서 설명한다.
2. 단말부
제2도에 도시한 고글형 디스플레이(8)의 단말부(11)에 대해서 기술한다.
본 고글형 디스플레이에 있어서는 상술한 바와 같이 문자정보를 해상도200dpi로 재현하기 위해 1792도트의 LED어레이를 채용하고 있다. 이 LED어레이로의 데이타입력을 시프트레지스터의 한계로 되는 20MHz의 클럭으로 실행한 경우 시프트시간만이라도 1라인당 89.6μs소비하게 되고, 사용자는 고글부(13)에 비춰지는 이미지상을 정지화상으로써 인식할 수 없다.
그래서, 본 단말부(11)에서는 화상데이타를 소정의 배열변환한후에 1라인분의 화상데이타를 분할해서 LED어레이로 이루어지는 발광장치(304)로 송신하는 것에 의해 1라인당의 시프트시간을 약 5μs(1화면주사시간10ms, 수직 약2,000라인의 고해상도 화상의 경우)로 하였다. 구체적으로는 발광장치(304)내에 1블럭 64비트단위로 구성된 시프트레지스터(501)을 28개 마련하고, 각각의 시프트레지스터(501)로의 입력을 독립시킨 28개의 직렬입력으로 변경하고, 이 28개의 시프트레지스터를 병렬로 20MHz의 클럭으로 64비트시프트시키는 것에 의해 종래에 비해 28배의 속도(3.2μs)에서의 데이타전송을 가능하게 하였다.
이것 이상 고속으로 전송하는 경우는 또 LED를 분할하고, 시프트하는 비트수를 감소하면 좋지만 입력라인수가 너무 많아지고 케이블이나 데이타를 출력하는 화상메모리회로(406)을 그것에 대응해서 더욱 다비트화할 필요가 있어 회로규모등이 증대하는 문제가 발생한다. 이러한 것에 의해 본 단말부(11)에서는 64비트단위의 분할을 채용하였다. 상기와 같이 LED를 분할, 병렬입력 하는 것에 의해 고속주사에 의한 프리커(어른거림)리스의 고해상도의 화상을 실현하기 위해 요구되는 화상데이타 전송속도를 만족할 수 있다.
단말부(11)의 구성을 제9도에 도시한다. 그 주된 구성요소는 신문지면의 화상데이타를 유지하고 발광장치(304)로 출력하는 화상메모리회로부(406), 화면동기를 위한 동기회로부(407, 화상데이타를 단말에 입력하는 기록매체부(404), 기록매체(408)에서 입력된 화상데이타를 일시적으로 유지하는 메모리부(403), 화상데이타의 압축/신장을 실행하는 압축/신장부(405), 단말에 있어서의 입출력이나 데이타처리를 하는 프로세서부(402), 단말의 동작(화상의 확대/축소, 페이지전환)을 제어하는 조작부(401)이다. 더욱 구체적으로 설명하면 메모리부(403)은 화상데이타가 A2사이즈이고 1페이지당 약2M바이트이므로 그 데이타를 기록매체(408)에서 단말부에 일시적으로 유지하는 기능을 갖는다. 또, 솎아냄등의 화상처리를 위한 메모리영역으로써도 사용한다.
압축/신장부(405)는 기록매체(408)에서 압축데이타를 페치하여 신장동작을 실행하고, 메모리부(403)으로 신장데이타를 전송한다. 이 압축/신장부(405)는 전용LSI와 주변회로로 구성된다.
프로세서부(402)는 단말부의 모든 동작을 제어한다. 화상 메모리(406)으로의 데이타전송, 기록매체(408)로부터의 데이타의 페치, 압축/신장부(405)의 제어, 표시화상의 확대, 축소, 페이지전환, 스크롤등의 화상처리동작을 실행한다. 각종 조작은 조작부(401)에서 프로세서부(402)로 인터럽트신호를 송출하는 것에 의해 실행시킨다.
조작부는 단말의 동작을 사용자가 변경하고자 하는 경우 커맨드를 송출하는 것에 의해 프로세서부(402)가 프로그램을 실행하고 상태천이를 실행한다. 구체적으로는 표시화상의 페이지전환, 확대/축소, 스크롤등의 화상처리를 실행한다.
