JPH04104119A - 画像表示装置 - Google Patents
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- JPH04104119A JPH04104119A JP22194290A JP22194290A JPH04104119A JP H04104119 A JPH04104119 A JP H04104119A JP 22194290 A JP22194290 A JP 22194290A JP 22194290 A JP22194290 A JP 22194290A JP H04104119 A JPH04104119 A JP H04104119A
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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。
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、画像情報をもとに発光体を発光させて作った
2次元画像と外界の自然光とを合成して表示する画像表
示装置において、小型でありながら高精細な合成画像を
表示することができる装置に関する。
2次元画像と外界の自然光とを合成して表示する画像表
示装置において、小型でありながら高精細な合成画像を
表示することができる装置に関する。
[従来の技術]
従来、小型軽量でありながら、人為的に作成した高精細
な2次元画像と外界の自然光とを合成して表示できる画
像表示装置はなかった。
な2次元画像と外界の自然光とを合成して表示できる画
像表示装置はなかった。
また、従来の画像表示装置では、表示体の部分に、電子
ビームを蛍光面に当てて画像を表示する陰極線管(以下
CRTとする)や、後方に置かれた光源からの光を液晶
シャッタの開閉を利用して透過させたり遮断したりして
画像を表示する液晶パネルなどの、2次元の表示体を用
いるものが主であったが、CRTに関しては小型軽量化
が難しく、液晶パネルに関しては小型化は比較的容易で
あるが、高精細な画像を表示できるものを作ろうと画素
数を増やすと、とたんに歩留まりが悪くなるという欠点
が合った。これに対して米国特許4゜902.083や
特開昭64−78040に記載されているように、1次
元に配置された光源が発する光の列を、振動ミラーを使
って光の列と垂直な方向に反射して、さらにその反射位
置を少しずつずらしていくことによって、2次元画像を
表示するという方法を用いたノ」\型の表示装置があっ
た。
ビームを蛍光面に当てて画像を表示する陰極線管(以下
CRTとする)や、後方に置かれた光源からの光を液晶
シャッタの開閉を利用して透過させたり遮断したりして
画像を表示する液晶パネルなどの、2次元の表示体を用
いるものが主であったが、CRTに関しては小型軽量化
が難しく、液晶パネルに関しては小型化は比較的容易で
あるが、高精細な画像を表示できるものを作ろうと画素
数を増やすと、とたんに歩留まりが悪くなるという欠点
が合った。これに対して米国特許4゜902.083や
特開昭64−78040に記載されているように、1次
元に配置された光源が発する光の列を、振動ミラーを使
って光の列と垂直な方向に反射して、さらにその反射位
置を少しずつずらしていくことによって、2次元画像を
表示するという方法を用いたノ」\型の表示装置があっ
た。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、前記振動ミラーを用いた表示装置の場合
、常に2次元画像だけで視野範囲を覆つ −てしまうた
め、前方の景色が全く見えなくなってしまう。そのため
、せっかく小型軽量でありながら、歩いたり、乗り物を
操縦しながらといったように、移動しながら利用しよう
とすると、前方が確認できないために、非常に危険であ
った。
、常に2次元画像だけで視野範囲を覆つ −てしまうた
め、前方の景色が全く見えなくなってしまう。そのため
、せっかく小型軽量でありながら、歩いたり、乗り物を
操縦しながらといったように、移動しながら利用しよう
とすると、前方が確認できないために、非常に危険であ
った。
また、前記米国特許4,902,083に記載されてい
る共振型の振動ミラーを用いて光を反射させる場合は、
振動ミラーを振動させる周波数が共振周波数に固定であ
るために、周波数を調整することができない。例えば、
2次元画像の情報源としてビデオ信号を利用する場合に
は、ビデオ信号側のワウフラッタやジッタなどの周波数
変動成分を吸収しなければならないのだが、共振型の振
動ミラーの場合には調整ができないので、ビデオ信号と
の同期を取る場合には、ビデオ信号の方を操作して共振
周波数に同期させなければならないため、動画像を表示
するのが極めて困難であった。
る共振型の振動ミラーを用いて光を反射させる場合は、
振動ミラーを振動させる周波数が共振周波数に固定であ
るために、周波数を調整することができない。例えば、
2次元画像の情報源としてビデオ信号を利用する場合に
は、ビデオ信号側のワウフラッタやジッタなどの周波数
変動成分を吸収しなければならないのだが、共振型の振
動ミラーの場合には調整ができないので、ビデオ信号と
の同期を取る場合には、ビデオ信号の方を操作して共振
周波数に同期させなければならないため、動画像を表示
するのが極めて困難であった。
さらに、前記米国特許4,902,083と前記特開昭
64−78040に記載されている表示装置においては
、発光手段が1次元つまり発光素子が1列に並んでいる
アレイであるため、例えば横640画素、縦400画素
の解像度を持つ2次元画像を横方向に振動させる表示す
る場合には、振動ミラーの角度を640段階に制御しな
ければならず、縦方向に振動させる場合には振動ミラー
の角度を400段階に制御しなければならないので、振
動方向の解像度を上げていくに従い、制御が困難になっ
た。また、振動ミラーを使用しているため、1周期の振
動につき1枚分の画像しか表示することができないため
、フリッカの軽減や動画像の動きを滑らかにするために
1秒間に表示する2次元画像の枚数を増やすと、その枚
数分だけ振動ミラーを振動させなければならないという
問題があった。
64−78040に記載されている表示装置においては
、発光手段が1次元つまり発光素子が1列に並んでいる
アレイであるため、例えば横640画素、縦400画素
