JPH11174985A

JPH11174985A - リニアディスプレイ装置

Info

Publication number: JPH11174985A
Application number: JP10097907A
Authority: JP
Inventors: Kensan Bun; 文顯燦
Original assignee: KANKOKU SEISAN GIJUTSU KENKYUI; KANKOKU SEISAN GIJUTSU KENKYUIN
Current assignee: KANKOKU SEISAN GIJUTSU KENKYUI; KANKOKU SEISAN GIJUTSU KENKYUIN
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-07-02
Also published as: KR19990041455A; KR100282359B1

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化が可能で、かつ、揺れ現象が少なく
て、良質の画像が得られるリニアディスプレイ装置を開
示する。【解決手段】前記リニアディスプレイ装置１０１は、
１フレームの画像をライン単位で照射する光源１１０
と、該光源から照射された光を集束及び拡大するレンズ
と、該レンズによって集束及び拡大された光をいずれか
１方向へ反射するために多数の反射面を有する回転多面
鏡１３０と、該回転多面鏡を駆動する駆動装置１３１と
を含む。前記装置は、ライン上の反射面を有し、機構的
に安定性が高い回転多面鏡を用いるので、小型化が可能
である。また、前記回転多面鏡は六角面鏡とすることが
可能であり、その大きさを調節することによって仮想画
面の大きさを適切に調節することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアディスプレ
イ装置に関し、特に通信端末機に取り付けて仮想に大型
画像をディスプレイすることができるものであって、画
像の揺れ現象が少なく、構造がより安定したリニアディ
スプレイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、種々の携帯用仮想ディスプレイ装
置またはヘッドマウントディスプレイ装置（ＨＭＤ：he
ad mounted visual display）が軍事用、或いは装備の
作動や飛行物体を仮想に調整するために用いられてい
る。

【０００３】これらのディスプレイ装置は、小型の携帯
用ファックス、ゲーム、仮想現実体験等の用途で多様に
用いられる仮想現実ディスプレイ装置（virtual realit
y display）に適用されている。前記仮想現実ディスプ
レイ装置はコンピュータやヘッドマウントディスプレイ
装置或いは一般応用分野において、ユーザーの視野環境
を効果的に制御する役割を担い、主にＬＣＤ、ＥＬ、Ｌ
ＥＤ等を利用するものが一般的であった。

【０００４】このようなリニアディスプレイ装置は、現
在、ゲーム機やファックス用モニタに実質的に適用され
ており、発光ダイオード素子でイメージラインを生成
し、これを所定の大きさに拡大させる。拡大されたイメ
ージラインがミラーに伝送されると、共振スキャナがミ
ラーを機械的に振動させてイメージラインをスキャニン
グするようにすることによって、イメージをディスプレ
イする。

【０００５】図８は、従来のリニアディスプレイ装置を
示した図面である。図８からわかるように、従来のリニ
アディスプレイ装置１は、ラインイメージを発生する発
光ダイオードアレイ１０、ラインイメージを集束するレ
ンズ２０、集束されたラインイメージをスキャニングし
て仮想画面を再現するミラー３０、前記ミラー３０を駆
動する共振スキャナ４０、前記ミラー３０によって再現
された仮想画面が外部から見られる透視窓としてのファ
インダ５０を備える。

【０００６】発光ダイオードアレイ１０は、多数個の発
光ダイオードチップ５が並んで配列されたものであっ
て、外部から入力される情報によりイメージライン光を
照射する。このようなイメージライン光による画像の垂
直解像度は、発光ダイオードチップ５の個数により決定
され、Ｒ．Ｇ．Ｂ．アレイを配列することによって、全
ての色相を具現することができる。画像の水平解像度
は、共振スキャナ４０の半周期当りの発生したラインイ
メージの数により決定される。

【０００７】レンズ２０は垂直方向の発光ダイオードア
レイ１０から発生されたラインイメージを集束及び拡大
し、これをミラーに適するように調整する。この時、レ
ンズ２０は軸の水平方向を向かう円筒状レンズである。
ミラー３０はレンズ２０により拡大されたラインイメー
ジをスキャニングしてファインダで反射させる。この
時、共振スキャナ４０の振動方向は発光アレイ１０の配
列方向に直交する水平方向である。ミラー３０は図９に
示したように、共振スキャナ４０の運動軸４１に連結さ
れ、運動軸４１の振動に従い一定の角度の範囲を振動す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
リニアディスプレイ装置は、振動ミラーによりライン光
を一定の周期で１フレームの画像で形成することになる
が、振動ミラーが構造的に相当な面積を有しているた
め、ディスプレイ装置内における占有容積が大きい。

