JPH11505627A - 光ファイバ点光源を有するバーチャル網膜ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 バーチャル網膜ディスプレイは、目の網膜に直接投影されるパノラマの高解像度カラー・バーチャル・イメージを生成するために、光子発生および操作を利用する。このバーチャル網膜ディスプレイは、光子の源を含み、これらの光子はビデオ情報によって変調され、走査システムによって、ユーザの目の網膜上で、直接、ラスター型のパターンで走査される。非常に小さい直径の単一のモノフィラメント光ファイバ(300)が、そのファイバの出口開口部(306)において、その走査システムに対して点光源を提供するように、光子発生器（308，314）からの光を走査システム(340)に結合する。この光子発生器は、コヒーレントまたは非コヒーレント光を利用してもよい。更に、この光子発生器は、ユーザの目の網膜上で、直接カラーのバーチャル・イメージを走査するために、複数の有色の発光素子を利用してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 光ファイバ点光源を有するバーチャル網膜ディスプレイ 技術分野 本発明は、バーチャル画像ディスプレイ・システムに関し、そして、特に、走 査システムの入力において点光源を提供するために、光源からの光を走査システ ムに結合するべく光ファイバを利用するバーチャル網膜ディスプレイに関する。 発明の背景 既知のバーチャル・イメージ・ディスプレイでは、ユーザは、バーチャルでな い(real)画像ディスプレイのように物理的な表示画面を直接見ることはない。典 型的には、これらのバーチャル・ディスプレイは、単に、液晶アレイ、発光ダイ オード、または、ミニチュアCRT(miniature cathode ray tube)を使用して小さ い物理的な画像だけをつくり、その画像は、この世界の中に架けられた大きい絵 であるように見えるように複数の光学レンズと鏡によって投影されるものである 。 ミニチュアＣＲＴは、中程度の解像度を有するモノクロの映像を生成すること ができる。しかし、これらの装置は、重く、かさばっている。例えば、ケーブル 付きのミニチュアCRT の典型的な重量は、４オンスを超え、CRT は１インチの直 径と４インチの長さを有する。更に、これらの装置は、ユーザの頭上に装着され るディスプレイには望ましくない高さである、典型的には７から13キロボルトの 、高電圧の加速ポテンシャルを有する。１つのミニチュアCRT を使用して色を生 成することは難しく、通常、画像解像度と輝度(lumin ance)において本質的に妥協しなければならなくなる。頭に装着した光学系からC RT を離して置くことができるように、CRT の画像はコヒーレントな光ファイバ 束を通して中継されるかもしれないが、これを達成するためのハードウェアもま た重く、且つ、重大な光損失が発生する。複合カラーフィルタ(multiplexed col or filter)、および、ホワイト・フォスファー(white phosphor)を用いるCRT を 使用するフィールド・シーケンシャル・カラー(field sequential color)は、カ ラー色相彩度(color hue saturation)は良いが、解像度がかなり悪い。例えば、 ３色のフィールドが通常の60 Hz のような同じ周期の間に生成されなければなら ず、そのために、各色のためのビデオ帯域幅は３分の１となる。 液晶アレイは、低い動作電圧を用いてカラー画像を生成することができるが、 ぎりぎり最低の画素密度（すなわち、800 ×800 未満の）を提供することができ るのみである。発光ダイオードの直線状のアレイを振動するミラーと単純な拡大 鏡または拡大レンズ(magnifier)を通して見るものが、市販の装置として知られ ている。これは低コストで低消費電力の代替品であるが、そのディスプレイはモ ノクロで、線解像度において、上記の直線状のアレイに組み込まれ得る素子の数 による限界を有する。 上記のCRT および液晶ディスプレイは、制限のない光学システムを介して目ま で中継される実像を生成する。この最も単純な光学システムでは、ユーザは単純 な拡大レンズを通してその画像の源を見ることができる。このアプローチでは、 30度を超える視野に対しては、光損失と色収差を含む多くの問題が生ずる。更に 、これらの光学システムは、かさばっており、重い。 バーチャル投影光学系のデザインは、光のパスのどこかのイメージ・プレーン (image plane)において空中に画像(aerial image)を 生成し、それを、接眼レンズまたは対物レンズを通して直立したバーチャル・イ メージとして見るものである。このアプローチでは柔軟性が増し、頭部装着型デ ィスプレイ・システムに対しては、画像の源からの画像がユーザの頭のまわりを 覆うようにすることができる。しかし、視野を大きくするには大きく、かさばっ た、反射および屈折のための光学部品を必要とする。 現在の方式では、解像度の制限に加えて、帯域幅も不足している。帯域幅は、 そのディスプレイ・システムが如何に速く、その画像源の表示要素の発光に対応 し、調整し、或は、変更することができるかを示す指標である。表示画像源の帯 域幅は、与えられた期間の間に処理(address)されなければならない要素の数を 基礎として計算される。網膜受容体の光集積のダイナミクスと情報が変更されそ うな速度とを考慮に入れて、各要素で知覚される輝度をリフレッシュするか、又 は、維持するためには、複数の要素を一時的にアドレス指定する必要がある。最 小リフレッシュ速度は、目の光適応状態、ディスプレイ輝度、そして、画素持続 性(pixel persistence、すなわち、その画素がアドレス指定されてから光を生成 する時間の長さ)の関数である。テレビ型ディスプレイでは、典型的には、１秒 につき50〜60回の最小リフレッシュ速度が必要とされる。更に、動的表示におい て、または、その表示画像が頭の動きの結果として安定するようなプレゼンテー ションにおいて、連続した動きを認識するためには、少くとも30 Hz の更新率が 必要である。シーケンシャルに、すなわち、一度に１要素づつ、40,000,000の画 素を60Hzの頻度でリフレッシュするには、2.4 GHz のビデオ帯域幅を必要とする であろう。帯域幅の要求は、明滅の知覚において目を錯覚させる飛越し走査によ って減少され得るが、依然として、画像源の全ての要素が30 Hz の最小更新率、 または、1.2GHzの帯域幅を達成するよう にアドレス指定されることが必要である。