網膜直接表示装置
【目的】 高画質の映像信号の画質劣化を防止し、高い解像度の映像表示を行う。
【構成】 映像信号ＩＮが可視光変換装置２０で可視光のレーザビームＳ２０に変換される。網膜投影装置３０では、二次元走査部３１によってレーザビームＳ２０を水平及び垂直方向に偏向し、両眼の瞳孔１１を通して網膜１３上に直接ラスタ走査を行う。この際、赤外線レーザ４１から出射された赤外線レーザビームＳ４１を、ビームスプリッタ４２，４３を通して眼球１０へ送り、その眼球１０からの反射光を光電変換装置４４で電気信号に変換し、その電気信号から画像処理装置４５で視線情報の抽出を行い、その視線情報に基づき視線追尾制御装置４６により、網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０の出射方向を瞳孔１１の移動に追尾させる。
【構成】 映像信号ＩＮが可視光変換装置２０で可視光のレーザビームＳ２０に変換される。網膜投影装置３０では、二次元走査部３１によってレーザビームＳ２０を水平及び垂直方向に偏向し、両眼の瞳孔１１を通して網膜１３上に直接ラスタ走査を行う。この際、赤外線レーザ４１から出射された赤外線レーザビームＳ４１を、ビームスプリッタ４２，４３を通して眼球１０へ送り、その眼球１０からの反射光を光電変換装置４４で電気信号に変換し、その電気信号から画像処理装置４５で視線情報の抽出を行い、その視線情報に基づき視線追尾制御装置４６により、網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０の出射方向を瞳孔１１の移動に追尾させる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を可視光のレーザビームに変換し、そのレーザビームを水平及び垂直に偏向し、両眼の瞳孔を通して網膜上にラスタ走査を行って映像表示を行う網膜直接表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、例えば次のような文献等に記載されるものがあった。
文献；特開平３−２１４８７２号公報図２は、前記文献に記載された従来の眼鏡型網膜直接表示装置の一構成例を示す概略の構成図である。この眼鏡型網膜直接表示装置は、タングステンランプ及びミラーからなる点光源１と、該点光源１で照射される映像板２と、該映像板２とほぼ一体的に配置された短焦点の接眼レンズ３とを備え、それらが眼鏡型のフレームに取付けられている。映像板２は、例えば、カラーフィルタを有する透過型の液晶板で構成され、液晶テレビジョンに採用されているような表示駆動回路から供給される映像信号で駆動されるようになっている。この種の眼鏡型網膜直接表示装置では、点光源１から出射された光が映像板２を通過し、接眼レンズ３によって眼球１０の表面の瞳孔１１に焦点が結ばれる。この瞳孔１１に焦点が結ばれた映像板２の実像は、水晶体１２で反転されて網膜１３上に結像される。映像観賞者が、接眼レンズ３の焦点に瞳孔１１が位置するように眼鏡型網膜直接表示装置を装着すると、個人の視度（近眼、遠視眼）に関係なく、映像信号で駆動される映像板２の像のみを鮮明に感知することが可能になる。しかも、眼球１０に入射される映像光線は、視野角が約６０°にすることも可能になるから、大画面を近くで見るような迫力ある画面としてみることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の眼鏡型網膜直接表示装置では、次のような課題があった。従来の網膜直接表示装置では、映像信号をディスプレイの一種である映像板２によって可視像に変換し、その可視像を網膜１３上に結像することによって該可視像を見る構造になっている。そのため、高画質の映像信号が入力されても、それを映像板２によって可視像に変換する際に、該映像板２の構造に起因して画質が劣化し、高い解像度を得ることが困難であった。しかも、映像板２を必要とするため、装置の小型化及び低コスト化に限界があり、未だ技術的に充分満足のゆく網膜直接表示装置を得ることが困難であった。本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、解像度の劣化、及び装置の小型化や低コスト化に限界があるといった点について解決した高解像度の網膜直接表示装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記課題を解決するために、網膜直接表示装置を少なくとも、映像信号を可視光のレーザビームに変換する可視光変換手段と、二次元走査手段で前記レーザビームを水平及び垂直に偏向し、両眼の瞳孔を通して網膜上にラスタ走査を行う網膜投影手段と、前記瞳孔の移動方向を検出し、その検出結果に基づき前記網膜投影手段のレーザビーム出射方向を該瞳孔の移動に追尾させる視線追尾手段とで、構成している。第２の発明では、第１の発明の可視光変換手段、網膜投影手段、及び視線追尾手段を、人体から所定距離離れた所に設置する構造にしている。第３の発明では、第１の発明の可視光変換手段、網膜投影手段、及び視線追尾手段を、眼鏡型フレームに取付けた構成にしている。
【０００５】
【作用】第１の発明によれば、以上のように網膜直接表示装置を構成したので、映像信号が入力されると、その映像信号が可視光変換手段で可視光のレーザビームに変換され、網膜投影手段へ送られる。網膜投影手段では、入力されたレーザビームを二次元走査手段で水平及び垂直方向に偏向し、両眼の瞳孔を通して網膜上に直接ラスタ走査を行う。この際、視線追尾手段により、瞳孔の移動方向が検出され、網膜投影手段のレーザビーム出射方向が該瞳孔の移動に追従するように制御される。第２の発明によれば、網膜直接表示装置から所定距離離れた映像観賞者に対し、網膜投影手段から出射されるレーザビームによって該観賞者の両眼の網膜上に直接ラスタ走査が行われる。第３の発明によれば、眼鏡型フレームに取付けた網膜投影手段から出射されるレーザビームは、両眼の網膜上に直接ラスタ走査される。従って、前記課題を解決できるのである。