の解像度を持つ2次元画像を横方向に振動させる表示す
る場合には、振動ミラーの角度を640段階に制御しな
ければならず、縦方向に振動させる場合には振動ミラー
の角度を400段階に制御しなければならないので、振
動方向の解像度を上げていくに従い、制御が困難になっ
た。また、振動ミラーを使用しているため、1周期の振
動につき1枚分の画像しか表示することができないため
、フリッカの軽減や動画像の動きを滑らかにするために
1秒間に表示する2次元画像の枚数を増やすと、その枚
数分だけ振動ミラーを振動させなければならないという
問題があった。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、小
型軽量でありながら従来のCRTを用いた表示装置と同
等の解像度を持つ2次元画像と外界の自然光とを合成し
て表示できる表示装置を提供するところにある。
型軽量でありながら従来のCRTを用いた表示装置と同
等の解像度を持つ2次元画像と外界の自然光とを合成し
て表示できる表示装置を提供するところにある。
[課題を解決するための手段]
本発明の画像表示装置は、画像を表示するために発光体
を縦または横方向に複数配置して構成した発光手段と、
前記発光体を駆動するための発光体駆動手段と、前記発
光体が発した光を偏向するための偏向手段と、前記発光
体駆動手段に送る画像情報を処理する画像情報処理手段
と、前記発光体駆動手段と前記偏向手段と前記画像情報
処理手段との同期を取るための同期制御手段と、前記発
光体が発した光を結像させるための結像光学系と、前記
発光体が発した光を観察位置方向に反射し、さらに外界
の自然光を観察位置方向に透過するためのハーフミラ−
とからなることを特徴とする。
を縦または横方向に複数配置して構成した発光手段と、
前記発光体を駆動するための発光体駆動手段と、前記発
光体が発した光を偏向するための偏向手段と、前記発光
体駆動手段に送る画像情報を処理する画像情報処理手段
と、前記発光体駆動手段と前記偏向手段と前記画像情報
処理手段との同期を取るための同期制御手段と、前記発
光体が発した光を結像させるための結像光学系と、前記
発光体が発した光を観察位置方向に反射し、さらに外界
の自然光を観察位置方向に透過するためのハーフミラ−
とからなることを特徴とする。
[実施例コ
以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
画像情報10は自然光18と合成する2次元画像のもと
になる情報のことであるが、この情報にはコンピュータ
の出力装置に表示される文字や数字や静止画などのよう
に一度画像メモリ上にだくわえてから出力する信号や、
電子スチルカメラなどが出力する静止画のビデオ信号や
、ビデオカメラなどが出力する動画のビデオ信号や、テ
レビジョン放送信号を受信して処理された映像信号など
の情報があげられる。
になる情報のことであるが、この情報にはコンピュータ
の出力装置に表示される文字や数字や静止画などのよう
に一度画像メモリ上にだくわえてから出力する信号や、
電子スチルカメラなどが出力する静止画のビデオ信号や
、ビデオカメラなどが出力する動画のビデオ信号や、テ
レビジョン放送信号を受信して処理された映像信号など
の情報があげられる。
発光手段14は第6図(a)の実施例で示したように、
複数の発光体60を組み合わせて1つの画素20を構成
する。第6図(a)の例では、1つの画素を3個の発光
体60で構成している。さらに、その画素20を縦また
は横の一方向に複数個配置して第6図(b)のように画
素20の列を構成する。そして、第6図(c)に示した
ように、各画素の列を複数列配置して、発光手段14を
構成している。第6図(c)の実施例では、画素20の
列が01と02の2列で一つの発光手段14を構成して
いる例を示している。発光手段14の詳細については第
6図を用いて後述する。
複数の発光体60を組み合わせて1つの画素20を構成
する。第6図(a)の例では、1つの画素を3個の発光
体60で構成している。さらに、その画素20を縦また
は横の一方向に複数個配置して第6図(b)のように画
素20の列を構成する。そして、第6図(c)に示した
ように、各画素の列を複数列配置して、発光手段14を
構成している。第6図(c)の実施例では、画素20の
列が01と02の2列で一つの発光手段14を構成して
いる例を示している。発光手段14の詳細については第
6図を用いて後述する。
画像情報処理手段11は、第7図(b)に示したように
画像情報10を水平方向と垂直方向に細かく分割する。
画像情報10を水平方向と垂直方向に細かく分割する。
第7図(a)は表示するもとになる画像情報10の一例
であり、アルファベットのEの文字を含む2次元画像を
表示する場合を例にあげている。第7図(b)はEとい
う文字が表示されている2次元画像を、水平方向と垂直
方向に細かく分割したようすを示している。画像情報処
理手段11の詳細については第7図を用いて後述する。
であり、アルファベットのEの文字を含む2次元画像を
表示する場合を例にあげている。第7図(b)はEとい
う文字が表示されている2次元画像を、水平方向と垂直
方向に細かく分割したようすを示している。画像情報処
理手段11の詳細については第7図を用いて後述する。
発光体駆動手段12は、画像情報処理手段11が分割し
た1列分の画像情報と、発光手段14を構成する1列分
の画素を対応させて、発光体を光らせる。第7図(c)
の実施例では、画素の列が01と02の2列であるため
、発光体駆動手段12は、画像情報10の2列分の情報
に対応した発光体60を発光させている例を示している
。第7図(c)の画素20の列G1は、第7図(b)の
3列目に対応しており、第7図(c)の画素20の列G
2は、第7図(b)の4列目に対応して発光している(
図の黒く塗られている部分が発光している部分である)
。また、1つの画素20は複数の発光体60で構成され
ているので、階調表示やカラー表示をすることができる
。階調表示とカラー表示の実施例についての詳細は第6
図を用いて後述する。
た1列分の画像情報と、発光手段14を構成する1列分
の画素を対応させて、発光体を光らせる。第7図(c)
の実施例では、画素の列が01と02の2列であるため
、発光体駆動手段12は、画像情報10の2列分の情報
に対応した発光体60を発光させている例を示している
。第7図(c)の画素20の列G1は、第7図(b)の