典型的なテレビ放送の品質の帯域幅は 、およそ８ MHzであり、1.2 GHz より２桁も小さい。高解像度コンピュータ端末 は、1400×1100の画素を有し、これらの画素は、インタレース無しの頻度70 Hz でアドレス指定される。この頻度は、およそ100 MHz の帯域幅に等価である。 発明の要旨 本発明によれば、バーチャル・イメージ・ディスプレイ・システムにおける上 記の欠点は克服される。本発明によるバーチャル・イメージ・ディスプレイ・シ ステムは、網膜上にパノラマの高解像度カラー・バーチャル・イメージを生成す るように、走査される点光源の光をユーザの目の網膜上へ提供するために光ファ イバを使用することを含む。 特に、本発明のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システムは、ビデオ情 報によって変調される光源を含む。水平マイクロ・スキャナと垂直マイクロ・ス キャナを含む走査システムは、ビデオ変調された光を、ユーザの目の網膜上で走 査する。単一のモノフィラメント光ファイバ(monofilament optical fiber)は入 口開口部を有し、ここを通って光源からの光が導き入れられる。この光ファイバ は、この光ファイバの出口開口部にて点光源の光を提供するように、その光を走 査システムに導く。 本発明で利用される光源はレーザーであってもよい。このとき、光ファイバは 、その出口開口部において、レーザーから発する光に存在するかもしれない（非 点）収差無しの点光源を提供する。光ファイバは、また、レーザーおよびビデオ 変調回路を走査システムから離れた位置に置くことを許容し、これにより、ユー ザの頭の上に装着されるときの走査システムの重量を最小にすることができる。 或は、本発明のシステムで利用された光源は発光ダイオードを含んでもよい。 既知の発光ダイオードは発光エリアを有するが、典型的には、発光エリアは、高 解像度画像生成のために点光源を提供するには余りに大き過ぎる。本発明によれ ば、光ファイバは、発光ダイオードからその入口開口部で光を受けて、その出口 開口部で点光源を提供する。 また、本発明のシステムで利用される光源は、複数の有色の発光素子、例えば 、赤色発光素子、青色発光素子、および、緑色発光素子を含んでもよく、各発光 素子は、それぞれ、赤、青、および、緑のビデオ情報によって、直接に変調可能 であることに注意するべきである。各光源からの有色光は、各発光素子と関連付 けられた個々の光ファイバに導かれ得る。或は、これらの発光素子の各々からの 有色光は合わせられ(combined)てもよく、その後、光ファイバの出口開口部にお いて有色のビデオ変調された点光源の光を提供するように、合わせられた後に光 ファイバの入口開口部に結合されてもよい。本発明の目的、利点、および、新規 な特徴は、以下の記述および図面から、図示された実施例の詳細と共に、より完 全に理解されるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明のバーチャル網膜ディスプレイのブロック図である。 図２は、図１において示されたバーチャル網膜ディスプレイの１つの実施例を 図示するブロック図である。 図３は、色を利用する図１のバーチャル網膜ディスプレイの第２の実施例であ る。 図４は、本発明に従うカラー・バーチャル網膜ディスプレイのも う１つの実施例を図示するブロック図である。 図５は、平行光子発生および変調を利用する本発明のバーチャル網膜ディスプ レイの更なる実施例において利用されるLED アレイの図である。 図６は、レーザー・フェーズド・アレイ(laser phased array)を示す図である 。 図７は、本発明に従って利用されたマイクロ・スキャナの図である。 図８は、本発明に従って利用されてもよい、もう１つのマイクロ・スキャナの 図である。 図９は、光ファイバを利用する図１のバーチャル網膜ディスプレイのもう１つ の実施例の光学システムを示す図である。 図10は、LED と境を接する(abutting)端部を有する図９に示される光ファイバ の１部分の側面図である。 図11は、光子発生器に隣接する漏斗状の(funnel-like)端部を有する光ファイ バを示す側面図である。 好適な実施例の説明 図１に示されるように、本発明のバーチャル網膜ディスプレイ10は、ユーザの 目に直接投影される、パノラマの高解像度カラー画像を生成することができる光 子発生および操作を利用する。このバーチャル網膜ディスプレイは、従来のバー チャル・イメージ・ディスプレイにおけるように、CRT 、LCD 、或は、LED アレ イのような実際の画像(real image)を生成するディスプレイを使わない。その代 わりに、ビデオ情報によって変調された光子は、直接ユーザの目20の網膜22上で 、直立したバーチャル・イメージの知覚を生じるように走査される。このバーチ ャル網膜ディスプレイ10は実際の(real) 画像ディスプレイを利用しないので、バーチャル網膜ディスプレイ10のサイズお よび重量は小さく、したがって、頭部装着型表示装置としてユーザの頭上に簡単 に装着されるに適している。 特に、図１に示されるように、光子発生器12からの光子は、変調器14により、 ビデオ情報によって変調される。この変調された光子は、スキャナ16によって、 第１の方向、および、一般に第１の方向に垂直である第２の方向に走査され、投 影光学系18によってユーザの目20の網膜22上に直接投影されて、直立したバーチ ャル・イメージの知覚を生じるように、光子のラスター(raster)を生成する。必 要ではないけれども、光線束が目の入射瞳と完全に一致するように、目20の瞳孔 26が動いたときに光の走査ラスターを再位置決めするための眼追跡システム24を 使用することが望ましい。また、眼追跡システム24は、ユーザが目を動かしたと きにユーザがパノラマ・シーンの異なる部分に焦点を合わせていると認識するよ うに、目が動いたときに画像、または、網膜上を走査される画像の焦点、を変え るためのフィードバックとして使われ得る。図１において目20に入るように示さ れている破線は、以下の図面に示されるように、走査の範囲を示し、瞬間的な光 線束を示すものでないことに注意すべきである。 光子発生器12は、レーザーのようなコヒーレント光を生成してもよく、或は、 少なくとも１つのLED を利用することによるような非コヒーレント光を生成して もよい。更に、直接ユーザの目の上で有色の光子を走査するために、赤、緑、お よび、黄または青色の光のビームは、RGY またはRGB ビデオ信号によって変調さ れてもよい。バーチャル網膜ディスプレイの帯域幅を縮小するために、複数のモ ノクロのビームまたは複数の組の有色のビームが変調され、平行して、網膜の上 で走査されるようにすることができる。