【０００６】
【実施例】
第１の実施例図１は、本発明の第１の実施例を示す投影型網膜直接表示装置の構成ブロック図である。この投影型網膜直接表示装置は、映像観賞者から所定距離離れた所に設置される装置であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の三原色からなる映像信号ＩＮを可視光のレーザビームＳ２０に変換する可視光変換手段である可視光変換装置２０を有し、その出力側に網膜投影手段である網膜投影装置３０が接続されている。網膜投影装置３０は、映像信号ＩＮ中の同期信号に基づきレーザビームＳ２０を水平及び垂直方向に走査する二次元走査手段である二次元走査部３１を有し、該二次元走査部３１で偏向されたレーザビームＳ３０を両目の眼球１０へ投影し、その眼球１０の瞳孔１１及び水晶体１２を通して網膜１３上にラスタ走査を行う機能を有している。網膜投影装置３０には、両眼の瞳孔１１の移動方向を検出し、その検出結果に基づき網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向を該瞳孔１１の移動に追尾させる視線追尾手段が設けられている。視線追尾手段は、赤外線レーザ４１、ビームスプリッタ４２，４３、光電変換装置４４、画像処理装置４５、及び視線追尾制御装置４６で構成されている。赤外線レーザ４１は、赤外線レーザビームＳ４１を出射する光源であり、その出力側にハーフミラー等で構成された２つのビームスプリッタ４２，４３が設けられている。２つのビームスプリッタ４２，４３は、レーザビームＳ３０の光路上に配置され、その一方のビームスプリッタ４２が、赤外線レーザビームＳ４１を入射してそれを眼球１０方向へ反射する機能を有している。他方のビームスプリッタ４３は、眼球１０から反射された赤外線レーザビームＳ４１を入射し、それを光電変換装置４４へ反射する機能を有している。光電変換装置４４は、ビームスプリッタ４３で反射された赤外線レーザビームＳ４１を電気信号に変換する装置であり、その出力側に画像処理装置４５を介して視線追尾制御装置４６が接続されている。画像処理装置４５は、光電変換装置４４の出力信号から視線情報の抽出を行う装置であり、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）等で構成されている。視線追尾制御装置４６は、画像処理装置４５で抽出された視線情報に基づき、瞳孔１１の移動方向に網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向を追尾させる機能を有している。
【０００７】図３は、図１中の網膜投影装置３０における二次元走査部３１の概略の構成図である。この二次元走査部３１は、音響光学式光偏向器で構成されるもので、例えば、水平方向に配置され水平走査を行う音響光学式光偏向器３２と、紙面に対して垂直方向に配置され垂直走査を行う音響光学式光偏向器３３とを備えている。水平走査用の光偏向器３２では、モリブデン酸鉛、ＴｅＯ2 等の音響光学媒質３２ａの一端に、ＺｎＯやＬｉＮｂＯ3 等の圧電材料からなるトランスジューサ３２ｂが張付けられ、該音響光学媒質３２ａの他端に、超音波吸収層３２ｃが設けられている。この光偏向器３２は、音響光学媒質３２ａ中を伝搬する超音波によって生ずる屈折率の粗密（回折格子）で光が回折される音響光学効果を利用し、トランスジューサ３２ｂに印加される信号ＲＦ１の電圧あるいは周波数を変えることにより、入射されたレーザビームＳ２０の回折方向を変化させて水平走査を行うようになっている。他の光偏向器３３は、光偏向器３２と同一の構成であり、信号ＲＦ２の電圧あるいは周波数を変えることによって回折方向を変化させ、垂直走査を行うようになっている。水平走査用の光偏向器３２の出力側には、λ／４（但し、λは波長）波長板３４が設けられ、その波長板３４の出力側に光偏向器３３が設けられている。この光偏向器３３の出力側には、対物レンズ３５が設けられ、該対物レンズ３５から出射されるレーザビームＳ３０によって網膜１３上を水平方向及び垂直方向に走査するようになっている。図４は、図１の網膜直接表示装置の使用状態の例を示す図である。キャビネット１００内には図１の網膜直接表示装置が設けられると共にスピーカ等の音響装置も設けられ、さらに該キャビネット１００の外側に初期設定用のミラー１１０が取付けられている。キャビネット１００内に設けられた網膜直接表示装置は、その網膜投影装置３０から交差法によって２本のレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２が交差状態で出射され、該キャビネット１００前の所定位置に腰掛けた観賞者２００の両方の眼球１０−１，１０−２に入射するようになっている。
【０００８】次に、動作を説明する。図４に示すように、観賞者２００がテレビジョンやビデオ等の映像を観賞する場合、キャビネット１００上に設けられたミラー１１０を見ながら自分の顔が見えるような所定位置に座ることにより、投影距離の初期設定が行われる。テレビジョンやビデオ等の音響信号は、キャビネット１００内に設けられた音響機器によって音声に変換されて出力される。テレビジョンやビデオ等の映像信号ＩＮは、キャビネット１００内に設けられた図１の網膜直接表示装置の可視光変換装置２０により、例えばＲ，Ｇ，Ｂの三原色のレーザビームＳ２０に変換されて網膜投影装置３０へ送られる。網膜投影装置３０の二次元走査部３１において、映像信号ＩＮ中の同期信号（ＲＦ１，ＲＦ２）に基づき、図３の光偏向器３２，３３によってレーザビームＳ２０の水平及び垂直走査が行われ、該網膜投影装置３０から交差する２本のレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２が出射される。２本のレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２は、観賞者２００の両方の眼球１０−１，１０−２の瞳孔１１及び水晶体１２を通って網膜１３上に照射される。この２本のレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２が両眼の網膜１３上に直接、水平方向及び垂直方向に走査されるので、目の残像効果によって観賞者２００は、網膜投影装置３０から出射される映像を楽しむことができる。
