JPH0720794A - 小型ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビデオ画像およびコンピュータ画像を表示す
る低コストの携帯型小型ディスプレイ装置を実現する。 【構成】 複数の面からなる多角柱状ミラー３と直線状
に整合された発光素子(発光素子列４)を配置し、発光素
子から発光する光を拡大するレンズ１と一定回転数で回
転させる駆動手段(モータ２)とを設け、前記ミラーの回
転位置に応じて発光素子を選択的に発光させることによ
り２次元像を表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示システムに関し、
特にビデオ画像およびコンピュータ画像を表示する小型
携帯型ディスプレイ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型携帯型ディスプレイ装置とし
ては液晶素子を用いたものがポケット型の情報機器およ
び携帯型テレビ等で用いられてきた。しかしながら、ユ
ーザの体の一部に装着できるほどの大きさでは、高解像
のコンピュータ画像をフルページで表示するには、その
解像度の低さから、ある程度制限された量の情報しか見
ることができなかった。そこで、例えば、特開平２−63
379号公報等による高い解像度を提供する小型ディスプ
レイ装置として発光ダイオード(以下、ＬＥＤという)を
用いた例があり、この装置について図５を用いて説明す
る。図５において、24は振動ミラー、５は遮光箱、１は
拡大用のレンズ、23は共鳴スキャナ、４は発光素子列
(ＬＥＤ)、25は回路基板である。複数のＬＥＤからなる
発光素子列４が予め列方向に直線状に配置されており、
ＬＥＤ４からの光は拡大用のレンズ１により拡大され
る。そして、レンズ１からの視準化された光出力は、共
鳴スキャナ23の振動ミラー24に対して当てられる。共鳴
スキャナ23は、振動ミラー24を50〜100Hzの範囲内の予
め決められた周波数で走査角度がピーク値で約10°にわ
たって振動させることができる。振動ミラー24が振動さ
せられるとき、ＬＥＤ４からの光が振動ミラー24に対し
て照射される地点が変化する。このため、振動ミラー24
のいろいろな振動点におけるＬＥＤ４の各々を選択的に
発光させることにより、連続する列の表示点が現れ、２
次元の画像を表示することができる。振動ミラー24の振
動は、略正弦波状の非直線往復運動であるため、振動ミ
ラー24の移動する２つの終点間の中心付近では比較的直
線的であるが、終点付近では充分に非直線的であるた
め、振動ミラー24の直線的な移動区間のみでＬＥＤ４の
発光を行っている。また。振動ミラー24の振動方向が表
示画面ごとに交互に変化するため、表示のための走査方
向も交互に変える必要がある。したがって、振動ミラー
24の振動方向によって、右方向からの走査と左方向から
の走査を１表示スクリーンごとに切り換えている。例え
ば、右方走査においては、生成される最初の列スクリー
ンの最左端から始まり、列を追ってスクリーンの右側へ
マップされるが、左方走査の場合においては生成される
最初の列はスクリーンの最右列となり、スクリーン最右
列から左方向へ進んで生成されることになる。明瞭な高
解像度の表示を行うには、左方および右方の両走査の間
において同じ表示点が常に振動ミラー24上の同じ点に正
確に現れることが重要であり、両走査における同期をと
るための複雑なタイミング回路や走査方向を変えるため
のメモリコントロールにより行っている。以上のように
して、従来２次元の表示を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の小型ディスプレイ装置は、振動ミラー24が正弦
波状振動による往復運動であるために、運動の方向によ
って表示の走査方向を交互に切り換えなければならなか
った。したがって、右方向および左方向の両走査による
同一表示点が常に振動ミラー24の同一点で正確に表示す
るのは困難な技術を要し、複雑なタイミング補正回路
や、走査方向を変えるために一時的に画像データを保存
する大きなメモリ等が必要であった。また、ミラーの運
動方向が交互に反転するため、振動ミラー24を駆動する
ための消費電流が大きいという問題を有していた。本発
明は上記従来の問題を解決するものであり、低コスト携
帯型の小型ディスプレイ装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、複数の面からなる柱状のミラーと、発光
素子から発光する光を拡大するレンズと、一定回転数で
回転する駆動手段とを設け、回転位置に応じて発光素子
を選択的に発光させることにより２次元像を表示させる
ようにしたものである。