다음에 단말부(11)의 처리동작을 상세하게 기술한다.
2. 1 LED로의 데이타전송
제9도 및 제10도를 사용해서 단말부(11)에 있어서의 처리흐름을 설명한다.
우선, 단말부(11)에 입력될 화상데이타는 기록매체(408)에 보존되어 있고, 그 기록매체(408)을 기록매체부(404)에 삽입한다. 기록매체(408)상의 화상데이타는 예를들면 신문데이타이고, 신문지면의 1페이지분은 3,232×4,736비트(A2판200dpi, A4판400dpi)의 2진화상데이타이다. 따라서, 전 데이타량에 대해서 용량이 작은 기록매체에 대해서는 데이타를 압축해서 보존한다(스텝100). 다음에 기록매체(408)상에 보존되어 있는 화상데이타가 압축데이타인지 아닌지를 판단한다(스텝101). 압축데이타인 경우는 데이타를 압축신장부(405)로 전송하고, 데이타의 신장처리를 실행한다(스텝102). 단, 기록매체(408)상에서 압축되어 있지 않은 경우에는 그대로 다음의 상태로 진행한다. 이 처리에 의해 기록매체에 기록되어 있던 화상데이타는 비압축데이타(원래의 2진화상데이타)로 되고 메모리부(403)으로 전송되어 유지된다(스텝103). 다음에 이 메모리부(403)에 유지되는 2진화상데이타를 프로세서부(402)에 의해서 배열변환처리를 실행한후(스텝104), 화상메모리회로부(406)으로 전송한다. 여기에서, 배열변환처리라는것은 제11도에 도시한 바와 같이 원화상의 1라인의 데이타를 수평방향으로 각 64비트의 블럭으로 분할하고, 각 블럭(1-28블럭)의 데이타를 화상메모리회로부(406)이 구비하는 화상메모리(410)(화상메모리(410)에 대해서는 후술한다)의 1-28비트에 대응시켜서 어드레스방향으로 재배열하는 것이다.
이와 같은 배열변환처리에 의해 제11도에 도시한 바와 같이, 어드레스에 따라서 화상메모리(410)의 각 비트에서 64비트의 화상데이타를 출력하고 (스텝105), 발광장치(304)의 LED어레이에 대응한 각 블럭에 입력하는 것에 의해 원화상의 1라인을 재생한다(스텝106). 이 배열변환을 포함하는 일련의 처리를 원화상의 화상데이타의 각 수평라인에 실시하고, 순차 화상메모리(410)에 배치하는 것에 의해 고해상도의 화상의 재생, 표시를 실현하였다.
또, 상술한 스텝104에 있어서, 원래의 3,232×4,736비트 데이타를 인접하는 2비트의 논리합을 취하고, 어느것인가가 흑(1)이면 데이타를 1로 하는 데이타의 솎아냄을 수평, 수직방향에 대해서 실행하고, 1 / 2 축소한 데이타(1,616×2,368)를 화상메모리(410)으로 전송하는 것에 의해 축소화면을 표시하는 것이 가능하게 되어 신문1지면을 표시시킬 수도 있다. 이 확대화상 / 축소화상의 선택(표시의 전환)은 조작부(401)의 확대/축소버튼(도시하지 않음)을 누르는 것에 의해 프로세서부(402)로 임의의 신호를 송신하는 것에 의해 실현한다.
2. 2 화상메모리회로부(406)에서의 처리동작
여기에서, 단말부(11)에 있어서 발광장치(304)로의 화상데이타의 송신부분으로 되는 화상메모리회로부(406)에 대해서 상세하게 기술한다. 제12도 및 제13도는 화상메모리회로부(406)의 구성과 처리동작을 도시한 것이다.