【０００９】この際、キャビネット１００内に設けられた網膜直接表示装置の赤外線レーザ４１から出射された赤外線レーザビームＳ４１は、ビームスプリッタ４２で反射されて両方の眼球１０−１，１０−２へ送られてくる。送られてきた赤外線レーザビームＳ４１は、眼球１０−１，１０−２で反射し、キャビネット１００内のビームスプリッタ４３へ送られる。ビームスプリッタ４３へ送られたレーザビームは、該ビームスプリッタ４３で反射され、光電変換装置４４で電気信号に変換されて画像処理装置４５へ送られる。画像処理装置４５では、光電変換装置４４の出力信号に基づき、画像処理によって観賞者２００の視線情報を抽出し、視線追尾制御装置４６へ送る。視線追尾制御装置４６では、画像処理装置４５で抽出された視線情報に基づき、網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向を制御する。そのため、映像観賞中に観賞者２００の眼球１０−１，１０−２の瞳孔１１が移動した場合、その瞳孔１１の移動に追従して網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２も移動する。従って、網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２により、観賞者２００の眼球１０−１，１０−２の瞳孔１１及び水晶体１２を通して網膜１３上にラスタ走査が行われることになる。以上のように、この第１の実施例では、高画質の映像信号ＩＮが可視光変換装置２０によってレーザビームＳ２０に変換され、そのレーザビームＳ２０を用いて網膜投影装置３０によって直接、網膜１３上にラスタ走査が行われるので、従来の映像板を用いたものに比べて画質劣化が少なく、高い解像度を得ることができる。しかも、従来の映像板に代えて両眼の網膜１３上に直接ラスタ走査を行う構成であるため、従来の映像板を省略することによって装置の小型化及び低コスト化が可能となる。また、赤外線レーザ４１から出射される赤外線レーザビームＳ４１を用いて視線追尾を行うようになっているので、視線追尾精度を向上できる。
【００１０】第２の実施例図５は、本発明の第２の実施例を示す投影型網膜直接表示装置の構成ブロック図であり、第１の実施例を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。この網膜直接表示装置では、第１の実施例の赤外線レーザ４１及びビームスプリッタ４２を省略し、網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０を用いて瞳孔１１の視線追尾を行うようになっている点のみが異なっている。即ち、本実施例では、直接網膜１３上にラスタ走査を行うために、網膜投影装置３０からレーザビームＳ３０が出射されると、そのレーザビームＳ３０の眼球１０からの反射レーザビームをビームスプリッタ４３で反射し、光電変換装置４４で電気信号に変換する。変換された電気信号は、画像処理装置４５で視線情報が抽出され、その抽出された視線情報に基づき視線追尾制御装置４６によって網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向が制御され、瞳孔１１の移動に追尾する。この第２の実施例では、第１の実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる上に、赤外線レーザ４１を省略し、網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０の反射レーザビームを用いて視線追尾を行うようになっているので、その視線追尾手段の構成を簡単化できる。
【００１１】第３の実施例図６（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施例を示すもので、図１の二次元走査部３１の他の構成例を示す図であり、同図（ａ）は斜視図、及び（ｂ）は側面図である。図１の二次元走査部３１は、図６に示すように、水平走査用と垂直走査用の２つの電気光学式光偏向器３６を用いて構成してもよい。電気光学式光偏向器３６は、電気光学結晶に電界を印加することで屈折率を変化させて入射光の偏向を行うもである。この光偏向器３６では、例えば、電気光学係数（効果）の大きな材料（ＫＨ2 ＰＯ4 （ＫＤＰ）、ＬｉＮｂＯ3 等）で作られた２つのプリズム３６ａ，３６ｂが接合され、それらの各プリズム３６ａ，３６ｂに変調電圧Ｅが印加されるようになっている。このような光偏向器３６では、変調電圧Ｅによってプリズム３６ａ，３６ｂに電界を印加すると、屈折率が変化するので、該変調電圧Ｅを変えることによって入射されたレーザビームＳ２０の出射方向の偏向が行える。このような光偏向器３６を水平走査用と垂直走査用に２個従続接続すれば、図１の可視光変換装置２０から出射されたレーザビームＳ２０の水平及び垂直方向の偏向が行える。