【０００９】なお、振動ミラーを振動させる共振スキャ
ナ４０は、振動により振動ミラーを一定の範囲内で振動
させる。この時に発生される振動は振動ミラーだけでな
く、周辺部品にも伝達され、周辺部品に悪影響を与え
る。

【００１０】また、振動ミラーの振動時に発生される慣
性力による非正常な振動によって画質に悪い影響を与え
る。このような振動ミラーの非正常な振動を抑えるた
め、所謂、カウンタバランサーと呼ばれる部品を振動ス
キャナの振動系またはミラーの一側面に取り付ける。カ
ウンタバランサーは振動方向と逆の方向に慣性力を付加
することにより、振動ミラーの非正常な振動を緩衝する
機能をする。しかし、このようなカウンタバランサー
は、相当な重さを有する重量体であるので、振動スキャ
ナの作動負荷を加重させ、さらには、振動スキャナの大
きさをより大きくすることにより、ディスプレイ装置の
小型化及び軽量化の阻害となる。

【００１１】本発明の目的は、前述のような問題点を解
決するために、構造が簡単で、かつ小型軽量化が可能な
リニアディスプレイ装置を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、良質の画像を実現す
ることができるリニアディスプレイ装置を提供すること
にある。

【００１３】また、本発明の他の目的は、製造費が安く
かかるリニアディスプレイ装置を提供することにある。

【００１４】また、本発明の他の目的は、簡単な構造
で、立体的な仮想画像の実現が可能なリニアディスプレ
イ装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の一実施形態によれば、１フレームの画像を
ライン単位で照射する光源と、前記光源から照射された
光を集束及び拡大するレンズと、前記レンズによって集
束及び拡大された光を反射するための多数の単位反斜面
を有する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を駆動する駆動
装置と、を含むリニアディスプレイ装置が提供される。

【００１６】本発明の他の実施形態によれば、１フレー
ムの画像をライン単位で照射するために一定の間隔を置
いて対向配置された一対の光源と、前記一対の光源から
照射された光をそれぞれ集束及び拡大する一対のレンズ
と、前記一対の光源から照射され、前記一対のレンズに
よって集束及び拡大された各々の光をいずれかの一方向
に反射するための多数の反射面を有する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を駆動する駆動装置と、前記回転多面鏡
から反射された二つの光を平行にガイドするための第１
のミラー及び一対の第２のミラーと、を含むリニアディ
スプレイ装置が提供される。

【００１７】本発明の一実施例によれば、前記光源は、
赤色の光を照射する第１の発光ダイオードアレイと、緑
色の光を照射する第２の発光ダイオードアレイと、青色
の光を照射する第３の発光ダイオードアレイと、前記発
光ダイオードアレイからの光を一方向に反射するために
前記第１〜第３の発光ダイオードアレイに対応するよう
に光の照射方向の一側に一定の間隔を置いて順次に配列
された第１〜第３のミラーとを備える。

【００１８】前記回転多面鏡は六角面鏡であって、多角
柱状ブロックと、このブロックの側面に取付けられる多
数の単位反射鏡を備えることが望ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のリニアディスプ
レイ装置の好適な実施例に係るモノクローム型ディスプ
レイ装置を概略的に示した図面である。このリニアディ
スプレイ装置１０１は、ラインイメージを発生する発光
ダイオードアレイ１１０、ラインイメージを集束及び拡
大するレンズ１２０、集束及び拡大されたラインイメー
ジをスキャニングして仮想画面を再現する回転多面鏡１
３０、この回転多面鏡１３０により再現された仮想画面
が外部から見られる透視窓としてのファインダ１５０を
含む。場合によっては、ファインダ１５０部分に補償レ
ンズ１４０を設置することができる。