ここで、光子 を変調するために使われるビデオ情報は異なる複数のセクターまたは領域に分割 され、各ビームまたは各組の有色のビームは以下のようにビデオ情報の異なるセ クターに関連付けられる。更に、このシステムにおいて使用される実際の構成部 品によっては、より少数の構成要素によってこれらの機能が実行されるように、 光子発生器12、変調器14、スキャナ16、および、投影光学系18のうちの少なくと も１つは組み合わせられることに注意すべきである。例えば、光子発生器12から の光を変調するため、そして、その変調された光を少くとも１つの方向に走査す るための両方の目的で、音響光学的デフレクタ(acousto-optic deflector)が使 われてもよい。更に、光子発生器、変調器、および、１台の、あるいは、おそら く、以下に議論されるように２台のスキャナの機能を実行するために、レーザー ・フェイズド・アレーが使われてもよい。 バーチャル網膜ディスプレイ10が、構造上のサポートのためのヘルメットまた は精巧な頭装着具を必要とすることなくユーザの頭の上に簡単に装着され得るよ うに、バーチャル網膜ディスプレイ10の構成部品は小さく、コンパクトで軽量に され得る。更に、ユーザの頭の上に装着される必要があるのがスキャナ16および 投影光学系18だけとなるように、光子発生器12および変調器14は、スキャナ16お よび投影光学系18から分離され得る。以下に詳細に説明されるように、変調され た光子は、モノフィラメント光ファイバの束または１本のモノフィラメント光フ ァイバを通してスキャナに結合される。 好適な実施例において、光子を走査するために複数のマイクロ・スキャナが利 用されるが、そのような複数のマイクロ・スキャナは小さく、薄く、電気的駆動 または偏向信号に応答して光子を走査するために偏向される。1994年10月26日に 出願され、本発明の譲受人に譲渡され、その内容をも本出願の開示の１部分に含 むものとする 米国特許出願シリアルNo．08/329,508には、複数種類の適当なマイクロ・スキャ ナが記述され、また、以下においても説明する。したがって、バーチャル網膜デ ィスプレイ10の頭部装着を容易にするために、光子発生器、変調器、および、ス キャナは非常に小さくされ得、例えば、高さ1.5 インチ、幅1.5 インチ、厚さ0. 25インチ以下、重量１オンス未満のようにできる。 図２に示されるように、本発明の１つの実施例に従って、２次元のラスター・ パターンで水平および垂直に光のビームを偏向させるために複数の高解像度スキ ャナが使われる。目の前で実際の画像を作るべくビームを集束するためにレンズ を使うということはない。その代わりに、目のレンズ29が網膜の後ろ(back)の１ 点にビームを集束させ、スキャナ16が変調された光子を走査するときに、ビーム 点の位置が網膜を走査するようにする。目の位置がどこにあっても、あたかも、 画像がその観測者から無限の距離離れたところで走査されるかのように、平行光 ビーム(collimated light beams)の偏向角度は、網膜上の焦点の位置に対応する 。所望のコントラストの画像を生成するように、光の強度はビデオ信号によって 変調される。したがって、ユーザの目が動くとき、ユーザは、そのシーンの異な る部分を見るので、ユーザは、画像は動かないものと認識するであろう。画像の 横の範囲は、走査の角度に比例する。走査される光子を揃え、知覚された画像の スケーリングを行うために、必要に応じてアナモルフィックな(anamorphic)光学 系が使われる。スキャナ開口部の縮少された画像を作ることによって、これに比 例して、より大きな走査角度が作られる。これ以外は、光が目に入る限り、スキ ャナ画像のサイズは無関係である。 特に、図２に示されるように、光子発生器12からの光または光子は、円柱レン ズ30および球面レンズ32を通って、その光子を第１の 方向または水平方向に走査する音響光学的デフレクタ34まで投影される。円柱レ ンズは光子発生器12からの光ビームを、音響光学的デフレクタ34の開口部一杯に まで水平方向に広げる。球面レンズ32は、音響光学的デフレクタ34に入射する光 を水平に揃える（コリメートする）。 音響光学的デフレクタ34は、音響光学的デフレクタ34のトランスジューサに駆 動信号として印加されるライン36上のビデオ信号に応答して、光子発生器12から の光子または光の強度を変調し、光子発生器12からの変調された光を第１の方向 に、または、水平に走査する。ライン36上のビデオ信号は、一般に符号38で示さ れビデオ・コントローラ42を含むビデオ駆動システムによって提供される。ビデ オ・コントローラ42は、ライン56上のビデオ信号、水平同期信号、および、垂直 同期信号を提供するフレーム・バッファ40のようなビデオ発生器を含んでもよい 。また、ビデオ・コントローラ42は、ROM 46等に格納されたソフトウェアに従っ て動作するマイクロプロセッサを含んでもよく、スクラッチ・パッド・メモリ(s cratch pad memory)としてRAM 48を利用する。ビデオ発生器40からの水平同期信 号はランプ発生器50によってランプ波形に変換され、水平同期ランプ波形は電圧 制御発振器52に印加される。電圧制御発振器52は、チャープ(chirp)するように 変化する周波数を有する、このランプ入力に応答して１つの信号を提供する。電 圧制御発振器52からの出力は増幅器54に印加される。増幅器54から出力されるビ デオ信号36が、ライン56上のビデオ情報に従って変化する振幅を有し、チャープ (chirp)するように変化する周波数を有するように、増幅器54の利得は、ビデオ 発生器40から出力されるビデオ・データ信号56によって変化される。ライン36上 のビデオ信号は、音響光学的デフレクタ34のドライブ・トランスジューサに印加 される。ライン36上の駆動 信号の振幅をビデオ情報によって変化させることにより、音響光学的デフレクタ 34は、光子発生器12からの光の強度を、そのビデオ情報によって変調する。ライ ン36上の駆動信号の周波数をチャープ(chirp)するように変化させると、音響光 学的デフレクタは、それにより光が偏向される角度を変化させて、第１の方向ま たは水平方向に光を走査するようにする。 球面レンズの対64および68は、水平に走査される光または光子の像を垂直スキ ャナ62上に造る。ここで、円柱レンズ68は、光を垂直に垂直スキャナ62の開口部 一杯まで広げる。垂直スキャナ62は、例えば、ガルバノメーター(galvanometer) でもよい。