【００１２】第４の実施例図７は、本発明の第４の実施例を示す網膜直接表示装置における視線追尾手段の他の構成例を示す図であり、第１の実施例を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。この視線追尾手段では、図１の赤外線レーザ４１から出射される赤外線レーザビームＳ４１を右目用と左目用の赤外線レーザビームＳ４１−１，Ｓ４１−２に分岐するハーフミラー等のビームスプリッタ４２−１，４２−２を有している。これらのビームスプリッタ４２−１，４２−２の光路上には、反射用のハーフミラー等のビームスプリッタ４３−１，４３−２がそれぞれ配置され、それらの反射光路側に図１の光電変換装置４４が設けられている。ビームスプリッタ４２−１，４２−２からの赤外線レーザビームＳ４１−１，４１−２を反射するために、眼鏡５０が用いられる。眼鏡５０は、右レンズ５１及び左レンズ５２を有している。これらのレンズ５１，５２の中央部には、図１の網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０（Ｓ３０−１，Ｓ３０−２）を透過するための透明部５１ａ，５２ａが形成され、さらにそれらの透明部５１ａ，５２ａの周辺部に、反射部５１ｂ，５２ｂが形成されている。このような構成の視線追尾手段では、半導体レーザ４１から赤外線レーザビームＳ４１が出射されると、それがビームスプリッタ４２−１，４２−２で右目の赤外線レーザビームＳ４１−１と左目の赤外線レーザビームＳ４１−２とに分岐される。右目の赤外線レーザビームＳ４１−１は、ビームスプリッタ４３−１を通して観賞者２００が装着した眼鏡５０の右レンズ５１へ送られ、さらに左目の赤外線レーザビームＳ４１−２が、ビームスプリッタ４３−２を通して右レンズ５２へ送られる。右目の赤外線レーザビームＳ４１−１は、右レンズ５１の反射部５１ｂで反射され、ビームスプリッタ４３−１で反射されて光電変換装置４４へ送られる。左目の赤外線レーザビームＳ４１−２も、左レンズ５２の反射部５２ｂで反射され、ビームスプリッタ４３−２で反射されて光電変換装置４４へ送られる。光電変換装置４４において、ビームスプリッタ４３−１，４３−２からの反射赤外線レーザビームが電気信号に変換され、その電気信号が図１の画像処理装置４５で視線情報が抽出された後、その視線情報に基づいて視線追尾制御装置４６で網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向が観賞者２００の顔の移動方向に追尾する。そのため、図１の網膜投影装置３０から出射されたレーザビームＳ３０が、右目側と左目側とに分岐され、ビームスプリッタ４２−１，４３−１と４２−２，４３−２とをそれぞれ通過し、眼鏡５０の右レンズ５１及び左レンズ５２の透明部５１ａ，５２ａを透過して両眼の網膜１３上にラスタ走査が行われ、映像の観賞が可能となる。本実施例では、眼鏡５０を用いて赤外線レーザＳ４１から出射された赤外線レーザビームＳ４１を該眼鏡５０の反射部５１ｂ，５２ｂで反射させ、その反射光を光電変換装置４４で電気信号に変換するようにしているので、眼鏡５０からの的確な反射光が得られ、精度のよい視線追尾が行える。
【００１３】第５の実施例図８は、本発明の第５の実施例を示す網膜直接表示装置における視線追尾手段の他の構成例を示す図である。この視線追尾手段では、図１の赤外線レーザ４１及びビームスプリッタ４２，４３に代えて、あるいは図７の赤外線レーザ４１、ビームスプリッタ４２−１，４２−２，４３−１，４３−２及び眼鏡５０に代えて、観賞者２００が装着する眼鏡型フレーム６０に、例えば赤外線を出射する発光素子６１を設けている。本実施例では、観賞者２００が眼鏡型フレーム６０を装着すると、その眼鏡型フレーム６０に設けられた発光素子６１から赤外線Ｓ６１が出射されるので、その赤外線Ｓ６１を例えば図１の光電変換装置４４で電気信号に変換し、その電気信号を用いて観賞者２００の顔の移動に追従した視線追尾が行われる。このような眼鏡型フレーム６０を用いた視線追尾手段では、図１あるいは図７の赤外線レーザ４１及びビームスプリッタ４２，４２−１，４２−２，４３，４３−１，４３−２を省略できるので、回路構成がより簡単になる。
【００１４】なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
（ａ） 図１及び図５の可視光変換装置２０では、カラー表示のためにＲ，Ｇ，Ｂの三原色のレーザビームＳ２０に変換するようにしているが、白黒表示の場合には白黒を表示する１種類のレーザビームＳ２０に変換すればよい。このような白黒表示の場合、網膜投影装置３０の構成が白黒の投影のみを行う構成にすればよいため、装置構成がより簡単になる。
（ｂ） 図１または図５の二次元走査部３１は、例えばレーザプリンタに用いられるポリゴンミラーを用いた機械式光偏向器等を用いて構成してもよい。
（ｃ） 図４では、キャビネット１００から交差した２本のレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２が出射するようになっているが、そのレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２を平行に観賞者２００に向けて出射する構成にしてもよい。また、キャビネット１００に設けたミラー１１０を用いて観賞者２００の位置の初期設定を行うようにしているが、他の方法を用いて初期設定をするようにしてもよい。
【００１５】（ｄ） 視線追尾手段は、上記実施例以外の構成にしてもよい。例えば、図７の眼鏡５０のレンズ５１，５２を他の反射構造に変えて瞳孔１１の動きを検出し、その瞳孔１１の動きに網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向がより的確に追尾できるような構成にしてもよい。また、観賞者２００の顔面をビデオカメラ等によって撮影し、その顔面画像をメモリに蓄積した後、ＣＰＵ等の画像処理手段を用いて瞳孔１１の移動を検出することにより、視線追尾を行う構成にしてもよい。