제12도에 있어서, 화상메모리회로부(406)은 배열변환된 화상데이타를 유지하는 화상메모리(410), 화상메모리(410)에 대한 화상데이타의 라이트/출력의 전환을 요구하는 메모리액세스요구아비터(406b), 메모리액세스요구아비터(406b)로부터의 신호에 따라서 화상메모리(410)에 대한 화상데이타의 라이트용 어드레스/출력용 어드레스를 전환하는 어드레스멀티플렉스회로(412), 재현할 이미지화상이 이루는 라인의 컬럼성분을 카운트하는 화면수평방향 제어카운터(406c), 재현할 이미지화상이 이루는 라인성분을 카운트하는 화면카운터(406a), 발광장치(304)에 대해서 래치, 스트로브등의 신호를 송신하는 LED제어회로로 구성된다. 또, 본 실시예에서는 화상메모리(410)으로 직렬입출력포트를 갖는 VRAM(Video RAM)을 채용하였다. 채용한 화상메모리(410)은 DRAM(Dynamic RAM)부와 그 DRAM의 1로우(1행)분의 데이타를 유지할 수 있는 레지스터부로 구성되어 있고, 그 레지스터부가 직렬데이타 다입력전송(병렬처리)를 가능하게 하는 직렬포트를 구비하고 있다. 또, 화상메모리(410)은 2048×4096도트 = 약1MByte의 화상데이타를 유지하는 것이 가능함과 동시에 본 실시예에서는 VRAM자체가 구비하는 출력데이타 버스32비트중 28비트를 LED어레이로의 출력포트로써 사용하고 있다. 그 때문에 화상메모리(410)은 예를들면 신문지면 1페이지분 3,232×4,736비트(A2판200dpi, A4판400dpi)의 2진화상데이타중 2,048×4,096비트도트를 화소1도트를 1비트에 대응시켜 유지하고 있다. 이와 같은 것에서 실제로 유효한 화상데이타는 1,792×4,096비트로 된다.
제12도에 도시한 화상메모리회로의 특징은 프로세서부(402)로부터의 액세스를 실행하기 위한 프로세서주변회로와 직렬출력을 위한 직렬출력주변회로를 각각 독립된 구성으로 한 점이다.
여기에서, 프로세서주변회로라는 것은 프로세서부(402)에서 순차 전송되는 화상데이타를 화상메모리(410)에 라이트를 실행하기 위한 회로이고, RAS(로우어드레스스트로브) 및 CAS(컬럼(열)어드레스스트로브) 타이밍회로로 되는 메모리액세스요구아비터(406b), 어드레스멀티플렉스회로등으로 구성되어 있다.
즉, 프로세서부(402)에서 화상데이타가 전송된 경우, 그 화상데이타는 화상메모리(410)으로 전송됨과 동시에 메모리액세스요구아비터(406b)를 거쳐서 그 화상데이타에 대응하는 어드레스를 부여해서 라이트한다. 또, 이때 어드레스멀티플렉스회로(412)는 화상메모리(410)에 대해서 부여되는 어드레스가 라이트를 위한 것임을 인식시킨다.
한편, 직렬출력주변회로라는 것은 화상메모리(410)에 라이트된 화상데이타를 발광장치인 LED어레이에 대해서 출력하기 위한 회로이다.
구체적으로는 화상메모리(410)이 직렬출력을 실행하는 경우, 화상메모리(410)에 대해서 시분할해서 부여된 로우어드레스와 컬럼 어드레스에 의해서 그 1로우분의 데이타를 컬럼어드레스에 따라서 직렬로 출력한다. 따라서, 직렬출력주변회로에서 컬럼어드레스는 항상 제로로 하고(화상메모리에 대해서 컬럼어드레스를 입력하지 않음), 로우어드레스를 화면라인카운터(406a)에 의해서 부여하는 만큼으로 하였다. 이것에 의해, 화상메모리(410)은 어드레스멀티플렉스회로(412)에서 임의의 로우어드레스를 부여하는 것만으로 그 1로우분의 데이타는 컬럼어드레스순으로 출력하게 된다. 또, 1로우분의 데이타의 출력이 종료한 경우 화면수평방향제어카운터(406c)는 메모리액세스요구아비터에 대해서 다음의 1로우분의 데이타를 출력하는 것을 명령한다.
또, 이 독립된 2개의 주변회로의 화상메모리액세스가 충돌하지 않도록 아비터회로(406b)에 의해서 결합하고, 어드레스버스를 데이타셀렉터에 의해 시분할해서 출력하고, 프로세서부(402)에 의한 액세스와 데이타출력액세스를 배타적으로 실행하고 있다.