ビデオ発生器40から出力された垂直同期信号は、ランプ発生器58によ りランプ波形に変換され、垂直スキャナ62を駆動するために増幅器60によって増 幅される。垂直スキャナ62の出力が光子のラスターであるようするために、垂直 スキャナ62の走査速度は水平スキャナ34の走査より遅い。光子のラスターは、屈 折レンズ、ミラー、ホログラフィック素子、その他のような環状(toroidal)また は球形の光学素子72の形をとる投影光学系によって、直接、ユーザの目20に投影 される。 その環状または球形の光学素子72は、走査される光子の、最終的な像を作り、 また、縮少させる。特に、環状または球形の光学素子は、走査される光子が目20 の入射瞳26の近くに一致(coincident)するように、走査される光子を中継する。 スキャナ開口部から縮少された画像が作られるので、その偏向角は、ラグランジ ェ(Lagrange)不変量に従って増やされる(multiplied)。ここで、視野および画像 の大きさは反比例する。走査される光子のサイズ、すなわち、バーチャル網膜デ ィスプレイの出口開口部が縮小されるので、目によって知覚される視野および画 像は拡大する。 光学素子72は、ディスプレイ・システムの外部から光を通過させ ないように閉塞する(occluding)要素であり得る。或は、光学素子72は、光を透 過させて、ユーザが光学素子72を通して実世界を見ることができるようにするこ ともできる。ここでは、ユーザは、ディスプレイ10で生成された走査されたバー チャル・イメージを、実世界に重ねて知覚する。更に、光学素子72は、外界と表 示されたバーチャル・イメージとの間のコントラストを維持するために、光を透 過させる程度を変化させるように構成され得る。受動的に変化する光透過要素(p assively variable light transmissive element)72は、光互変異性材料(photoc hromic material)をはさみ込むことによって制作され得る。光互変異性材料は、 光を感知して、その光透過率を周囲の光の関数として変化させる。能動的に変化 する光透過要素(actively variable light transmissive element)72の場合は、 液晶材料を含んでもよい。周囲の光の量を検出するような要素と共に光センサー が使われ得る。ここで、液晶材料を横切るバイアス電圧は、要素72の光透過率を 能動的に変化させるように、検出された光に従って変化される。 ここまで図２を参照して説明したシステムは、単眼視の(monocular)システム である。立体視のシステムを提供するために、第１の網膜ディスプレイ10と平行 して、第２のバーチャル網膜ディスプレイ10’を利用してもよい。第２のバーチ ャル網膜ディスプレイ10’は、該当するビデオ情報によって変調され走査された 光子を、直接、ユーザの第２の目20’に投影するものである。これにより、表示 される対象が異なる奥行きに現れるような両眼視の奥行き情報のための環境(med ium)が提供される。しかし、対象の各画素は、ユーザから同じ距離に現れ、ユー ザにおいては、立体視的なキュー(cue)と単眼視的なキュー(cue)との間でコンフ リクト(conflict)を発生する可能性がある。ここで、立体視的なキューは、各々 の目に対す るその対象の位置に関連し、単眼視のキューは、網膜上に像を造られた対象の光 の焦点に関連する。特に、従来のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システ ムにおいては、単眼視のイメージ・プレーンの各々は、典型的には、光学的に無 限の位置に焦点を結び、バーチャル・イメージ内の複数の画素の各々が、ある１ つの距離に現れるようにする。しかし、両眼視のシステムを作ろうとして従来の 単眼視のシステムを２つ組合せても、距離のキュー(distance cue)と焦点または 遠近調節のキュー(accommodation cue)の間で起こりうるコンフリクトが発生し た。 本発明のバーチャル・イメージ・ディスプレイでは、単眼視のディスプレイ・ システム、または、（ディスプレイ10および10’から作られる）両眼視のディス プレイ・システムにおいて遠近調節のキュー70を利用することによって、この問 題を解決する。遠近調節のキュー70は、集束または奥行きのキューであって、こ れは、走査される光子の焦点、収束、または、発散を急速に変化させるように制 御され、これにより、バーチャル・イメージの各画素について知覚された奥行き を制御する。したがって、本発明に従って、各画素を個々に奥行きについて変調 することによって、例えば、個々の画素の焦点、すなわち、収束または発散を制 御することによって、真の奥行きの知覚が得られる。遠近調節のキュー70は、形 を急速に変化させる反射面を含む。例えば、膜が充電または放電されるときに、 その形を変化させる、変形可能な膜を有するミニチュア・ミラーが、上記の遠近 調節のキューを作るために使われ得る。このように、奥行きについて、各画素の 収束または発散を制御するために、膜の変形が電気的駆動信号によって変化され る。遠近調節のキュー70の駆動はビデオ・コントローラ42によって提供され、ビ デオ・コントローラ42は、典型的なフレーム・バッファにおける２次元ビデオ情 報に加えて、例えば、メモリ48またはビデオ発生器40にＺ軸ビデオ情報バッファ を格納してもよい。 本発明のバーチャル網膜ディスプレイ10の他の実施例は、直接ユーザの目の網 膜上で有色の光子を走査するものについて、図３に示される。図３に示されるよ うに、光子発生器12は赤色光子発生器80、緑色光子発生器82、および、青色光子 発生器84のような有色のレーザーまたはLED を含む。青色光子発生器が利用でき ないならば、黄色光子発生器が利用されてもよい。発生器80、82、および、84か らの有色の光子は、それぞれ、ビデオ発生器40からのRGB ビデオ情報によって変 調され、それから、ビーム・コンバイナ／分散前補償器(beam combiner/dispers ion precompensator)86 によって合わせられる。このビーム・コンバイナ／分散 前補償器86の出力は、円柱レンズ30および球面レンズ32によって水平スキャナ34 に投影される。水平スキャナが図２に示された音響光学スキャナ以外のものであ ってもよい点に注意すべきである。例えば、以下に説明されるように、共鳴型メ カニカル・スキャナ(resonant mechanical scanner)、または、複数種類のマイ クロ・スキャナが、水平スキャナのために使われてもよい。スキャナ34から出力 された、水平に走査されカラー変調された光子は、分散補正器88上に投影される 。