（ｅ） 図１あるいは図５の赤外線レーザ４１、ビームスプリッタ４２，４３、光電変換装置４４、画像処理装置４５、及び視線追尾制御装置４６を、網膜投影装置３０内に設けてもよい。
（ｆ） 上記実施例では、例えば図４に示すように網膜直接表示装置をキャビネット１００内に収納した投影型構造について説明したが、これらの網膜直接表示装置を例えば図８のような眼鏡型フレーム６０に取付けて眼鏡型構造にしてもよい。このような眼鏡型構造にすれば、網膜投影装置３０から眼球１０の瞳孔１１までの距離が短くなるため、視線追尾手段の視線追尾精度を向上できると共に該手段の構成をより簡単化できる。
（ｇ） 上記実施例では、網膜１３上にレーザビームＳ３０を直接ラスタ走査して平面画像の映像表示を行うようにしているが、それを立体表示の構成に適用することも可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明によれば、映像信号を可視光変換手段で可視光のレーザビームに変換し、そのレーザビームを両眼の瞳孔を通して網膜上に直接ラスタ走査を行うことにより、映像表示を行うようにしたので、視線追尾手段によって精度の良い視線追尾が行え、高画質の映像信号の画質を劣化することなく、高い解像度の映像表示が可能となる。しかも、従来のような映像板を用いる必要がないので、その省略に伴う装置の小型化及び低コスト化が可能となる。第２の発明によれば、網膜直接表示装置を人体から所定距離離れた所に設置する構成にしたので、通常のテレビジョン観賞等よりも大画面でより迫力のある映像観賞が可能となる。第３の発明によれば、網膜直接表示装置を眼鏡型フレームに取付けた構成にしたので、網膜投影手段と両眼までの距離が短くなり、小さな機器で、大画面テレビジョンを見ているかのような映像の観賞が可能となる。しかも、網膜投影手段から両眼までの距離が短くなるので、視線追尾手段の視線追尾精度をより向上できると共に、該視線追尾手段の構成をより簡単化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す投影型網膜直接表示装置の構成ブロック図である。
【図２】従来の眼鏡型網膜直接表示装置の概略の構成図である。
【図３】図１中の網膜投影装置の二次元走査部を示す構成図である。
【図４】図１の網膜直接表示装置の使用状態を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例を示す投影型網膜直接表示装置の構成ブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す網膜直接表示装置における二次元走査部の構成図である。
【図７】本発明の第４の実施例を示す網膜直接表示装置における視線追尾装置の構成図である。
【図８】本発明の第５の実施例を示す網膜直接表示装置における視線追尾装置の構成図である。
【符号の説明】
２０ 可視光変換装置
３０ 網膜投影装置
３１ 二次元走査部
３２，３３，３６ 光偏向器
４１ 赤外線レーザ
４２，４２−１，４２−２，４３，４３−１，４３−２ ビームスプリッタ
４４ 光電変換装置
４５ 画像処理装置
４６ 視線追尾制御装置
１０ 眼球
１１ 瞳孔
１２ 水晶体
１３ 網膜
５０ 眼鏡
５１ 右レンズ
５２ 左レンズ
５１ａ，５２ａ 透明部
５１ｂ，５２ｂ 反射部
６０ 眼鏡型フレーム
６１ 発光素子
１００ キャビネット
１１０ ミラー
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を可視光のレーザビームに変換し、そのレーザビームを水平及び垂直に偏向し、両眼の瞳孔を通して網膜上にラスタ走査を行って映像表示を行う網膜直接表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、例えば次のような文献等に記載されるものがあった。
文献；特開平３−２１４８７２号公報図２は、前記文献に記載された従来の眼鏡型網膜直接表示装置の一構成例を示す概略の構成図である。この眼鏡型網膜直接表示装置は、タングステンランプ及びミラーからなる点光源１と、該点光源１で照射される映像板２と、該映像板２とほぼ一体的に配置された短焦点の接眼レンズ３とを備え、それらが眼鏡型のフレームに取付けられている。映像板２は、例えば、カラーフィルタを有する透過型の液晶板で構成され、液晶テレビジョンに採用されているような表示駆動回路から供給される映像信号で駆動されるようになっている。この種の眼鏡型網膜直接表示装置では、点光源１から出射された光が映像板２を通過し、接眼レンズ３によって眼球１０の表面の瞳孔１１に焦点が結ばれる。この瞳孔１１に焦点が結ばれた映像板２の実像は、水晶体１２で反転されて網膜１３上に結像される。映像観賞者が、接眼レンズ３の焦点に瞳孔１１が位置するように眼鏡型網膜直接表示装置を装着すると、個人の視度（近眼、遠視眼）に関係なく、映像信号で駆動される映像板２の像のみを鮮明に感知することが可能になる。しかも、眼球１０に入射される映像光線は、視野角が約６０°にすることも可能になるから、大画面を近くで見るような迫力ある画面としてみることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の眼鏡型網膜直接表示装置では、次のような課題があった。従来の網膜直接表示装置では、映像信号をディスプレイの一種である映像板２によって可視像に変換し、その可視像を網膜１３上に結像することによって該可視像を見る構造になっている。そのため、高画質の映像信号が入力されても、それを映像板２によって可視像に変換する際に、該映像板２の構造に起因して画質が劣化し、高い解像度を得ることが困難であった。