3列目に対応しており、第7図(c)の画素20の列G
2は、第7図(b)の4列目に対応して発光している(
図の黒く塗られている部分が発光している部分である)
。また、1つの画素20は複数の発光体60で構成され
ているので、階調表示やカラー表示をすることができる
。階調表示とカラー表示の実施例についての詳細は第6
図を用いて後述する。
偏向手段16は、同期制御手段13で画像情報処理手段
11と発光体駆動手段12との間で同期を取りながら、
偏向の角度を少しずつ変えながら、発光手段14の発し
た光を反射していく。同期系の詳細については第8図と
第9図を用いて後述する。発光手段14より発せられた
光の列は、偏向手段16で観察位置の方向に偏向される
。光の列は、偏向角の変化にともない、観察位置に対し
て、たとえば上から下へに向かって少しずつ位置を変え
ながら結像される。偏向手段16の詳細については第8
図と第9図を用いて後述する。
11と発光体駆動手段12との間で同期を取りながら、
偏向の角度を少しずつ変えながら、発光手段14の発し
た光を反射していく。同期系の詳細については第8図と
第9図を用いて後述する。発光手段14より発せられた
光の列は、偏向手段16で観察位置の方向に偏向される
。光の列は、偏向角の変化にともない、観察位置に対し
て、たとえば上から下へに向かって少しずつ位置を変え
ながら結像される。偏向手段16の詳細については第8
図と第9図を用いて後述する。
結像光学系15は、観察者にとって画像が最適な位置に
結像するように、結像位置を調整するものである。
結像するように、結像位置を調整するものである。
ハーフミラ−17は、偏向手段16からの光200を観
察者の方向に反射させ、さらに装置外部の自然光18を
そのまま透過させて観察位置の方向に送ることにより、
発光体60が発した光でできた2次元画像と自然光18
とを合成し、合成画像19を作る。
察者の方向に反射させ、さらに装置外部の自然光18を
そのまま透過させて観察位置の方向に送ることにより、
発光体60が発した光でできた2次元画像と自然光18
とを合成し、合成画像19を作る。
第2図は本発明の一実施例における虚像系の構成を示す
概略図である。この図では、発光手段14は画素20が
図面に対して垂直方向に2列配置されているものとする
。結像光学系15は、観察者23の位置で正しく像が結
像するように配置する。この実施例では偏向手段16を
、反射鏡21と、反射鏡21を回転させるモータ22で
構成している。反射鏡21は正四角柱の4つの側面を鏡
面にして、上下の面の中心を通る軸0を中心軸として、
矢印Rの方向に回転するものとしている力瓢反射鏡21
を構成する鏡面の数は何面でもよい。
概略図である。この図では、発光手段14は画素20が
図面に対して垂直方向に2列配置されているものとする
。結像光学系15は、観察者23の位置で正しく像が結
像するように配置する。この実施例では偏向手段16を
、反射鏡21と、反射鏡21を回転させるモータ22で
構成している。反射鏡21は正四角柱の4つの側面を鏡
面にして、上下の面の中心を通る軸0を中心軸として、
矢印Rの方向に回転するものとしている力瓢反射鏡21
を構成する鏡面の数は何面でもよい。
また、モータ22は直流モータやステッピングモータな
どを使用することができる。発光手段14から発せられ
た光の列24は、偏向手段16の回転による偏向角の変
化にともない、観察位置に対して例えば上から下に向か
って結像位置を刻々と変えることによって2次元画像を
再現する。この第2図の構成の場合、観察位置にいる観
察者23(図では目を表わしている)は、虚像を見るこ
とになる。虚像系の場合、2次元画像は直接観察者23
の網膜上に結像するため、結像光学系15の位置を調節
することにより、観察者23に大きく拡大した2次元画
像を認識させることができる。
どを使用することができる。発光手段14から発せられ
た光の列24は、偏向手段16の回転による偏向角の変
化にともない、観察位置に対して例えば上から下に向か
って結像位置を刻々と変えることによって2次元画像を
再現する。この第2図の構成の場合、観察位置にいる観
察者23(図では目を表わしている)は、虚像を見るこ
とになる。虚像系の場合、2次元画像は直接観察者23
の網膜上に結像するため、結像光学系15の位置を調節
することにより、観察者23に大きく拡大した2次元画
像を認識させることができる。
第3図は本発明の一実施例における合成画像を示す図で
ある。第3図(a)は、外界の自然光18をハーフミラ
−17によって透過させた像のみを示す図である。第3
図(b)は画像情報10をもとに発光させた発光手段1
4の光の列を、偏向手段16によって偏向゛させた結果
出来上がった2次元画像を、ハーフミラ−17によって
反射させた像のみを示す図である。第3図(c)は、第
3図(a)の像と第3図(b)の像がハーフミラ−17
によって合成された合成画像19を示している。第3図
(a)は、第4図で示すような画像表示装置を頭部に装
着して、例えば自転車に乗りながら道を走っている場合
に見える景色を表わしているとする。とりあえず枠30
はハーフミラ−17の枠とする。実際には、この枠30
の外側の部分にも景色が見えている。31は遠景の山で
あり、32が現在走行中の路面、33がセンターライン
を示している。第3図(b)で表示するものには、例え
ば34のように左上角に目的地までの残りの距離をバー
グラフで表わしたものや、35のように時速を数値で表
わしたものや、36のように次に進む方向を矢印で表わ
したものや、37のように矢印36の方向を補足するメ
ツセージなどがある。観察者23は、第3図(c)のよ
うに合成された画像を認識することになる。このように
、前方の景色を見ながら視線を特に変えることなしに、
様々な情報を一度に知ることができるので、乗り物を操
縦したり、歩いたりなどの移動中にも安全に情報を得る
ことができる。また、静止状態においても、例えばコン
ピュータを操作している者に、割り込み的にメツセージ
を伝える場合、従来はCRT上に割り込みメツセージが
表示されてしまったため、個人的に他人に見られたくな
いようなメツセージを伝えることはできなかったが、本
発明の画像表示装置を装着していれば、前方のCRTを
見ながら作業している最中に、他人に見られることなく
メツセージを見ることができる。
ある。第3図(a)は、外界の自然光18をハーフミラ
−17によって透過させた像のみを示す図である。第3