分散補正器88の出力は、球面レンズの対64および68によって垂直スキャナ62上 に投影される前に、プリズム上に投影される。 垂直スキャナ62の出力から走査された有色の光子ラスターは、瞳孔が動くとき 、目20の入射瞳26の上に、直接、光子のラスターを位置付けるように眼追跡器(e ye tracker)106によって動かされるオフセット・ミラー96上に、球面レンズ92に よって投影される。１つの実施例においては、ビーム・スプリッタ100 が、目20 の角膜において反射された画像をレンズ102 および位置検知ダイオード104 の方 向に向ける。位置検知ダイオード104 は、瞳孔26の位置を検出するために眼追跡 器106 に結合される。射出瞳またはバーチャル網膜ディスプレイの開口部が目の 入射瞳と近似的に揃うように、および／または、以下に説明するように変更され たビデオ情報を反映して走査角度を調節するように、眼追跡器は、瞳孔の検出さ れた位置に応答して、１つ、または、複数のオフセット・ミラー96を正しく位置 付ける。 眼追跡器106 で決定される瞳孔26の瞬間的な位置は、また、ビデオ・コントロ ーラ42にも知らせられ、これにより、マイクロプロセッサ44は、有色光を変調す るためのビデオ情報を指示することができる。ここで、ビデオ情報は、ユーザの 視線方向における変化を反映する。特に、フレーム・バッファ40に格納されたビ デオ情報上の「可視ウィンドウ(visible window)」を位置付けるために、上記の 検出された瞳孔位置がマイクロプロセッサ44によって使用される。フレーム・バ ッファ40は、例えば、パノラマ的眺め(panoramic view)を表現するビデオ情報を 格納してもよく、可視ウィンドウの位置は、パノラマ的眺めのどの部分をユーザ が知覚しようとしているかを決定し、可視ウィンドウ内のビデオ情報は、光子発 生器12からの光を変調するために使われる。 音響光学的デフレクタ34は、緑色光より赤色光を大きく回折し、青色光より緑 色光を大きく回折するので、回折におけるこの変化は補償されなければならない ことに注意すべきである。本発明に従って、回折におけるこの変化は、RGB ビデ オ信号を、ディレイ(delay)108、110 、および、112 を通して適切に遅延させる ことによって補償されてもよい。ここで、RGB ビデオ信号は、それぞれ、赤、緑 、および、青色の光子発生器80、82、および、84に結合され、そこにおいて、該 当する赤、緑、および、青色のビデオ情報によって、 赤、緑、および、青色の光子を変調する。 図４に示されるように、本発明のバーチャル網膜ディスプレイの他の１つの実 施例においては、複合ビデオ信号またはRGB ビデオ信号がディジタル・ビデオ・ スキャン・コンバータ120 によって受信され、走査されるべき画像の複数のセク ターまたは複数の領域を表現する複数の区画に分離される。ビデオアンプ124か ら出力され、各セクターを表現する複数のビデオ駆動信号が、光子発生器12から の光を平行して変調するために使われる。光子発生器は、レーザー・ダイオード ・アレイ(arrays of lasing diodes)または高輝度発光ダイオード・アレイ(arra ys of high luminance light emitting diodes)から成るものでもよい。赤、緑 、および、黄色または青色の光の多重ビームは、平行して、上記の分離された複 数のセクターまたは複数の領域の各々のためのビデオ信号によって変調され、そ れから、直接に、または、モノフィラメント光ファイバ131 によって、マイクロ ・スキャナ16にまで中継される。このマイクロ・スキャナ16は、本質的に２つの 機能を実行する。第１に、網膜の上で光のラスターを生成するが、空中で画像(a erial image)を生成せず、光子発生器12と目20の間にイメージ・プレーンが存在 しないように、このマイクロ・スキャナは、２つの軸において各セクターまたは 領域に関連する複数のカラー・ビームを走査する。第２に、このマイクロ・スキ ャナ16は、眼追跡器24で感知されるような、目の瞬間の入射瞳26に対して、走査 される光を相対的に正しく位置付けるように機能する。 特に、スキャナ16は第１のマイクロ・スキャナ132 を含み、第１のマイクロ・ スキャナ132 は、増幅器136 から出力されるＸ軸偏向信号に応答して、カラー・ ビームを水平方向に走査する。ここで、増幅器136 は、スキャン・ジェネレータ 122 からの水平同期信号に よって駆動される。第２のマイクロ・スキャナ134 は、スキャン・ジェネレータ 122 からの垂直同期または偏向ドライブによって駆動されるとき、増幅器136 か ら出力されるＹ偏向信号に応答して、上記の水平方向に走査されるカラー光子を 垂直方向に走査する。走査コリメーション・レンズ140 は、三色コンバイナ(tri -color combiner)142 に投影される２次元の変調された光の場(field)を受信す る。このコンバイナ142 は、次に、走査される光をマックスウェル視・光学シス テム148 に投影する。この光学システム148 は、走査されるカラー光子をラスタ ー・ポジション・デフレクタ上に投影する。ラスター・ポジション・デフレクタ は、２軸のガルバノ・ミラー(galvo mirrors)を含んでもよい。２軸のガルバノ ・ミラーは、走査された光を、コンバイナ152 のような環状の光学素子に投影す る。コンバイナ152 は、三色性のコーティング(trichroic coating)を有し、走 査されるカラー光子を直接、目20に投影する。 目の追跡のために、眼追跡器24は、図示されるように、直接または間接的に目 の表面を低い強度の赤外光で照らす赤外線の光源を含む。目の表面は、ラスター ・ポジション・デフレクタ150 を通して、更に、コンバイナ142、レンズ140、電 荷結合デバイス(CCD)アレイ146 を通して見られる。CCD センサー146 からの信 号は、null信号ΔＨおよびΔＶを生成する瞳孔位置プロセッサ154 によって処理 される。ここで、null信号ΔＨおよびΔＶは、それぞれのカラー偏向増幅器158 に、そして、ラスター・ポジショニング・ミラー150 に結合される。これにより 、走査された光子がユーザの目20の瞳孔に追従する。 本発明における使用に適したＬＥＤアレイの例は、図５に示される。Ｘ−Ｙ視 野が2,000 ×2,000 の分解可能なスポットあるいは画素の並びから成るとみなさ れるならば、約200 MHz の情報帯域幅を 有するためには、そのスポットは１秒につき50回リフレッシュされなければなら ない。