しかも、映像板２を必要とするため、装置の小型化及び低コスト化に限界があり、未だ技術的に充分満足のゆく網膜直接表示装置を得ることが困難であった。本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、解像度の劣化、及び装置の小型化や低コスト化に限界があるといった点について解決した高解像度の網膜直接表示装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記課題を解決するために、網膜直接表示装置を少なくとも、映像信号を可視光のレーザビームに変換する可視光変換手段と、二次元走査手段で前記レーザビームを水平及び垂直に偏向し、両眼の瞳孔を通して網膜上にラスタ走査を行う網膜投影手段と、前記瞳孔の移動方向を検出し、その検出結果に基づき前記網膜投影手段のレーザビーム出射方向を該瞳孔の移動に追尾させる視線追尾手段とで、構成している。第２の発明では、第１の発明の可視光変換手段、網膜投影手段、及び視線追尾手段を、人体から所定距離離れた所に設置する構造にしている。第３の発明では、第１の発明の可視光変換手段、網膜投影手段、及び視線追尾手段を、眼鏡型フレームに取付けた構成にしている。
【０００５】
【作用】第１の発明によれば、以上のように網膜直接表示装置を構成したので、映像信号が入力されると、その映像信号が可視光変換手段で可視光のレーザビームに変換され、網膜投影手段へ送られる。網膜投影手段では、入力されたレーザビームを二次元走査手段で水平及び垂直方向に偏向し、両眼の瞳孔を通して網膜上に直接ラスタ走査を行う。この際、視線追尾手段により、瞳孔の移動方向が検出され、網膜投影手段のレーザビーム出射方向が該瞳孔の移動に追従するように制御される。第２の発明によれば、網膜直接表示装置から所定距離離れた映像観賞者に対し、網膜投影手段から出射されるレーザビームによって該観賞者の両眼の網膜上に直接ラスタ走査が行われる。第３の発明によれば、眼鏡型フレームに取付けた網膜投影手段から出射されるレーザビームは、両眼の網膜上に直接ラスタ走査される。従って、前記課題を解決できるのである。
【０００６】
【実施例】
第１の実施例図１は、本発明の第１の実施例を示す投影型網膜直接表示装置の構成ブロック図である。この投影型網膜直接表示装置は、映像観賞者から所定距離離れた所に設置される装置であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の三原色からなる映像信号ＩＮを可視光のレーザビームＳ２０に変換する可視光変換手段である可視光変換装置２０を有し、その出力側に網膜投影手段である網膜投影装置３０が接続されている。網膜投影装置３０は、映像信号ＩＮ中の同期信号に基づきレーザビームＳ２０を水平及び垂直方向に走査する二次元走査手段である二次元走査部３１を有し、該二次元走査部３１で偏向されたレーザビームＳ３０を両目の眼球１０へ投影し、その眼球１０の瞳孔１１及び水晶体１２を通して網膜１３上にラスタ走査を行う機能を有している。網膜投影装置３０には、両眼の瞳孔１１の移動方向を検出し、その検出結果に基づき網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向を該瞳孔１１の移動に追尾させる視線追尾手段が設けられている。視線追尾手段は、赤外線レーザ４１、ビームスプリッタ４２，４３、光電変換装置４４、画像処理装置４５、及び視線追尾制御装置４６で構成されている。赤外線レーザ４１は、赤外線レーザビームＳ４１を出射する光源であり、その出力側にハーフミラー等で構成された２つのビームスプリッタ４２，４３が設けられている。２つのビームスプリッタ４２，４３は、レーザビームＳ３０の光路上に配置され、その一方のビームスプリッタ４２が、赤外線レーザビームＳ４１を入射してそれを眼球１０方向へ反射する機能を有している。他方のビームスプリッタ４３は、眼球１０から反射された赤外線レーザビームＳ４１を入射し、それを光電変換装置４４へ反射する機能を有している。光電変換装置４４は、ビームスプリッタ４３で反射された赤外線レーザビームＳ４１を電気信号に変換する装置であり、その出力側に画像処理装置４５を介して視線追尾制御装置４６が接続されている。画像処理装置４５は、光電変換装置４４の出力信号から視線情報の抽出を行う装置であり、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）等で構成されている。視線追尾制御装置４６は、画像処理装置４５で抽出された視線情報に基づき、瞳孔１１の移動方向に網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向を追尾させる機能を有している。
【０００７】図３は、図１中の網膜投影装置３０における二次元走査部３１の概略の構成図である。この二次元走査部３１は、音響光学式光偏向器で構成されるもので、例えば、水平方向に配置され水平走査を行う音響光学式光偏向器３２と、紙面に対して垂直方向に配置され垂直走査を行う音響光学式光偏向器３３とを備えている。水平走査用の光偏向器３２では、モリブデン酸鉛、ＴｅＯ2 等の音響光学媒質３２ａの一端に、ＺｎＯやＬｉＮｂＯ3 等の圧電材料からなるトランスジューサ３２ｂが張付けられ、該音響光学媒質３２ａの他端に、超音波吸収層３２ｃが設けられている。この光偏向器３２は、音響光学媒質３２ａ中を伝搬する超音波によって生ずる屈折率の粗密（回折格子）で光が回折される音響光学効果を利用し、トランスジューサ３２ｂに印加される信号ＲＦ１の電圧あるいは周波数を変えることにより、入射されたレーザビームＳ２０の回折方向を変化させて水平走査を行うようになっている。他の光偏向器３３は、光偏向器３２と同一の構成であり、信号ＲＦ２の電圧あるいは周波数を変えることによって回折方向を変化させ、垂直走査を行うようになっている。