図(b)は画像情報10をもとに発光させた発光手段1
4の光の列を、偏向手段16によって偏向゛させた結果
出来上がった2次元画像を、ハーフミラ−17によって
反射させた像のみを示す図である。第3図(c)は、第
3図(a)の像と第3図(b)の像がハーフミラ−17
によって合成された合成画像19を示している。第3図
(a)は、第4図で示すような画像表示装置を頭部に装
着して、例えば自転車に乗りながら道を走っている場合
に見える景色を表わしているとする。とりあえず枠30
はハーフミラ−17の枠とする。実際には、この枠30
の外側の部分にも景色が見えている。31は遠景の山で
あり、32が現在走行中の路面、33がセンターライン
を示している。第3図(b)で表示するものには、例え
ば34のように左上角に目的地までの残りの距離をバー
グラフで表わしたものや、35のように時速を数値で表
わしたものや、36のように次に進む方向を矢印で表わ
したものや、37のように矢印36の方向を補足するメ
ツセージなどがある。観察者23は、第3図(c)のよ
うに合成された画像を認識することになる。このように
、前方の景色を見ながら視線を特に変えることなしに、
様々な情報を一度に知ることができるので、乗り物を操
縦したり、歩いたりなどの移動中にも安全に情報を得る
ことができる。また、静止状態においても、例えばコン
ピュータを操作している者に、割り込み的にメツセージ
を伝える場合、従来はCRT上に割り込みメツセージが
表示されてしまったため、個人的に他人に見られたくな
いようなメツセージを伝えることはできなかったが、本
発明の画像表示装置を装着していれば、前方のCRTを
見ながら作業している最中に、他人に見られることなく
メツセージを見ることができる。
第4図は、本発明の一実施例における、画像表示装置の
断面を横から見た図である。第4図(a)は、ハーフミ
ラ−17を外装ケース40の外部に露出するように設け
た実施例である。発光手段14より発せられた光は、結
像光学系15を通り、偏向手段16によって偏向され、
ハーフミラ−17によって観察者23の位置に到達する
。一方、自然光18はハーフミラ−17を通過して、観
察者23の位置に到達する。ハーフミラ−17は、回転
軸Hで固定されているため、自然光18のみを見たいと
きは、ハーフミラ−17を矢印Iの方向はね上げるだけ
でよい。このようにして、■合成画像■自然光のみ、と
いう2種類の状態を容易に選択することができる。
断面を横から見た図である。第4図(a)は、ハーフミ
ラ−17を外装ケース40の外部に露出するように設け
た実施例である。発光手段14より発せられた光は、結
像光学系15を通り、偏向手段16によって偏向され、
ハーフミラ−17によって観察者23の位置に到達する
。一方、自然光18はハーフミラ−17を通過して、観
察者23の位置に到達する。ハーフミラ−17は、回転
軸Hで固定されているため、自然光18のみを見たいと
きは、ハーフミラ−17を矢印Iの方向はね上げるだけ
でよい。このようにして、■合成画像■自然光のみ、と
いう2種類の状態を容易に選択することができる。
また、第4図(b)は、ハーフミラ−17を外装ケース
40の内部に設けた実施例である。図では、合成画像1
9を見ている場合の例を示しているが、外装ケース41
の一部として、回転軸Jで固定されているような遮光板
41を設け、発光手段14が発光してできた2次元画像
のみを見たいときは、遮光板41を矢印にの方向に移動
させて、自然光18が進入してくる窓をふさいでしまえ
ばよい。このようにして■合成画像、■2次元画像のみ
、という2種類の状態を容易に選択することができる。
40の内部に設けた実施例である。図では、合成画像1
9を見ている場合の例を示しているが、外装ケース41
の一部として、回転軸Jで固定されているような遮光板
41を設け、発光手段14が発光してできた2次元画像
のみを見たいときは、遮光板41を矢印にの方向に移動
させて、自然光18が進入してくる窓をふさいでしまえ
ばよい。このようにして■合成画像、■2次元画像のみ
、という2種類の状態を容易に選択することができる。
第5図は、本発明の一実施例における、画像表示装置の
外観図である。第5図(a)は、鉢巻き状のベルト50
を利用して、画像表示装置を頭部に固定する実施例であ
る。ベルト50の長さの調整は、ベルト押さえ51で行
なう。第5図(b)は、一般に眼鏡で利用されているよ
うなフレーム52を利用して、画像表示装置を頭部に固
定する実施例である。53は鼻で支えるためのパッドで
ある。第5図(c)は、ヘッドホン54のスピーカ55
の部分に、ガイド56を接続し、その先端部分に画像表
示装置を取りつけた実施例である。
外観図である。第5図(a)は、鉢巻き状のベルト50
を利用して、画像表示装置を頭部に固定する実施例であ
る。ベルト50の長さの調整は、ベルト押さえ51で行
なう。第5図(b)は、一般に眼鏡で利用されているよ
うなフレーム52を利用して、画像表示装置を頭部に固
定する実施例である。53は鼻で支えるためのパッドで
ある。第5図(c)は、ヘッドホン54のスピーカ55
の部分に、ガイド56を接続し、その先端部分に画像表
示装置を取りつけた実施例である。
57はマイクロホンであり、音声を入力する。このよう
に、ヘッドホン54とマイクロホン57を一体化したも
のを一般にヘッドセットと呼んでいるが、さらに画像を
表示する部分を設けたことにより、入力部分を全て音声
によって行なうようにすると、携帯型のコンピュータや
ワードプロセッサなどが、このヘッドセットだけで構成
することができる。
に、ヘッドホン54とマイクロホン57を一体化したも
のを一般にヘッドセットと呼んでいるが、さらに画像を
表示する部分を設けたことにより、入力部分を全て音声
によって行なうようにすると、携帯型のコンピュータや
ワードプロセッサなどが、このヘッドセットだけで構成
することができる。
第6図は本発明の一実施例における発光手段14を示す
概略図である。第6図(a)はそれぞれ、1つの画素2
0を発光体60を3個用いて構成した例を示している。
概略図である。第6図(a)はそれぞれ、1つの画素2
0を発光体60を3個用いて構成した例を示している。
また、第6図(b)は第6図(a)で示した画素を一方
向に並べて構成した画素の列である。一番屋の斜線で示
しである部分が1画素分の発光体60である。第6図(
c)は、第6図(b)の画素の列を01とG2の2列用
いて発光手段14を構成した実施例である。第6図(a