【０００５】

【作用】本発明は、上記構成により、直線状に配置され
た発光素子を一定方向に回転する多角柱状ミラーを回転
させることにより表示を行うため、走査方向を表示画面
の左方または上方からの一定方向にすることが可能であ
り、従来の左右両方向の走査における同一表示点をミラ
ーの同一点で表示するための複雑なタイミング補正回路
を必要とせず、また回転運動であるために往復運動に比
べ消費電流を低くすることが可能である。

【０００６】

【実施例】以下、図１を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例における小型ディス
プレイ装置を示す斜視図であり、図１において、３は多
角柱状ミラー、２はモータであり、図５と同一番号のも
のは同一機能を示す。図１において、実施例のディスプ
レイ装置は、像が視認できる１つの開口６が形成された
遮光箱５に包含されている。また、遮光箱５内には複数
の直線状に整合された発光素子からなる発光素子列４が
取り付けられている。発光素子列４は直線状に整合され
た複数の発光ダイオード(以下、ＬＥＤという)により構
成され、個々に選択発光を行うことができ、発光素子列
(ＬＥＤ)４の数は表示されるスクリーンの垂直方向の列
の分解能に相当する。また、面間の角度が同一になるよ
う精巧に作られた複数の面からなる多角柱状ミラー３
が、ＬＥＤ４の発光を開口６へ反射するように設置され
ている。さらに、多角柱状ミラー３はモータ２に接続さ
れており、一定の回転数で回転することができる。モー
タ２が回転すると同時に多角柱状ミラー３が回転し、そ
の回転位置に応じてＬＥＤ４を選択的に発光させること
により、連続する列の表示点を表すことができる。ＬＥ
Ｄ４からの光は視準用および拡大用のレンズ１により拡
大され、観察者は開口６からＬＥＤ４の残像を２次元の
表示面として見ることが可能である。例えば、多角柱状
ミラー３の画数がＮの場合、直線状に配されたＬＥＤ４
がＩ列取り付けられているとすると、スクリーン表示を
60Hzでリフレッシュするとき、多角柱状ミラー３の回転
数は3600／Ｎ(rpm)で回転させればよいことになる。こ
の場合、１つのミラー面当たりのＬＥＤ４の発光期間
は、開口６より覗いて発光点が確認できる回転角360°
／Ｎ以下の予め定められた一定期間のみで発光を行い、
それ以外外の期間では発光が禁止される。また、ケーブ
ル７は画像データの送信やＬＥＤ４の選択的な発光を行
うための制御信号の送信、または電力の供給を行い、さ
らにモータ２からの回転の同期信号を受け取る。

【０００７】さらに、図２を用いて２次元の表示を行う
手順について詳しく説明する。図２は回転する多角柱状
ミラー３およびＬＥＤ４からの光線軌跡８を上部から見
たもの、および対応する表示スクリーン９全体を拡大し
たものであり、図２において多角柱状ミラー３はスクリ
ーン９の最左列Ｌ１を表示する回転位置にあり、直線状
のＬＥＤ４は列Ｌ１のパターンを表示するような選択発
光を行う。ＬＥＤ４の発光点は表示スクリーン９の１つ
の列を生成し、スクリーン９の最左列Ｌ１から最初に表
示を行い、さらに多角柱状ミラー３の回転に従いスクリ
ーンの右側の列へ進んでいき、最右列Ｌｎを表示したと
ころで一旦ＬＥＤ４の発光が停止され、次のミラー面に
より再び最左列Ｌ１の表示点で発光を再開する。このよ
うに、走査の方向が常にスクリーン９の左側からの一定
方向となるため、多角柱状ミラー３の回転ごとに表示す
る同一表示点を容易に同じ点に現すことが可能である。

【０００８】図３は本発明の一実施例における小型ディ
スプレイ装置のブロック図を示している。表示される画
像情報がケーブル７を通じて第１行のデータから順次デ
ータとして送られ、画像データがメモリ10内に格納さ
れ、メモリ10は少なくとも１画面以上のデータを格納で
きる。情報がメモリ10に格納されるアドレスはＣＰＵ11
からバス18を通して制御され、１画面分の画像データが
メモリ10に格納されると、今度は１列ごとに読み出され
る。１列ずつ読み出されたデータはシリアル変換回路12
によりシリアルデータに変換され、シフトレジスタ14に
転送される。シフトレジスタ14はＬＥＤ４の発光数に相
当する１列分の数を有し、シフトレジスタ14にシフトさ
れたデータが発光表示を求められると、タイミング制御
回路13によりストローブ信号が与えられ、シフトレジス
タ14の内容をラッチ回路16に対して転送する。さらに、
ラッチ回路16の出力がＬＥＤ駆動回路17を制御し、多角
柱状ミラー３の回転位置に従って発光時間をコントロー
ルするタイミング制御回路13のトリガ信号によりＬＥＤ
４を発光させる。一旦、１列当たりのデータがシフトレ
ジスタ14からラッチ回路16へ転送されると、データが再
びバス18に対して加えられ、新しい次の列の情報がシフ
トレジスタ14にロードされる。このようにして列ごとの
表示を行い、１画面分を表示し終えると次の画面情報が
メモリ10から読み出される。