水平走査用の光偏向器３２の出力側には、λ／４（但し、λは波長）波長板３４が設けられ、その波長板３４の出力側に光偏向器３３が設けられている。この光偏向器３３の出力側には、対物レンズ３５が設けられ、該対物レンズ３５から出射されるレーザビームＳ３０によって網膜１３上を水平方向及び垂直方向に走査するようになっている。図４は、図１の網膜直接表示装置の使用状態の例を示す図である。キャビネット１００内には図１の網膜直接表示装置が設けられると共にスピーカ等の音響装置も設けられ、さらに該キャビネット１００の外側に初期設定用のミラー１１０が取付けられている。キャビネット１００内に設けられた網膜直接表示装置は、その網膜投影装置３０から交差法によって２本のレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２が交差状態で出射され、該キャビネット１００前の所定位置に腰掛けた観賞者２００の両方の眼球１０−１，１０−２に入射するようになっている。
【０００８】次に、動作を説明する。図４に示すように、観賞者２００がテレビジョンやビデオ等の映像を観賞する場合、キャビネット１００上に設けられたミラー１１０を見ながら自分の顔が見えるような所定位置に座ることにより、投影距離の初期設定が行われる。テレビジョンやビデオ等の音響信号は、キャビネット１００内に設けられた音響機器によって音声に変換されて出力される。テレビジョンやビデオ等の映像信号ＩＮは、キャビネット１００内に設けられた図１の網膜直接表示装置の可視光変換装置２０により、例えばＲ，Ｇ，Ｂの三原色のレーザビームＳ２０に変換されて網膜投影装置３０へ送られる。網膜投影装置３０の二次元走査部３１において、映像信号ＩＮ中の同期信号（ＲＦ１，ＲＦ２）に基づき、図３の光偏向器３２，３３によってレーザビームＳ２０の水平及び垂直走査が行われ、該網膜投影装置３０から交差する２本のレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２が出射される。２本のレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２は、観賞者２００の両方の眼球１０−１，１０−２の瞳孔１１及び水晶体１２を通って網膜１３上に照射される。この２本のレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２が両眼の網膜１３上に直接、水平方向及び垂直方向に走査されるので、目の残像効果によって観賞者２００は、網膜投影装置３０から出射される映像を楽しむことができる。
【０００９】この際、キャビネット１００内に設けられた網膜直接表示装置の赤外線レーザ４１から出射された赤外線レーザビームＳ４１は、ビームスプリッタ４２で反射されて両方の眼球１０−１，１０−２へ送られてくる。送られてきた赤外線レーザビームＳ４１は、眼球１０−１，１０−２で反射し、キャビネット１００内のビームスプリッタ４３へ送られる。ビームスプリッタ４３へ送られたレーザビームは、該ビームスプリッタ４３で反射され、光電変換装置４４で電気信号に変換されて画像処理装置４５へ送られる。画像処理装置４５では、光電変換装置４４の出力信号に基づき、画像処理によって観賞者２００の視線情報を抽出し、視線追尾制御装置４６へ送る。視線追尾制御装置４６では、画像処理装置４５で抽出された視線情報に基づき、網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向を制御する。そのため、映像観賞中に観賞者２００の眼球１０−１，１０−２の瞳孔１１が移動した場合、その瞳孔１１の移動に追従して網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２も移動する。従って、網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２により、観賞者２００の眼球１０−１，１０−２の瞳孔１１及び水晶体１２を通して網膜１３上にラスタ走査が行われることになる。以上のように、この第１の実施例では、高画質の映像信号ＩＮが可視光変換装置２０によってレーザビームＳ２０に変換され、そのレーザビームＳ２０を用いて網膜投影装置３０によって直接、網膜１３上にラスタ走査が行われるので、従来の映像板を用いたものに比べて画質劣化が少なく、高い解像度を得ることができる。しかも、従来の映像板に代えて両眼の網膜１３上に直接ラスタ走査を行う構成であるため、従来の映像板を省略することによって装置の小型化及び低コスト化が可能となる。また、赤外線レーザ４１から出射される赤外線レーザビームＳ４１を用いて視線追尾を行うようになっているので、視線追尾精度を向上できる。
【００１０】第２の実施例図５は、本発明の第２の実施例を示す投影型網膜直接表示装置の構成ブロック図であり、第１の実施例を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。この網膜直接表示装置では、第１の実施例の赤外線レーザ４１及びビームスプリッタ４２を省略し、網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０を用いて瞳孔１１の視線追尾を行うようになっている点のみが異なっている。即ち、本実施例では、直接網膜１３上にラスタ走査を行うために、網膜投影装置３０からレーザビームＳ３０が出射されると、そのレーザビームＳ３０の眼球１０からの反射レーザビームをビームスプリッタ４３で反射し、光電変換装置４４で電気信号に変換する。変換された電気信号は、画像処理装置４５で視線情報が抽出され、その抽出された視線情報に基づき視線追尾制御装置４６によって網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向が制御され、瞳孔１１の移動に追尾する。この第２の実施例では、第１の実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる上に、赤外線レーザ４１を省略し、網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０の反射レーザビームを用いて視線追尾を行うようになっているので、その視線追尾手段の構成を簡単化できる。