)では説明を容易にするために、1つの画素を構成する
3個の発光体60にそれぞれに1、K2、K3という番
号を付けた。この3個の発光体60で階調表示を行なう
場合、例えば03個とも光らせない、■に1だけを光ら
せる、■に1とに2を光らせる、■3個とも光らせると
いう■から■の4種類の制御を行なうことにより、デジ
タル式に4階調を表現することができる。さらに、K1
、K2、K3の明るさを、K2はに1の2倍、K3はに
1の4倍であるような発光体60を用いると、第1表で
示したようにデジタル式に8階調第1表 を表現することができる。第1表ではに1の明るさをN
としているので、K2とに3の明るさはそれぞれ2N、
4Nになる。また、第1表では○の部分の発光体60が
発光していることを示す(×部分の発光体60は消えて
いる)。また、K1、K2、K3の発光体60に、それ
ぞれ赤、緑、青に発光するものを用いて画素を構成すれ
ば、カラー画像を表示することができる。
向に並べて構成した画素の列である。一番屋の斜線で示
しである部分が1画素分の発光体60である。第6図(
c)は、第6図(b)の画素の列を01とG2の2列用
いて発光手段14を構成した実施例である。第6図(a
)では説明を容易にするために、1つの画素を構成する
3個の発光体60にそれぞれに1、K2、K3という番
号を付けた。この3個の発光体60で階調表示を行なう
場合、例えば03個とも光らせない、■に1だけを光ら
せる、■に1とに2を光らせる、■3個とも光らせると
いう■から■の4種類の制御を行なうことにより、デジ
タル式に4階調を表現することができる。さらに、K1
、K2、K3の明るさを、K2はに1の2倍、K3はに
1の4倍であるような発光体60を用いると、第1表で
示したようにデジタル式に8階調第1表 を表現することができる。第1表ではに1の明るさをN
としているので、K2とに3の明るさはそれぞれ2N、
4Nになる。また、第1表では○の部分の発光体60が
発光していることを示す(×部分の発光体60は消えて
いる)。また、K1、K2、K3の発光体60に、それ
ぞれ赤、緑、青に発光するものを用いて画素を構成すれ
ば、カラー画像を表示することができる。
発光手段14を構成している画素の間隔は、十分な解像
度を得るために、例えば400[DPI]という密度を
実現するならば、長さ1 [mm]の中に約16個の画
素を配置する。発光体60には、LED、LCD、EL
などの小型で高輝度のものを用いることができる。例え
ば、LEDの場合だと、超小型のLEDを高密度に配置
したLEDアレイなどを用いることができる。
度を得るために、例えば400[DPI]という密度を
実現するならば、長さ1 [mm]の中に約16個の画
素を配置する。発光体60には、LED、LCD、EL
などの小型で高輝度のものを用いることができる。例え
ば、LEDの場合だと、超小型のLEDを高密度に配置
したLEDアレイなどを用いることができる。
第7図は本発明の一実施例における画像情報と発光手段
との対応を示す図である。第7図(a)は表示するもと
になる画像情報10である。いま、アルファベットのE
という文字を含む2次元画像を表示する場合を例にあげ
る。画像情報処理手段11によって、第7図(a)の画
像情報10は、第7図(b)のように水平方向と垂直方
向に細かく分割される。第7図(b)では、水平方向の
列を区別するために1から12の番号が、また、垂直方
向の列を区別するためにaからnの番号が付けである。
との対応を示す図である。第7図(a)は表示するもと
になる画像情報10である。いま、アルファベットのE
という文字を含む2次元画像を表示する場合を例にあげ
る。画像情報処理手段11によって、第7図(a)の画
像情報10は、第7図(b)のように水平方向と垂直方
向に細かく分割される。第7図(b)では、水平方向の
列を区別するために1から12の番号が、また、垂直方
向の列を区別するためにaからnの番号が付けである。
発光手段14の画素を水平方向に配置する場合、画像情
報10の水平方向の分割数は、発光手段14を構成する
1列分の画素20の数に対応させる。発光手段14の画
素を垂直方向に配置する場合は、画像情報10の垂直方
向の分割数は、発光手段14を構成する1列分の画素の
数に対応させる。
報10の水平方向の分割数は、発光手段14を構成する
1列分の画素20の数に対応させる。発光手段14の画
素を垂直方向に配置する場合は、画像情報10の垂直方
向の分割数は、発光手段14を構成する1列分の画素の
数に対応させる。
例えば、画素を水平方向に配置した場合、第7図(b)
の2列目の情報をもとに発光手段14の1列分の画素2
0を光らせるときは、bからmまでに対応する画素20
の発光体60を光らせれば良い。このようにして、第1
列から第12列まで順番に走査していく。第7図(c)
は、発光手段14を、第′6図(c)で示した実施例と
同じように構成したものであり、第7図(b)の分割さ
れた画像情報10に対応して発光している例である。
の2列目の情報をもとに発光手段14の1列分の画素2
0を光らせるときは、bからmまでに対応する画素20
の発光体60を光らせれば良い。このようにして、第1
列から第12列まで順番に走査していく。第7図(c)
は、発光手段14を、第′6図(c)で示した実施例と
同じように構成したものであり、第7図(b)の分割さ
れた画像情報10に対応して発光している例である。
画素の列はG1と02の2列あるので、分割した画像情
報1002列分の情報を一度に発光することができる。
報1002列分の情報を一度に発光することができる。
この場合、画素の列が2列であるため、1列であるとき
に比べて、偏向角を変化させる回数が半分で済むので、
制御がしやすくなる。
に比べて、偏向角を変化させる回数が半分で済むので、
制御がしやすくなる。
第8図は本発明の偏向手段の一実施例を示す図である。
偏向手段16は反射鏡21と、反射鏡21を回転させる
モータ22で構成されている。モータ22の内部にはロ
ータリエンコーダが組み込まれており、モータ22の回
転にともないパルスを発生する。このパルスを使って、
偏向手段16の偏向角の制御を行なう。矢印Hは発光手
段14の画素20が並んでいる方向、つまり光の列の方
向を示している。画素20はモータ22の回転軸に対し
て平行に配置されている。矢印りは光の列が反射鏡21
で反射し、Pの位置で結像する光路を示している。