【００２０】発光ダイオードアレイ１１０は、多数個の
発光ダイオードチップ１０５が並んで配列されたもので
あって、外部から入力される情報に従いラインイメージ
光を照射する。このような発光ダイオードアレイ１１０
は、発光ダイオードチップ１０５の配列形式等の差異に
よってモノクローム型又はカラー型への変更が可能であ
る。

【００２１】前記回転多面鏡１３０は、ライン単位で入
射される画像のライン別の反射方向を異にすることによ
り、全体的に一つの完成された仮想画面を再現すること
になる。本実施例において、回転多面鏡は６つの反射面
を有する六角面鏡であるので、１つの反射面当り１フレ
ームの画面が再現できるようにすることが望ましい。こ
のような光の照射形式はレーザープリンタ等で応用され
るスキャニング方法を採用することができる。

【００２２】回転多面鏡１３０は、図２及び図３に示し
たように、モータ１３１、モータによって回転される多
角柱状ブロック１３２、このブロックの外側面に取付け
られた単位反射鏡１３３を備える。このような構造によ
れば、単位反射鏡１３３はブロック１３２と、これを回
転させるモータ１３１を十分囲むことができる程度の長
さを有することが望ましい。図４は、回転多面鏡の他の
実施例を示した図面であって、回転多面鏡１３０´は単
一体であってモータ１３１に直接連結されることもあ
る。

【００２３】図５は仮想画面の形成を説明するためのも
のであって、前述のような本発明に係るリニアディスプ
レイ装置の平面的構成を示した図面である。

【００２４】発光ダイオードアレイ１１０から発生した
ラインイメージ光はレンズ１２０を透過し、高速で回転
される回転多面鏡の反射面に入射された後、一定の角度
の範囲で順次に反射される。反射された光は補償レンズ
１４０を通じてファインダ１５０を通過するようにな
る。この時、ファインダ１５０を通過した光をみる観察
者は、回転多面鏡から反射された光をみることになるの
で、回転多面鏡の反対側にある仮想の画面をみることに
なる。

【００２５】前述したリニアディスプレイ装置は、ファ
インダが一つである、一眼式のものであって、このよう
な構造に基づいて多様な画像のディスプレイが可能な二
眼式への発展が可能である。

【００２６】図６からわかるように、二眼式リニアディ
スプレイ装置は、一つの回転多面鏡１３０ａを用いて両
眼で仮想の画面が見られるようになっている。即ち、回
転多面鏡１３０ａの両側に発光ダイオードアレイ１１０
ａ、１１０ｂのような光源がそれぞれ提供され、光源と
回転多面鏡との間にはレンズ１２０ａ、１２０ｂが位置
する。前記発光ダイオードアレイ１１０ａ、１１０ｂか
ら照射された光は回転多面鏡の互いに異なった反射面に
到達した後、実質的に同一の方向に並列して反射され
る。これらの光の反射経路上には、第１の反射ミラー１
６０と一対の第２の反射ミラー１７０ａ、１７０ｂとが
位置する。

【００２７】前述の構造において、前記第１の反射ミラ
ー１６０は、プリズム形態で二つの反射面を有し、前記
回転多面鏡１３０ａは本実施例において４つの反射面を
有するが、この個数は光学的に設計可能な範囲内で変更
することができる。前記第１及び第２の反射ミラー１６
０、１７０ａ、１７０ｂは、観察者の両眼間の間隔に対
応するように、光の進行経路を変更するためのものであ
る。前記第２の反射ミラー１７０ａ、１７０ｂからの光
の進行経路上には、補償レンズ１４０ａ、１４０ｂが位
置する。この補償レンズ１４０ａ、１４０ｂは選択的部
材であって、観察者が直接覗くための部品である。

【００２８】このような二眼式ディスプレイ装置は、立
体的画像を具現する仮想現実ディスプレイ装置、特にＨ
ＭＤに適用するのに適合したものである。

【００２９】図７は前述した二つの実施例のディスプレ
イ装置に適用できるカラー型光源の構造を示した図面で
ある。

【００３０】光源１１０ｃは平行な方向に赤色(Ｒ)、緑
色(Ｇ)、青色(Ｂ)の光を発光する３つの発光ダイオード
アレイ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、各色の光をレ
ンズ１２０、１２０ａ、１２０ｂに反射するために、こ
のレンズと同一の軸線上に一定の間隔を置いて順次に配
置されたミラー１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃとを含
む。前記ミラー１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃは特定の
色光は反射し、その他の色光は透過させる性質を有する
ミラー、例えば、二色性ミラーである。このミラーはレ
ンズ１２０、１２０ａ、１２０ｂを通過する１つの光軸
上に位置し、入射された光は一軸上に進行するように反
射する。従って、各々のミラーで入射された光を同一の
軸に反射されるようにする。