【０００９】次に図４を用いて表示を行うためのＬＥＤ
４の発光の明るさやタイミングの補正について説明す
る。図４において、19はモータの回転に同期してミラー
の同じ回転位置で１周にミラー面と同じ数のパルスが出
力されるＬＥＤ４の発光タイミングの基準パルスであ
る。この基準パルス19から一定時間発光する発光期間信
号20が定められ、非線形な列間隔を補正可能な領域の範
囲内でＬＥＤ４は発光することになる。列方向の表示間
隔を一定の時間間隔で発光を行うとすると、開口６から
見たスクリーン９の列間隔は一定とならず、ＬＥＤ４と
多角柱状ミラー３の配置によっても異なるが、実施例で
はスクリーン９の最左列から右方向に向かうに従って徐
々に非線形的に列間隔が狭くなってしまう。したがっ
て、画面全体の明るさと列間隔を均一にするため、多角
柱状ミラー３の回転位置に応じて発光のタイミングを補
正する必要がある。多角柱状ミラー３の回転位置に伴う
列間隔の非線形表示を補正するために、各列のデータを
ストローブ信号21のようにスクリーン最左列から離れる
に従い発光間隔が広くなるようにタイミングが補正さ
れ、観察者が開口６からスクリーン９を覗いたときに全
ての列間隔が等しくなるように表示される。この列間の
発光間隔の補正値は、ＬＥＤ４と多角柱状ミラー３の配
置によるものであるため、予め発光位置に応じて決めら
れている。さらに、データラッチ信号22は各列のデータ
をラッチする期間、つまり１列当たりの発光時間を変化
させており、回転位置での各列の発光の明るさを一定に
するために、ＬＥＤ４の発光時間を各列に対応して補正
しているまた、第１のミラー面に対応する基準パルス19
の位置に対して第２〜第Ｎの基準パルス位置が時間的に
ずれていると、スクリーン９上の同じ位置で像を生成す
ることができなくなるが、第２〜第Ｎの基準パルスから
電気的なディレイによる補正を加えることで、スクリー
ン９上の同じ位置での像生成を可能にしている。

【００１０】次に、ＬＥＤ４が複数列配置される場合、
それぞれ異なる色を発光する複数個のＬＥＤを配置し、
それぞれ回転位置に応じた選択発光を行うことにより、
光の組合せによる所要の色の像を生成することも可能で
ある。また、本発明の実施例として直線状に配列された
ＬＥＤ４がスクリーン９の垂直方向の列ではなく、水平
方向の行を構成する場合においても実施可能であること
は言うまでもない。この場合、表示されるべき１画面分
のデータがメモリ10内に格納され、１行ごとのデータが
シフトレジスタ14に読み出され、前記の場合と同様にラ
ッチ回路16に転送されＬＥＤ駆動回路17を制御しＬＥＤ
４を発光する。この場合、表示スクリーンは上方からの
一定方向の走査により表示されることになる。さらに、
本実施例として多角柱状ミラー３を小さくするために、
多角柱状ミラー３と像とを覗く開口６との間に像を拡大
するレンズをさらに設けても実施可能である。

【００１１】次に、本発明の小型ディスプレイ装置の用
途について説明する。本発明の小型ディスプレイ装置
は、ＴＶやテレビ再生装置あるいはラップトップパソコ
ンや携帯型ＦＡＸ等とケーブル７を介して接続すること
により、所望の情報を表示することができる。また、本
装置は小型軽量であるため、使用しないときはユーザの
ポケットや鞄の中に納めて持ち運びができ、使用時には
頭部に装着することにより一方または両方の眼でユーザ
が移動中、例えば混み合った電車やバスの中でも表示像
を見ることができる。また、他人に表示像を覗かれる心
配もなく、機密の情報や他人に覗いて欲しくない像を公
衆の場で見ることも可能である。