다음에 제13도에 화상메모리회로부(406)의 출력처리흐름을 도시한다.
우선, 동기회로(407)에서 전송되는 동기신호의 입력에 의해 화면수평방향제어카운터(512진카운터) (406c), 화면라인카운터(512진카운터) (406a)가 리세트된 직후의 상태에서 설명을 시작한다.
화면수평방향제어카운터(이하, 수평방향카운터라 한다)를 화상메모리(410)의 데이타출력클럭주파수에 맞춰서 가산을 실행한다(스텝501). 즉, 화상메모리(410)에서 비트단위의 데이타를 출력하는 것에 의해 수평방향카운터의 카운터를 가산한다. LED에 대해서는 각 직렬포트가 64도트를 송출하는 것에 의해 표시화면의 1라인을 형성하므로 수평카운터가 64의 배수로 될때까지 가산을 실행한다(스텝502). 스텝502에 있어서 수평카운터가 64의 배수로 된 경우, 수평카운터(406c)는 LED제어회로(411)을 거쳐서 LED에 대해서 데이타로드신호를 송출한다(스텝503). 이와 같은 처리에 의해 1라인분의 데이타출력을 완료한다. 마찬가지로 2라인째 이후의 처리를 실행한다.
다음에 수평방향카운터(406c)가 512로 되면(스텝504) 화상메모리의 액세스어드레스를 1개 진행시키므로 화면라인카운터(406a) (이하, 수직방향카운터라 한다)를 가산한다(스텝505). 이 처리를 실행하는 이유는 본 실시예에 있어서의 화상메모리(410)이 컬럼방향512어드레스의 직렬액세스포트(SAM부)에 의해 출력하므로 64비트마다 출력하면 8라인표시한후 로우어드레스를 가산하고, 다음의 로우어드레스의 데이타를 직렬액세스포트레지스터로 전송할 필요가 있기 때문이다(스텝506). 이 화상메모리리드전송(DRAM부에서 SAM부로)이 종료하면 수평방향카운터를 리세트한다(스텝507).
한편, 주기회로부(407)에서 동기신호가 입력되면(스텝508) 그 동기신호에 의해 수평방향카운터와 수직방향카운터를 리세트하고(스텝509) 스텝501로 되돌아가 동일한 처리를 실행한다.
이상의 스텝501-509를 반복하는 것에 의해 발광장치(304)의 LED에 대해서 동일한 화상데이타를 회전 미러의 회전에 따라 출력시킨다.
2. 3 발광장치(304)에서의 처리동작
발광장치(304)의 처리동작에 대해서 제14도를 사용해서 설명한다.
발광장치(304)에서는 상술한 화상메모리회로부(406)에서 전송되는 배열변환된 화상데이타28개를 발광장치(304)를 구성하는 LED어레이가 구비하는 28개의 시프트레지스터(501)에 입력한다. 시프트레지스터(501)에 1라인(1792도트) 분의 데이타가 입력되면 각 시프트레지스터(501)의 비트출력을 래치(502)에 래치한다. 각 래치(502)에 래치된 데이타는 스트로브신호에 의해 LED드라이버(504)로 전송되고, LED드라이버(504)는 그 전송된 데이타에 따라서 LED를 발광시킨다. 여기에서, 스트로브신호라는 것은 LED어레이의 발광동작을 제어하는 신호로써, 스트로브신호가 발생하고 있지 않은 경우에 LED어레이는 데이타의 유무에 관계없이 발광하지 않는다. 이것에 의해, LED의 불필요한 발광을 방지하여 전력의 절약화를 도모한다.