【００３１】

【発明の効果】このような構造によれば、各々のアレイ
から発生された各色の光はレンズを通過する光進行軸上
において一致するため、１ラインの光ですべての色相を
表現することができる。このような光源の構造は、結果
的に、カラー画像の表現のための３つのピクセルを単一
化するので、画像の解像度を非常に高く向上することが
できる。

【００３２】上述した本発明に係るディスプレイ装置
は、画像スキャニング手段が回転多面鏡で構成されるた
め、振動型スキャナを適用する従来のディスプレイ装置
に比べ機構的に安定性が高く、その大きさも相対的に小
さくて小型及び軽量化が可能である。また、機構的安定
性が高いので、画面揺れの少ない良質の仮想画面を再現
することができ、回転多面鏡の大きさを調節することに
より、仮想画面の大きさを適切に調節することができる
という長所がある。

【００３３】上述した実施例に基づいて説明した本発明
に係るディスプレイ装置は、個人携帯用端末機、例え
ば、ポケットベル、携帯電話、ＰＤＡ（personal data
assistant）、ＨＭＤ等に望ましく利用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリニアディスプレイ装置の一実施
例を示した斜視図である。

【図２】図１に示された本発明に係るリニアディスプレ
イ装置に適用されるスキャニング手段としての回転多面
鏡の一部分解斜視図である。

【図３】図２に示された本発明に係る回転多面鏡の断面
図である。

【図４】本発明に係る回転多面鏡の他の実施例を示した
斜視図である。

【図５】図２に示された本発明に係るリニアディスプレ
イ装置を示した平面構造図である。

【図６】本発明に係るリニアディスプレイ装置の他の実
施例を示した図面である。

【図７】本発明に適用されるカラー光源の概略的な構造
図である。

【図８】従来のリニアディスプレイ装置を示した斜視図
である。

【図９】図８に示された従来のリニアディスプレイ装置
のミラーと、これを駆動させる共振スキャナの平面図で
ある。

【符号の説明】

１０１リニアディスプレイ装置１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ発光ダイオー
ドチップ１１０，１１０ａ，１１０ｂ発光ダイオードアレイ１１０ｃ光源１２０，１２０ａ，１２０ｂレンズ１３０，１３０ａ，回転多面鏡１３０´ 回転多面鏡１３１モータ１３２ブロック１３３単位反射鏡１４０，１４０ａ，１４０ｂ補償レンズ１５０ファインダ１６０，１７０ａ，１７０ｂ，１７０ｃミラー

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の一実施形態によれば、１フレームの画像
をライン単位で照射する光源と、前記光源から照射され
た光を集束及び拡大するレンズと、前記レンズによって
集束及び拡大された光を反射するための多数の反射面を
有する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を駆動する駆動装
置とを有し、前記光源は、赤色の光を照射する第１の発
光ダイオードアレイと、緑色の光を照射する第２の発光
ダイオードアレイと、青色の光を照射する第３の発光ダ
イオードアレイと、これらの発光ダイオードアレイから
の光を一方向に反射するために前記第１乃至第３の発光
ダイオードアレイに対応するように光の照射方向の一側
に一定の間隙を置いて順次に配列された第１乃至第３の
ミラーと、を備えるリニアディスプレイ装置が提供され
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】本発明の他の実施形態によれば、１フレー
ムの画像をライン単位で照射するために一定の間隔を置
いて対向配置された一対の光源と、前記一対の光源から
照射された光をそれぞれ集束及び拡大する一対のレンズ
と、前記一対の光源から照射され、前記一対のレンズに
よって集束及び拡大された各々の光をいずれかの一方向
に反射するための多数の反射面を有する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を駆動する駆動装置と、前記回転多面鏡
から反射された二つの光を平行にガイドするための第１
のミラー及び一対の第２のミラーとを有し、前記光源
は、赤色の光を照射する第１の発光ダイオードアレイ
と、緑色の光を照射する第２の発光ダイオードアレイ
と、青色の光を照射する第３の発光ダイオードアレイ
と、これらの発光ダイオードアレイからの光を一方向に
反射するために前記第１乃至第３の発光ダイオードアレ
イに対応するように光の照射方向の一側に一定の間隔を
置いて順次に配列された第１乃至第３のミラーとを備え
るリニアディスプレイ装置が提供される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】削除