【００１２】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように、本発明
のディスプレイ装置は、複数面からなる柱状のミラーを
一定方向に回転させ、その回転位置に応じて発光素子を
選択的に発光することにより表示を行うため、走査方向
を表示画面の左方または上方からの一定方向にすること
が可能であり、従来、左右両方の走査による同一表示点
をミラーの同一点で表示するための複雑な補正回路を必
要としないため、回路を簡素化することができる。ま
た、回転運動により往復の振動運動に比べ、消費電流を
低くすることも可能である。したがって、低コスト，低
消費電力の携帯型小型ディスプレイ装置を実現できると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における小型ディスプレイ装
置の斜視図である。

【図２】本発明の一実施例の表示を行う手順を示す図で
ある。

【図３】本発明の一実施例における小型ディスプレイ装
置のブロック図である。

【図４】本発明の一実施例における表示のタイミング補
正を説明する図である。

【図５】従来例の小型ディスプレイ装置の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…レンズ、 ２…モータ、 ３…多角柱状ミラー、
４…発光素子列(ＬＥＤ)、 ５…遮光箱、 ６…開口、
７…ケーブル、 ８…光線軌跡、 ９…スクリーン、
10…メモリ、 11…ＣＰＵ、 12…シリアル変換回
路、 13…タイミング制御回路、 14…シフトレジス
タ、 15…モータ駆動回路、 16…ラッチ回路、 17…
ＬＥＤ駆動回路、 18…バス、 19…基準パルス、 20
…発光期間信号、 21…データストローブ信号、 22…
データラッチ期間信号、 23…共鳴スキャナ、 24…振
動ミラー、 25…回路基板。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光する画像素子から実質的に拡
   大された２次元の虚像を表示する小型ディスプレイ装置
   であって、互いに独立して発光状態となる複数の発光素
   子からなる少なくとも１つの発光素子列と、一定回転数
   で回転可能な複数の面からなる柱状のミラーと、前記発
   光素子から発光する像を拡大する光学レンズと、前記ミ
   ラーを回転させる回転手段と、表示像を覗く開口とを有
   し、前記発光素子からの光を前記ミラーに反射し、前記
   複数のミラーの回転位置に同期して前記発光素子を選択
   的に発光させる手段により、実質的に２次元の拡大虚像
   を表示することを特徴とする小型ディスプレイ装置。
2. 【請求項２】 発光素子が直線状に配列されることを特
   徴とする請求項１記載の小型ディスプレイ装置。
3. 【請求項３】 発光素子が発光ダイオードであることを
   特徴とする請求項１記載の小型ディスプレイ装置。
4. 【請求項４】 複数の面からなる柱状ミラーの回転位置
   に応じて、予め定めた期間、発光素子の発光を禁止する
   手段を設けることを特徴とする請求項１記載の小型ディ
   スプレイ装置。
5. 【請求項５】 発光素子列が複数列からなり、前記発光
   素子列が各々異なる色を発光し、選択的に任意の発光素
   子列を発光する手段による異なる色の光の組合せによ
   り、ミラーを通じて同じスクリーン位置で所要の色の像
   が生成されることを特徴とする請求項１記載の小型ディ
   スプレイ装置。
6. 【請求項６】 発光素子の選択発光において、発光が駆
   動パルスのタイミングに応答して発光し、複数のミラー
   のそれぞれ回転位置に応じ前記駆動パルスのタイミング
   を調整することにより、観察者から見て各表示点の間隔
   が一定となるような表示位置補正手段を含むことを特徴
   とする請求項１記載の小型ディスプレイ装置。
7. 【請求項７】 回転するミラーと発光像を覗く開口との
   間の所定位置にレンズを設け、レンズからの拡大虚像を
   開口から観察することを特徴とする請求項１記載の小型
   ディスプレイ装置。
8. 【請求項８】 使用者の頭部に保持される接着手段を有
   することを特徴とする請求項１記載の小型ディスプレイ
   装置。
9. 【請求項９】 ミラーが複数の面からなり、第１のミラ
   ー面と第２〜第Ｎのミラー面のぞれぞれ対応する発光素
   子からの像が同じ位置で発光するように、第２〜第Ｎの
   ミラー回転位置に対する発光タイミングを調整する手段
   を含むことを特徴とする請求項１，２または３記載の小
   型ディスプレイ装置。