高輝度ＬＥＤは、典型的には、2 MHz より上でロールオフし始めるパワー 帯域幅曲線を有する。この結果は、本質的に、大きく順方向バイアスされたｐｎ 接合の拡散容量(diffusion capacitance)に関連するRC積の制限である。このシ ステムの帯域幅の要求に応ずるために、１色につき、50から100 のLED 画素の直 線状の列が利用される。赤、緑、および、青からなるLED 方式を使う場合、これ らの３色の各々につき50から100 のＬＥＤを必要とするであろう。図５に示され るように、アレイ200 はLED チップ201，202，203 - N を含み、各LED チップが LED アクティブな領域(LED active area)205を含む。LED アクティブな領域は、 GaAsP 合金とSi₃N₄誘電体オーバーレイ層(overlayer)を含んでもよい。 図６に示されるようなレーザー・フェーズド・アレイは、光子発生、ビデオ変 調、および、少くとも１つの方向の走査を実行するように機能する。このレーザ ー・フェーズド・アレイは、薄膜導波管210 、位相変調器電極212 、分割結合空 洞(cleaved coupled cavity)214 、および、レーザ共振器216 を含み、このアレ イは、約10 mW のパワーを有するコヒーレント・ビームを発する。同じ材料チッ プ内において２つのレーザーが短い間隔に近づけられて組み立てられるとき、こ れらの光の場は、２つのデバイス内の発光のプロセスが相関し、コヒーレントで あるように結合される。その結果、このレーザーの対から発せられた同位相波面 (phase front)が定められる。多くのレーザ共振器216 を有するレーザー・フェ ーズド・アレイ220 において、それらのレーザーが互いに10ミクロンの範囲内の 間隔にあるならば、その光学ビームは位相コヒーレント(phase coherent)である 。この解像度は、写真平板(photolithography)技術によって達成され得る。この 電気光学変調器は、光学ビームが自由空 間に発射される前にその中を通る導波管媒体210 の屈折率を変更(modify)するこ とによって動作する。各変調器の電気接点(コンタクト)212を分離することによ って、このアレイにおける個々のレーザー各々の相対的な位相は、この変調器に よって変更され得る。適当な変調電圧の列に対して、レーザー・アレイの結合さ れたビームの同位相波面は、その発せられたビームが正規の出口方向に対して、 ある角度を以って発射されるように、変更され得る。適当な変調電圧の列によっ て、レーザー・ビームは、与えられた方向に走査され得る。垂直な方向にレーザ ーを走査するために付加的なスキャナが必要とされないように２軸のレーザー・ フェーズド・アレイを造ることが可能である。 光子を走査するためのマイクロ・スキャナ 132，134 の例が図７に示されてい る。このマイクロ・スキャナは、アクチュエータ230 を含む。このアクチュエー タ230 は、電気駆動システム信号に応答して３次元の運動ができるバイモル圧電 カンチレバー(piezoelectric bimorph cantilever)である。適当な駆動信号によ って、このカンチレバー・アクチュエータの偏向を制御することによって、この アクチュエータ230 は、これに対して入射する光子を偏向させて、その光子を走 査する。 非常に小さくすることができるマイクロ・スキャナのもう１つの例は図８に示 される。このマイクロ・スキャナは、湾曲した反射面を有し、この反射面により 、これに対して入射する光を１つの方向に走査するように転進させる。特に、こ のマイクロ・スキャナ240 は、圧電材料で作られたベースまたはアクチュエータ 242 と、このアクチュエータ242 上に作られた基板244 とを含み、この基板244 が湾曲した反射面246 を有する。変化する駆動信号に応答して、この圧電アクチ ュエータおよび基板244 は、その基板の表面246 に対 して一般に上記の転進の方向248 に垂直な第１の方向に入射する光を走査するた めに、矢印248 の方向に転進させる。第２のマイクロ・スキャナ250 は、この第 ２のマイクロ・スキャナ250 に対して上記の第１の方向に垂直な第２の方向に入 射する光を、ユーザの目の網膜上で、直接、ラスター画像を作るように走査する 。 図９に示される、本発明のもう１つの実施例においては、光子発生器12のよう な光源からの光を、走査システム16に結合させるために、１本のシングルモード のモノフィラメント光ファイバ(single mode，monofilament optical fiber)300 またはシングル・ストランド光ファイバ(single strand optical fiber)が使用 される。この１本のモノフィラメント光ファイバ300 は、そのファイバ300 の単 一のコア304 に導く入口開口部302 を有し、そのコア304 は、その光ファイバの 長さだけ延びて出口開口部306 に至るものである。この１つのモノフィラメント 光ファイバ300 の出口開口部306 は、非常に小さくてもよい。走査システム16の 入力に点光源を提供するために、その出口開口部の直径は、例えば、10ミクロン 以下でもよく、好適には、3.5 ミクロンのオーダーでもよい。 先に述べたように、光子発生器12は、レーザーのようなコヒーレント光を生成 するものでもよい。図９に示されたシステムのレーザーの実施例においては、光 ファイバ300 によって、そのシステムのビデオ源およびビデオ変調部分と同様に 、そのレーザ光源もまた、走査システム16から遠く離して置くことができる。レ ーザ光源が、非点収差を有する光を生成するレーザーダイオード、或は、他のレ ーザー発生器であるときには、光ファイバ300 は更なる利点を有する。特に、レ ーザーダイオードは典型的には非点収差を有する光を生成し、ユーザの網膜上で 走査されるとき、所望の丸い画素でなく、楕円形の画素のような歪んだ画素を生 成する。そのようなレーザ ー光源と共に使用されるとき、光ファイバ300 は、その非点収差を有するレーザ 光を、光ファイバ300 の出口開口部306 において円形の点光源に変換して、その 光が網膜上で走査されるときには丸い画素が得られるようにする。 図９に示される光子発生器12は、また、発光ダイオード(LED)を有してもよい 。ＬＥＤは、コヒーレント光を生成しない。更に、LED の発光エリアは、典型的 には、ディスプレイ・システムのある種の応用で要求されるように非常に高い解 像度の画像を生成するためには余りに大きい。