モータ22で構成されている。モータ22の内部にはロ
ータリエンコーダが組み込まれており、モータ22の回
転にともないパルスを発生する。このパルスを使って、
偏向手段16の偏向角の制御を行なう。矢印Hは発光手
段14の画素20が並んでいる方向、つまり光の列の方
向を示している。画素20はモータ22の回転軸に対し
て平行に配置されている。矢印りは光の列が反射鏡21
で反射し、Pの位置で結像する光路を示している。
反射鏡21のように正多角柱の側面に鏡面を設けて、上
下の面の中心を通る軸を回転軸としているものを一般に
ポリゴンミラーと呼んでいる。現在、レーザービームプ
リンタの内部でも、レーザー光をポリゴンミラーを使っ
て反射させて走査を行なっているが、レーザー光が点光
源なので、鏡面は回転軸方向に対して小さくても良いが
、本発明の場合、光の列を一度に反射するため、鏡面は
回転軸方向に対し、発光手段14に合わせて長く構成す
るという違いがある。第8図(a)は鏡面が4面ある反
射鏡21の例であり、第8図(b)は鏡面が6面ある反
射鏡21の例である。鏡面の数は、発光手段の画素20
の列の数に対応させて構成するが何面でも良い。鏡面の
数が増えると、モータ22が1回転する間に表示できる
画像の数が増えるため、回転数を少なくすることができ
るので、従来例であげた振動型のミラーを用いる構成よ
り制御しやすくなる。
下の面の中心を通る軸を回転軸としているものを一般に
ポリゴンミラーと呼んでいる。現在、レーザービームプ
リンタの内部でも、レーザー光をポリゴンミラーを使っ
て反射させて走査を行なっているが、レーザー光が点光
源なので、鏡面は回転軸方向に対して小さくても良いが
、本発明の場合、光の列を一度に反射するため、鏡面は
回転軸方向に対し、発光手段14に合わせて長く構成す
るという違いがある。第8図(a)は鏡面が4面ある反
射鏡21の例であり、第8図(b)は鏡面が6面ある反
射鏡21の例である。鏡面の数は、発光手段の画素20
の列の数に対応させて構成するが何面でも良い。鏡面の
数が増えると、モータ22が1回転する間に表示できる
画像の数が増えるため、回転数を少なくすることができ
るので、従来例であげた振動型のミラーを用いる構成よ
り制御しやすくなる。
第9図は、本発明の一実施例における発光手段から発せ
られた光の列が偏向手段によって偏向されるようすを示
す図である。第9図では、第8図の実施例で示したポリ
ゴンミラーを用いた構成を示している。第9図(a)は
光の列が偏向するようすを斜め上から見た図であり、第
9図(b)は第9図(a)とおなし偏向のようすを真横
から見た図である。いま光の列は矢印H方向に並んでい
るものとする(第9図(b)では図面に垂直方向に並ん
でいるものとする)。反射鏡21のある一つの鏡面を2
1゛ とすると、鏡面21′で反射された光の列りは、
21“がMlの状態のときにはPlの位置に結像する。
られた光の列が偏向手段によって偏向されるようすを示
す図である。第9図では、第8図の実施例で示したポリ
ゴンミラーを用いた構成を示している。第9図(a)は
光の列が偏向するようすを斜め上から見た図であり、第
9図(b)は第9図(a)とおなし偏向のようすを真横
から見た図である。いま光の列は矢印H方向に並んでい
るものとする(第9図(b)では図面に垂直方向に並ん
でいるものとする)。反射鏡21のある一つの鏡面を2
1゛ とすると、鏡面21′で反射された光の列りは、
21“がMlの状態のときにはPlの位置に結像する。
次に、反射[21の矢印R方向の回転にともない鏡面2
1゛ の角度が変わってM2の状態となり、この状態の
時に反射された光の列しはP2の位置に結像する。こう
して、反射鏡21の角度を変えるのに同期させて発光手
段14の発光タイミングを変えていくことによって、結
像位置は矢印りの方向に移動し、残像現象によって2次
元画像が表示されることになる。
1゛ の角度が変わってM2の状態となり、この状態の
時に反射された光の列しはP2の位置に結像する。こう
して、反射鏡21の角度を変えるのに同期させて発光手
段14の発光タイミングを変えていくことによって、結
像位置は矢印りの方向に移動し、残像現象によって2次
元画像が表示されることになる。
第10図は本発明の一実施例における同期制御系を示す
ブロック図であり、第11図は第10図の同期制御系の
信号を説明するためのタイミングチャートである。第1
0図と第11図は偏向手段16に第8図で示したポリゴ
ンミラーを用いた場合の実施例であり、以下第10図と
第11図の両方を用いて同期制御系を説明する。
ブロック図であり、第11図は第10図の同期制御系の
信号を説明するためのタイミングチャートである。第1
0図と第11図は偏向手段16に第8図で示したポリゴ
ンミラーを用いた場合の実施例であり、以下第10図と
第11図の両方を用いて同期制御系を説明する。
画像情報処理手段11は、分割された画像信号102を
発光体駆動手段12に送り、また、垂直同期信号104
と水平同期信号105を同期制御手段13に送る。垂直
同期信号104は画像情報の一番最初の点を表示するた
めのタイミング信号であり、水平同期信号105は分割
した各列の一番最初の点を表示するためのタイミング信
号である。
発光体駆動手段12に送り、また、垂直同期信号104
と水平同期信号105を同期制御手段13に送る。垂直
同期信号104は画像情報の一番最初の点を表示するた
めのタイミング信号であり、水平同期信号105は分割
した各列の一番最初の点を表示するためのタイミング信
号である。
ロータリーエンコーダ100はモータ22の回転にあわ
せて原点信号106と角度検出信号107を発生し、同
期制御手段13へ送る。原点信号106は、モータ22
が1回転するごとに1回発生する信号であり、角度検出
信号107はモータ22のある回転角度に対して1回発
生する信号であり、例えば回転角1度に対して1回発生
すると仮定すると、1回転につき360回発生する信号
である。
せて原点信号106と角度検出信号107を発生し、同
期制御手段13へ送る。原点信号106は、モータ22
が1回転するごとに1回発生する信号であり、角度検出
信号107はモータ22のある回転角度に対して1回発
生する信号であり、例えば回転角1度に対して1回発生
すると仮定すると、1回転につき360回発生する信号
である。
同期制御手段13は、入力されたそれぞれの信号をもと
に、同期を取った信号を発生させる。まず、原点信号1
06を基準とし、角度検圧信号107をカウントして、