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598047395 35−３，Ｈｏｎｇｃｈｅｏｎ−Ｒｉ，ＩＣｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ−Ｄｏ, Ｋｏｒｅａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１フレームの画像をライン単位で照射す
る光源と、前記光源から照射された光を集束及び拡大するレンズ
と、前記レンズによって集束及び拡大された光を反射するた
めの多数の反斜面を有する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を駆動する駆動装置と、を含むことを特
徴とするリニアディスプレイ装置。
【請求項２】前記回転多面鏡は、六角面鏡であること
を特徴とする請求項１に記載のリニアディスプレイ装
置。
【請求項３】前記回転多面鏡は、多角柱状ブロック
と、このブロックの側面に取付けられる多数の単位反射
鏡とを備えることを特徴とする請求項１に記載のリニア
ディスプレイ装置。
【請求項４】前記回転多面鏡から光が反射される経路
上に補償レンズが提供されることを特徴とする請求項１
に記載のリニアディスプレイ装置。
【請求項５】前記光源がライン形モノクローム光を照
射する発光ダイオードアレイで構成されることを特徴と
する請求項１に記載のリニアディスプレイ装置。
【請求項６】前記光源は、赤色の光を照射する第１の
発光ダイオードアレイと、緑色の光を照射する第２の発
光ダイオードアレイと、青色の光を照射する第３の発光
ダイオードアレイと、これらの発光ダイオードアレイか
らの光を一方向に反射するために前記第１乃至第３の発
光ダイオードアレイに対応するように光の照射方向の一
側に一定の間隔を置いて順次に配列された第１乃至第３
のミラーとを備えることを特徴とする請求項１に記載の
リニアディスプレイ装置。
【請求項７】１フレームの画像をライン単位で照射す
るために一定の間隔を置いて対向配置された一対の光源
と、前記一対の光源から照射された光をそれぞれ集束及び拡
大する一対のレンズと、前記一対の光源から照射され、前記一対のレンズによっ
て集束及び拡大された各々の光をいずれかの一方向に反
射するための多数の反射面を有する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を駆動する駆動装置と、前記回転多面鏡から反射された二つの光を平行にガイド
するための第１のミラー及び一対の第２のミラーと、を
含むことを特徴とするリニアディスプレイ装置。
【請求項８】前記回転多面鏡は、六角面鏡であること
を特徴とする請求項７に記載のリニアディスプレイ装
置。
【請求項９】前記第１のミラーは、プリズム形態であ
ることを特徴とする請求項７に記載のリニアディスプレ
イ装置。
【請求項１０】前記回転多面鏡は、多角柱状ブロック
と、このブロックの側面に取付けられる多数の単位反射
鏡とを備えることを特徴とする請求項７に記載のリニア
ディスプレイ装置。
【請求項１１】前記回転多面鏡から光が反射される経
路上に一対の補償レンズが提供されることを特徴とする
請求項７に記載のリアにディスプレイ装置。
【請求項１２】前記光源がライン形モノクローム光を
照射する発光ダイオードアレイで構成されることを特徴
とする請求項７に記載のリニアディスプレイ装置。
【請求項１３】前記光源は、赤色の光を照射する第１
の発光ダイオードアレイと、緑色の光を照射する第２の
発光ダイオードアレイと、青色の光を照射する第３の発
光ダイオードアレイと、これらの発光ダイオードアレイ
からの光を一方向に反射するために前記第１乃至第３の
発光ダイオードアレイに対応するように光の照射方向の
一側に一定の間隔を置いて順次に配列された第１乃至第
３のミラーとを備えることを特徴とする請求項７に記載
のリニアディスプレイ装置。