2. 4 동기회로부의 처리동작
동기회로부의 원리를 제15도를 사용해서 설명한다. 정지한 고해상도의 화상을 실현시키시 위해서는 화상메모리회로부(406)으로부터의 출력(LED의 점등)을 회전식 반사경(305)의 회전주기와 동기시키는 것이 필요하다. 즉, 회전식 반사경(305)의 어떤 변위각에 대해서 항상 동일한 데이타를 출력하는 화상데이타의 출력타이밍을 얻는 것이다. 이 목적을 실현하기 위해서 고글부의 회전식 반사경(305)의 회전축에 회전축이 어떤 변위각으로 된 것을 검지해서 신호를 외부로 출력하는 센서(307)을 장착하고, 이 센서(307)로 부터의 신호에 의해서 화상출력의 개시타이밍신호를 형성하는 동기회로부(407)을 단말부에 내장시켰다. 본 실시예에 있어서는 센서(307)로써 포토인터럽터(307b)를 채용하였다. 포토인터럽터(307b)는 LED와 포토커플러로 구성되고, 물체가 슬릿간에 있어서 LED로 부터의 광을 차단하는 것에 의해 신호를 출력한다. 따라서, 제2반사경(305)의 회전축에 차폐판(307a)를 부착하고, 그 판이 포토인터럽터(307b)의 슬릿을 통과하는 것에 의해서 동기신호를 발생한다.
다음에 본 실시예에 있어서의 동기회로부(407)의 동작에 대해서 제16도를 사용해서 설명한다. 센서(307)로 부터의 동기신호는 동기회로부(407)에 입력된다. 이 동기신호를 이용해서 상술한 화상메모리(410)으로 부터의 출력의 로우어드레스를 설정하는 512진카운터를 리세트한다. 이 동작에 의해, 회전식 반사경(305)의 변위각이 어떤 각(위치)으로 되었을때 반드시 화상의 선두(제1라인)가 출력된다. 그 결과, 화상데이타의 전송속도와 회전속도가 일정한 것에 의해 화상의 제1라인에서 항상 동일한 화상이 표시되어 동기가 실현된다.
또, 센서(307)로 부터의 동기신호와 카운터로의 리세트펄스의 상대시간간격을 가변으로 하는 것에 의해 화상의 선두를 출력하는 타이밍을 미세조정하는 것을 가능하게 하였다. 이것에 의해, 표시화상을 상하로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 본 실시예에서는 멀티바이브레이터에 의한 펄스길이 가변회로로 하였다.
또, 회전식 반사경(305)는 회전운동을 하고 있으므로 화상의 위쪽 및 아래쪽에서 LED(304)는 소등하고 있어야만 한다. 그 때문에 상기 화면의 리세트펄스에 동기해서 점등시간분의 폭을 갖는 LED(304)의 스트로브신호를 발생시켜 LED(304)를 점등시킨다. 본 실시예에서는 이 점등펄스길이도 가변으로 하는 것에 의해, 화면의 표시범위를 상하방향으로 조정하는 것을 가능하게 하고 있다. 또, 표시화상의 1라인마다의 LED(304)의 점등펄스길이도 마찬가지로 가변으로 하는 것에 의해 화면전체의 명도 조정도 가능하게 하고 있다.
이상의 실시예에 의하면, 표시장치에 있어서, 두부에 장착할 수 있을 정도의 소형화된 구조에 있어서 문자정보를 재현할 수 있을 정도의 해상도를 얻을 수 있다. 이것에 의해 문자정보를 취급하는 미디어에 대해서 휴대성이 우수한 표시방법을 제공할 수 있다.
또, LED를 이용한 표시장치를 양 눈으로 인식하는 구조에 있어서 기존의 표시소자등을 사용해서 LED어레이, 회전식 미러 및 고정식 미러의 1계통만의 간단한 배치가 가능하게 된다.
또, LED어레이를 사용한 정보표시단말에 있어서, 두부에 장착할 수 있을 정도의 소형화된 구조를 제공할 수 있다. 이것에 의해 문자정보를 취급하는 미디어등에 대해서 휴대성이 우수한 정보표시단말을 제공할 수 있다.
또, 본 정보표시단말은 기존의 표시소자등을 사용해서 LED어레이, 회전식 미러 및 고정식 미러의 1계통만의 간단한 구성으로 실현할 뿐만아니라 LED어레이, 회전식 반사경과 고정식 반사경의 3개의 배치를 고려하는 것에 의해 소형화를 도모하므로, LED어레이가 발광하는 광을 순차 회전식 반사경에 의해 주사시켜서 얻는 간단한 종래의 원리를 그대로 적용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 여러개의 발광소자가 직선형상으로 배치된 발광장치, 상기 발광장치의 중심부분에 대해서 좌우대칭으로 배치한 제1의 렌즈, 제2의 렌즈 및 상기 제1의 렌즈의 광축상, 상기 제2의 렌즈의 광축상에 배치된 회전식 반사경을 구비하고, 상기 발광장치가 발광한 광을 상기 회전식 반사경에 의해 결상시키고, 그 결상을 상기 제1의 렌즈 및 상기 제2의 렌즈를 거쳐서 인식시킨 것을 특징으로 하는 정보표시단말.