反射鏡21の各鏡面の始まりを示す鏡面切り換え信号1
13を発生させ、垂直同期信号104との同期を取る。
に、同期を取った信号を発生させる。まず、原点信号1
06を基準とし、角度検圧信号107をカウントして、
反射鏡21の各鏡面の始まりを示す鏡面切り換え信号1
13を発生させ、垂直同期信号104との同期を取る。
次に、鏡面切り換え信号113を基準とし、角度検出信
号107をカウントして、1つの鏡面に対応した、1つ
の画像の分割された各列の表示を開始するタイミングを
示す、列表示信号114させ、水平同期信号105と同
期させる。さらに、列表示信号114を基準にして、ロ
ード信号108を発生させ、画素の列の数″に対応した
分割された画像情報102をロード信号108に同期さ
せてシフトレジスタに読み込む。次に、ロード信号10
8に同期させてラッチ信号109を発生させ、ラッチ信
号109に同期させて、シフトレジスタに読み込んだ画
像情報を発光体60のそれぞれの駆動回路に一度に送り
こむ。そして、ラッチ信号109に同期させて発光タイ
ミング信号110を発生させて、発光タイミング信号1
10に同期させて各発光体60を発光させる。また、垂
直同期信号104と水平同期信号105に同期させて回
転制御信号111を発生させ、モータ駆動手段101は
回転制御信号111に同期させてモータ駆動信号112
を発生させてモータの回転を制御する。
号107をカウントして、1つの鏡面に対応した、1つ
の画像の分割された各列の表示を開始するタイミングを
示す、列表示信号114させ、水平同期信号105と同
期させる。さらに、列表示信号114を基準にして、ロ
ード信号108を発生させ、画素の列の数″に対応した
分割された画像情報102をロード信号108に同期さ
せてシフトレジスタに読み込む。次に、ロード信号10
8に同期させてラッチ信号109を発生させ、ラッチ信
号109に同期させて、シフトレジスタに読み込んだ画
像情報を発光体60のそれぞれの駆動回路に一度に送り
こむ。そして、ラッチ信号109に同期させて発光タイ
ミング信号110を発生させて、発光タイミング信号1
10に同期させて各発光体60を発光させる。また、垂
直同期信号104と水平同期信号105に同期させて回
転制御信号111を発生させ、モータ駆動手段101は
回転制御信号111に同期させてモータ駆動信号112
を発生させてモータの回転を制御する。
[発明の効果]
以上、説明したように本発明によれば、以下に示すよう
な効果などを得ることができる。
な効果などを得ることができる。
■眼前に画像表示装置を取りつけることにより、前方の
景色を見ながら視線を特に変えることなく、様々な情報
を得ることができる。
景色を見ながら視線を特に変えることなく、様々な情報
を得ることができる。
■他人に知られたくないような個人的な情報を、たとえ
まわりに人がたくさんいても、他人に見られる事なく得
ることができる。
まわりに人がたくさんいても、他人に見られる事なく得
ることができる。
■例えばパーソナルコンピュータのCRTに普通に用い
られている、横方向に640画素、縦方向に400画素
という配列で、256000個の画素数を持つ画像の表
示を行なう場合でも、必要とする画素数が、例えば画素
の列が2列で縦方向に操作する場合だと、発光手段が必
要とする画素数が1280画素で済むため、2次元の表
示体で必要とするような膨大な数の画素を用意する必要
がない。そのため、画素を構成する発光体の駆動回路や
制御回路が非常に簡略化でき、小型、軽量化するには最
適の構成である。
られている、横方向に640画素、縦方向に400画素
という配列で、256000個の画素数を持つ画像の表
示を行なう場合でも、必要とする画素数が、例えば画素
の列が2列で縦方向に操作する場合だと、発光手段が必
要とする画素数が1280画素で済むため、2次元の表
示体で必要とするような膨大な数の画素を用意する必要
がない。そのため、画素を構成する発光体の駆動回路や
制御回路が非常に簡略化でき、小型、軽量化するには最
適の構成である。
■2次元の表示体が必要とするような、膨大な数の発光
体を必要としないため、発光手段を製造する際の歩留ま
りが向上する。
体を必要としないため、発光手段を製造する際の歩留ま
りが向上する。
■発光手段を構成する画素の列を複数列にすることによ
り、偏向手段の回転数を減らすことができるため制御が
容易になる。
り、偏向手段の回転数を減らすことができるため制御が
容易になる。
■偏向手段を構成する鏡面を複数枚で構成することによ
り、偏向手段が1回転する間に表示できる2次元画像の
枚数を増やすことができる。
り、偏向手段が1回転する間に表示できる2次元画像の
枚数を増やすことができる。
第1図は、本発明の一実施例を表わすブロック図、第2
図は本発明の一実施例における虚像系の構成を示す概略
図、第3図は本発明の一実施例を示す合成画像を示す図
、第4図は本発明の一実施例を示す画像表示装置の断面
を横から見た図、第5図は本発明の一実施例を示す画像
表示装置の外観図、第6図は本発明の一実施例における
発光手段を示す概略図、第7図は本発明の一実施例にお
ける画像情報と発光手段との対応を示す図、第8図は本
発明の偏向手段の一実施例を示す図、第9図は、本発明
の一実施例における発光手段から発せられた光の列が偏
向手段によって偏向されるようすを示す図、第10図は
本発明の一実施例における同期制御系を示すブロック図
、第11図は第10図の同期制御系の信号を説明するた
めのタイミングチャートを示す図である。 10・・・画像情報 11・・・画像情報処理手段 12・・・発光体駆動手段 l3・・・同期制御手段 −14・・・発光手段 15・・・結像光学系 16・・・偏向手段 17・・・ハーフミラ− 18・・・自然光 19・・・合成画像 20・・・画素 21・・・反射鏡 22・・・モータ 23・・・観察者 30・・・枠 31・・・山 32・・・路面 33・・・センターライン 34・・・バーグラフ 35・・・時速 36・・・矢印 37・・・メツセージ 40・・・外装ケース 41・・・遮光版 50・・・ベルト 51・・・ベルト押さえ 52・・・フレーム 53・・・パッド 54・・・ヘッドホン 55・・・スピーカ 56・・・ガイド 57・・・マイクロホン 60・・・発光体 100・・・ロータリーエンコーダ 101・・・モータ駆動手段 102・・・分割された画像情報 103・・・発光体駆動信号 104・・・垂直同期信号 105・・・水平同期信号 106・・・原点信号 107・・・角度検量信号 108・・・ロード信号 109・・・ラッチ信号 110・・・発光タイミング信号 111・・・回転制御信号 112・・・モータ駆動信号 113・・・鏡面切り換え信号 114・・・列表示信号 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴木喜三部(他1名)第3図(a) 第3図(b) 第3図(c) 第6図(a) 第6図(b) 第6図(c) abcdefghij k1mn 第10図