LED 光源の外見上の(apparent)サ イズを縮小させるためにレンズのような光学系が使用され得るが、そのような光 学系の使用により強度を失うことになり得、更に、光学距離の増加のために、そ のディスプレイ・システム全体の寸法を大きくすることになり得る。しかし、LE D 光がシングルモードのモノフィラメント光ファイバ300 に結合されると、その 光ファイバ300 の出口開口部306 は、非常に高い解像度の画像を生成するために 十分な小さい点光源を作るであろう。典型的なLED は、500 ミクロンのオーダー の発光エリア308 を有することに注意すべきである。本発明によれば、光ファイ バ300 によって、LED の非常に大きい発光エリアが10ミクロン未満にまで縮小さ れ、好適には、3.5 ミクロンのオーダーまで（そのオーダーの直径のコア304 を 有するファイバ300 の場合）縮小され得る。 レーザー、LED 、または、他の種類の光子発生器12からの光を、光ファイバ30 0 の入口開口部302 に集束させるために、図９に示されたレンズ310 のようなレ ンズが使用されてもよい。或は、図10に示されるように、その入口開口部302 を 含む光ファイバの終端312 は、LED 314 として示される光子発生器12に対して、 直接、境を接し(abut)てもよい。図10に見られるように、光ファイバの入口開口 部302 の直径または面積はLED 314 の発光領域308 よりかなり小さい。図11は、 光子発生器12からの光を光ファイバ300 に結合するための更なる実施例を描写す るものである。この実施例において、光ファイバ300 は、入口開口部302 を有し 、その光ファイバ300 の小さくて一定の直径のコア304 の入口開口部302 に導く 、漏斗状の終端部316 を有するように構成される。このファイバの漏斗部分316 の入口開口部318 は、その光ファイバ300 の一定の直径のコア部分320 の入口開 口部302 の直径より大きい直径を有する。図11に示された光ファイバの漏斗終端 部316 は直接光子源12と境を接してもよく、或は、単に近接して置かれてもよい 。 光ファイバ300 の出口開口部306 で形成された点光源からの光は、レンズ330 を通して走査システム16の水平マイクロ・スキャナ332 に結合される。水平マイ クロ・スキャナ332 へ入射される光は、垂直マイクロ・スキャナ334 上に向けら れ、レンズ336 を通してユーザの目の網膜上において走査される。走査システム 16の出力とユーザの目との間にイメージ・プレーン340 を形成するようにレンズ 330 から出力される光が集束するように、光ファイバ300 の出口開口部306 とレ ンズ330 との間の距離を調節してもよい。レンズ336 は、光をユーザの網膜上に 向けるコリメーティング・レンズである。図９において描写されたバーチャル網 膜ディスプレイの視野を調節するために、レンズ330 とレンズ336 とは、より近 くに、または、遠くへ離すように動かしてもよい。本発明のシステムは最小の光 学素子だけを含み、非常にコンパクトであるので、レンズ330 および336 を一緒 に一組にまとめて、ユーザが別々に調整する必要がないように、それらのレンズ が一緒に、内側へ互いに近づく方へ、または、外側へ互いに離れる方へ動かされ 得るようにしてもよい。これは、ズームレンズ搭載のための構成等をレンズ330 および336 の ために利用することによって達成され得る。 更に、フルカラー・システムを提供するために、光ファイバ300 の入口開口部 302 への光入力の源が赤色発光素子、青色発光素子、および、緑色発光素子を含 んでもよいことに注意すべきである。好適には、これらの発光素子の各々は、ビ デオ情報によって直接変調可能である。しかし、また、これらのカラーの発光素 子と共に別々のビデオ変調器を利用して、赤色光は赤のビデオ情報によって、青 色光は青の情報によって、そして、緑色光は緑のビデオ情報によって変調するよ うにしてもよい。それらの有色の発光素子の各々からの光は、これらの個々の発 光素子に関連した光ファイバに導かれてもよい。これらの光ファイバの各々は１ つの光ファイバ300 に結合されて、その出口開口部306 においてカラービデオ変 調された光の点光源を提供する。或は、それらの発光素子の各々からのカラー光 は、光ファイバ300 の入口開口部302 へ入力される前に、上述のように合わせら れてもよい。 上記の説明に基づいて、本発明の多くの修正と変形が可能である。こうして、 添付の請求の範囲の範囲内で、ここに記述されている以外のやり方で本発明が実 施され得ることは理解されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｅ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 メルビル，チャールズ ディー. アメリカ合衆国，ワシントン 98027，イ ザックァー，サウス イースト，ツーハン ドレットフォーティファースト アベニュ 3631 (72)発明者 ティドウェル，マイケル アール. アメリカ合衆国，ワシントン 98119，シ アトル，イレブンス アベニュ ウエスト 1944

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．バーチャル・イメージ・ディスプレイ・システムにおいて、 ビデオ情報によって変調される光の光源と、 ユーザの目の網膜上で前記光を走査するための走査システムと、 入口開口部および出口開口部を有し、前記出口開口部において点光源を提供す るように前記光源からの光を前記走査システムに結合する単一のモノフィラメン ト光ファイバとを含むことを特徴とするバーチャル・イメージ・ディスプレイ・ システム。 ２．前記光源がレーザーを含む請求項１に記載のバーチャル・イメージ・ディ スプレイ・システム。 ３．前記光源が発光ダイオードを含む請求項１に記載のバーチャル・イメージ ・ディスプレイ・システム。 ４．前記光源が発光領域を有し、前記光ファイバの出口開口部は、前記光源の 前記発光領域より小さい面積を有する請求項１に記載のバーチャル・イメージ・ ディスプレイ・システム。 ５．前記光源は、赤の発光素子、青の発光素子、および、緑の発光素子を含み 、前記赤、青、および、緑の発光素子の各々からの光を合わせるための光コンバ イン・システムを含む請求項１に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・ システム。 ６．前記コンバイン・システムから出力された光は、前記光ファイバの前記入 口開口部に結合される請求項５に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・ システム。 ７．前記発光素子の少なくとも１つは、前記ビデオ情報によって、直接、変調 される請求項５に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システム。 ８．前記光源がコヒーレント光の源である請求項１に記載のバー チャル・イメージ・ディスプレイ・システム。 ９．前記光源が非コヒーレント光の源である請求項１に記載のバーチャル・イ メージ・ディスプレイ・システム。 10．前記光源からの光を前記入口開口部上で集束させるように、前記光源と前 記光ファイバの前記入口開口部との間に配置されるレンズを含む請求項１に記載 のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システム。 11．前記光ファイバの前記入口開口部が前記光源と直接、境を接する請求項１ に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システム。 12．前記出口開口部からの光を前記走査システムに結合するように、前記光フ ァイバの前記出口開口部と前記走査システムとの間に配置されるレンズを含む請 求項１に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システム。 13．前記レンズは、前記走査システムの出力と前記ユーザの目との間で、イメ ージ・プレーンを形成するように光を集束させる請求項12に記載のバーチャル・ イメージ・ディスプレイ・システム。 14．前記走査システムの出力と前記ユーザの目との間に配置される単一のレン ズを含む請求項12に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システム。 15．前記発光素子のうちの少くとも１つの出力に結合され、ビデオ情報によっ て前記光を変調するための手段を含む請求項５に記載のバーチャル・イメージ・ ディスプレイ・システム。 16．バーチャル・イメージ・ディスプレイ・システムにおいて、 発光領域を有する非コヒーレント光の光源であって、前記光はビデオ情報によ って変調される光源と、 ユーザの目の網膜上で前記非コヒーレント光を走査するための走 査システムと、 入口開口部と出口開口部とを有し、前記光源からの光を前記走査システムに結 合し、前記出口開口部は、前記光源の前記発光領域より小さい単一のモノフィラ メント光ファイバとを含むことを特徴とするバーチャル・イメージ・ディスプレ イ・システム。 17．前記光源が発光ダイオードを含む請求項16に記載のバーチャル・イメージ ・ディスプレイ・システム。 18．前記発光ダイオードは、前記ビデオ情報によって、直接、変調される請求 項17に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システム。 19．前記光源は、赤の発光素子、青の発光素子、および、緑の発光素子を含み 、前記赤、青、および、緑の発光素子の各々からの光を合わせるための光コンバ イン・システムを含む請求項16に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・ システム。 20．前記コンバイン・システムから出力された光は、前記光ファイバの前記入 口開口部に結合される請求項19に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・ システム。 21．前記光源からの光を前記入口開口部上で集束させるように、前記光源と前 記光ファイバの前記入口開口部との間に配置されるレンズを含む請求項16に記載 のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システム。 22．前記光ファイバの前記入口開口部が前記光源と直接、境を接する請求項16 に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システム。 23．前記出口開口部からの光を前記走査システムに結合するように、前記光フ ァイバの出口開口部と前記走査システムとの間に配置されるレンズを含む請求項 16に記載のバーチャル・イメージ・ディ スプレイ・システム。 24．前記レンズは、前記走査システムの出力と前記ユーザの目との間で、イメ ージ・プレーンを形成するように光を集束する請求項23に記載のバーチャル・イ メージ・ディスプレイ・システム。 25．前記走査システムの出力と前記ユーザの目との間に配置される単一のレン ズを含む請求項23に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システム。 26．前記赤、青、および、緑の発光素子の各々に関連付けられる個別の光ファ イバ部分を含む請求項19に記載のバーチャル・イメージ・ディスプレイ・システ ム。 27．バーチャル・イメージを生成する方法において、 光源から発せられた光をビデオ情報によって変調すること、 前記光源からの光を単一のモノフィラメント光ファイバの出口開口部に結合す るように、前記光ファイバの入口開口部を前記光源に対して相対的に位置付ける こと、 そこから光を受光するために前記光ファイバの前記出口開口部に隣接してレン ズを位置付けること、そして、 前記ビデオ情報の画像をユーザの目の網膜上に形成するように、前記レンズか らの光を該網膜上で走査することを含むことを特徴とする方法。 28．前記レンズを位置付けるステップは、その上で前記光が走査されるイメー ジ・プレーンにおいて光を集束するように、前記レンズを、前記光ファイバの前 記出口開口部から、ある距離をおいて位置付け、前記イメージ・プレーンは、前 記ユーザの目の外側にある請求項27に記載の方法。 29．前記光がレーザーから発せられる請求項27に記載の方法。 30．前記光が発光ダイオードから発せられる請求項27に記載の方 法。 31．前記光ファイバの前記入口開口部が前記発光ダイオードと直接、境を接す る請求項30に記載の方法。 32．前記変調するステップは、赤色光を発すること、前記赤色光を赤のビデオ 情報によって変調すること、青色光を発すること、前記青色光を青のビデオ情報 によって変調すること、緑色光を発すること、前記緑色光を緑のビデオ情報によ って変調すること、そして、前記変調された赤色光、青色光、および、緑色光を 合わせて、前記光源から発せられる光を形成することを含み、また、前記光ファ イバを位置づけるステップは、前記合わせられた赤色光、青色光、および、緑色 光を受光するように、前記光ファイバの前記入口開口部を位置づける請求項27に 記載の方法。