  2. 여러개의 발광소자가 직선형상으로 배치된 발광장치 및 상기 발광장치의 중심부분에 대해서 좌우대칭으로 배치란 제1의 렌즈, 제2의 렌즈를 포함하는 렌즈부로 이루어지고, 상기 발광장치에서 상기 렌즈부까지의 광로길이가 상기 제1의 렌즈의 중심부분과 상기 제2의 렌즈의 중심부분이 이루는 제1의 거리, 상기 여러개의 발광소자전체가 이루는 제2의 거리, 상기 제1의 렌즈와 상기 제2의 렌즈가 갖는 시야각도의 3개의 관계에서 도출되는 값을 만족시키도록 상기 발광장치 및 상기 렌즈부를 배치한 것을 특징으로 하는 정보표시단말.
  3. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 제1의 렌즈 및 상기 제2의 렌즈의 각각에 대응시킨 프리즘을 마련하는 것에 의해 상기 발광장치가 발광하는 광의 결상위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 정보표시단말.
  4. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 발광장치에서 상기 렌즈부까지의 광로길이L이
    (여기에서, L1은 상기 제1의 렌즈의 중심부분과 상기 제2의 렌즈의 중심부분이 이루는 제1의 거리, L2는 상기 여러개의 발광소자전체가 이루는 제2의 거리, θ는 상기 제1의 렌즈, 상기 제2의 렌즈의 시야각도)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 정보표시단말.
  5. 문자정보를 포함하는 A6사이즈의 지면정보를 해상도400dpi(dot/inch)이상의 도트수로 출력할 수 있도록 소정수의 발광소자를 직선형상으로 배치한 발광장치, 상기 발광장치가 발광한 광을 결상시키는 회전식 반사경 및 상기 발광장치의 중심부분에 대해서 좌우대칭으로 배치된 제1의 렌즈, 제2의 렌즈를 구비하고, 상기 제1의 렌즈 및 상기 제2의 렌즈의 각각의 시야각내에 상기 발광장치를 배치하고, 또한 상기 시야각을 소정의 각도로 설정하는 것에 의해 상기 회전식 반사경에 의한 결상을 상기 제1의 렌즈 및 상기 제2의 렌즈를 거쳐서 인식시킨 것을 특징으로 하는 정보표시단말.
  6. 여러개의 발광소자로 이루어지는 발광장치, 상기 발광장치에서 발광되는 광을 반사하는 제1의 반사경 및 상기 제1의 반사경이 반사한 광을 소정의 동작으로 반사시키는 것에 의해 상기 발광장치로부터의 광을 결상시키는 제2의 반사경으로 이루어지고, 상기 발광장치에서 발광하는 광과 상기 제2의 반사경이 반사한 결상한 광이 교차하도록 상기 발광장치, 상기 제1의 반사경 및 상기 제2의 반사경을 배치한 것을 특징으로 하는 정보표시단말.
  7. 제6항에 있어서, 결상한 광을 인식하는 상기 접안렌즈에 대해서 수평으로 상기 제2의 반사경을 마련하고, 상기 발광장치로 부터 발광하는 광과 상기 제2의 반사경이 반사한 결상한 광이 교차하도록 상기 접안렌즈와 상기 제2의 반사경의 각각의 중심을 연결하는 수평선보다 아래쪽이고, 상기 접안렌즈와 상기 제2의 반사경간에 상기 발광장치를 마련하며, 또한 상기 접안렌즈와 상기 제2의 반사경의 각각의 중심을 연결하는 수평선보다 위쪽이고, 상기 접안렌즈와 상기 제2의 반사경간에 상기 제1의 반사경을 마련한 것을 특징으로 하는 정보표시단말.
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