図は本発明の一実施例における虚像系の構成を示す概略
図、第3図は本発明の一実施例を示す合成画像を示す図
、第4図は本発明の一実施例を示す画像表示装置の断面
を横から見た図、第5図は本発明の一実施例を示す画像
表示装置の外観図、第6図は本発明の一実施例における
発光手段を示す概略図、第7図は本発明の一実施例にお
ける画像情報と発光手段との対応を示す図、第8図は本
発明の偏向手段の一実施例を示す図、第9図は、本発明
の一実施例における発光手段から発せられた光の列が偏
向手段によって偏向されるようすを示す図、第10図は
本発明の一実施例における同期制御系を示すブロック図
、第11図は第10図の同期制御系の信号を説明するた
めのタイミングチャートを示す図である。 10・・・画像情報 11・・・画像情報処理手段 12・・・発光体駆動手段 l3・・・同期制御手段 −14・・・発光手段 15・・・結像光学系 16・・・偏向手段 17・・・ハーフミラ− 18・・・自然光 19・・・合成画像 20・・・画素 21・・・反射鏡 22・・・モータ 23・・・観察者 30・・・枠 31・・・山 32・・・路面 33・・・センターライン 34・・・バーグラフ 35・・・時速 36・・・矢印 37・・・メツセージ 40・・・外装ケース 41・・・遮光版 50・・・ベルト 51・・・ベルト押さえ 52・・・フレーム 53・・・パッド 54・・・ヘッドホン 55・・・スピーカ 56・・・ガイド 57・・・マイクロホン 60・・・発光体 100・・・ロータリーエンコーダ 101・・・モータ駆動手段 102・・・分割された画像情報 103・・・発光体駆動信号 104・・・垂直同期信号 105・・・水平同期信号 106・・・原点信号 107・・・角度検量信号 108・・・ロード信号 109・・・ラッチ信号 110・・・発光タイミング信号 111・・・回転制御信号 112・・・モータ駆動信号 113・・・鏡面切り換え信号 114・・・列表示信号 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴木喜三部(他1名)第3図(a) 第3図(b) 第3図(c) 第6図(a) 第6図(b) 第6図(c) abcdefghij k1mn 第10図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (a)画像を表示するために発光体を縦または横方向に
複数配置して構成した発光手段と、 (b)前記発光体を駆動するための発光体駆動手段と、 (c)前記発光体が発した光を偏向するための偏向手段
と、 (d)前記発光体駆動手段に送る画像情報を処理する画
像情報処理手段と、 (e)前記発光体駆動手段と前記偏向手段と前記画像情
報処理手段との同期を取るための同期制御手段と、 (f)前記発光体が発した光を結像させるための結像光
学系と、 (g)前記発光体が発した光を観察位置方向に反射し、
さらに外界の自然光を観察位置方向に透過するためのハ
ーフミラーとからなることを特徴とする画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22194290A JPH04104119A (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22194290A JPH04104119A (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104119A true JPH04104119A (ja) | 1992-04-06 |
Family
ID=16774572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22194290A Pending JPH04104119A (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04104119A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06123843A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-06 | Rohm Co Ltd | 網膜ディスプレー用光偏向装置 |
| JP2008134564A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Nikon Corp | 立体ディスプレイ |
| JP2010175829A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Brother Ind Ltd | ヘッドマウントディスプレイ |
| JP2010243691A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Seiko Epson Corp | 頭部装着型表示装置 |
| JP2011090230A (ja) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Shimadzu Corp | 表示装置 |
| US9591387B2 (en) | 2012-10-16 | 2017-03-07 | Eberspaecher Exhaust Technology Gmbh & Co. Kg | Loudspeaker with improved thermal load capacity |
-
1990
- 1990-08-23 JP JP22194290A patent/JPH04104119A/ja active Pending
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