【００１１】第３の実施例図６（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施例を示すもので、図１の二次元走査部３１の他の構成例を示す図であり、同図（ａ）は斜視図、及び（ｂ）は側面図である。図１の二次元走査部３１は、図６に示すように、水平走査用と垂直走査用の２つの電気光学式光偏向器３６を用いて構成してもよい。電気光学式光偏向器３６は、電気光学結晶に電界を印加することで屈折率を変化させて入射光の偏向を行うもである。この光偏向器３６では、例えば、電気光学係数（効果）の大きな材料（ＫＨ2 ＰＯ4 （ＫＤＰ）、ＬｉＮｂＯ3 等）で作られた２つのプリズム３６ａ，３６ｂが接合され、それらの各プリズム３６ａ，３６ｂに変調電圧Ｅが印加されるようになっている。このような光偏向器３６では、変調電圧Ｅによってプリズム３６ａ，３６ｂに電界を印加すると、屈折率が変化するので、該変調電圧Ｅを変えることによって入射されたレーザビームＳ２０の出射方向の偏向が行える。このような光偏向器３６を水平走査用と垂直走査用に２個従続接続すれば、図１の可視光変換装置２０から出射されたレーザビームＳ２０の水平及び垂直方向の偏向が行える。
【００１２】第４の実施例図７は、本発明の第４の実施例を示す網膜直接表示装置における視線追尾手段の他の構成例を示す図であり、第１の実施例を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。この視線追尾手段では、図１の赤外線レーザ４１から出射される赤外線レーザビームＳ４１を右目用と左目用の赤外線レーザビームＳ４１−１，Ｓ４１−２に分岐するハーフミラー等のビームスプリッタ４２−１，４２−２を有している。これらのビームスプリッタ４２−１，４２−２の光路上には、反射用のハーフミラー等のビームスプリッタ４３−１，４３−２がそれぞれ配置され、それらの反射光路側に図１の光電変換装置４４が設けられている。ビームスプリッタ４２−１，４２−２からの赤外線レーザビームＳ４１−１，４１−２を反射するために、眼鏡５０が用いられる。眼鏡５０は、右レンズ５１及び左レンズ５２を有している。これらのレンズ５１，５２の中央部には、図１の網膜投影装置３０から出射されるレーザビームＳ３０（Ｓ３０−１，Ｓ３０−２）を透過するための透明部５１ａ，５２ａが形成され、さらにそれらの透明部５１ａ，５２ａの周辺部に、反射部５１ｂ，５２ｂが形成されている。このような構成の視線追尾手段では、半導体レーザ４１から赤外線レーザビームＳ４１が出射されると、それがビームスプリッタ４２−１，４２−２で右目の赤外線レーザビームＳ４１−１と左目の赤外線レーザビームＳ４１−２とに分岐される。右目の赤外線レーザビームＳ４１−１は、ビームスプリッタ４３−１を通して観賞者２００が装着した眼鏡５０の右レンズ５１へ送られ、さらに左目の赤外線レーザビームＳ４１−２が、ビームスプリッタ４３−２を通して右レンズ５２へ送られる。右目の赤外線レーザビームＳ４１−１は、右レンズ５１の反射部５１ｂで反射され、ビームスプリッタ４３−１で反射されて光電変換装置４４へ送られる。左目の赤外線レーザビームＳ４１−２も、左レンズ５２の反射部５２ｂで反射され、ビームスプリッタ４３−２で反射されて光電変換装置４４へ送られる。光電変換装置４４において、ビームスプリッタ４３−１，４３−２からの反射赤外線レーザビームが電気信号に変換され、その電気信号が図１の画像処理装置４５で視線情報が抽出された後、その視線情報に基づいて視線追尾制御装置４６で網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向が観賞者２００の顔の移動方向に追尾する。そのため、図１の網膜投影装置３０から出射されたレーザビームＳ３０が、右目側と左目側とに分岐され、ビームスプリッタ４２−１，４３−１と４２−２，４３−２とをそれぞれ通過し、眼鏡５０の右レンズ５１及び左レンズ５２の透明部５１ａ，５２ａを透過して両眼の網膜１３上にラスタ走査が行われ、映像の観賞が可能となる。本実施例では、眼鏡５０を用いて赤外線レーザＳ４１から出射された赤外線レーザビームＳ４１を該眼鏡５０の反射部５１ｂ，５２ｂで反射させ、その反射光を光電変換装置４４で電気信号に変換するようにしているので、眼鏡５０からの的確な反射光が得られ、精度のよい視線追尾が行える。
【００１３】第５の実施例図８は、本発明の第５の実施例を示す網膜直接表示装置における視線追尾手段の他の構成例を示す図である。この視線追尾手段では、図１の赤外線レーザ４１及びビームスプリッタ４２，４３に代えて、あるいは図７の赤外線レーザ４１、ビームスプリッタ４２−１，４２−２，４３−１，４３−２及び眼鏡５０に代えて、観賞者２００が装着する眼鏡型フレーム６０に、例えば赤外線を出射する発光素子６１を設けている。本実施例では、観賞者２００が眼鏡型フレーム６０を装着すると、その眼鏡型フレーム６０に設けられた発光素子６１から赤外線Ｓ６１が出射されるので、その赤外線Ｓ６１を例えば図１の光電変換装置４４で電気信号に変換し、その電気信号を用いて観賞者２００の顔の移動に追従した視線追尾が行われる。このような眼鏡型フレーム６０を用いた視線追尾手段では、図１あるいは図７の赤外線レーザ４１及びビームスプリッタ４２，４２−１，４２−２，４３，４３−１，４３−２を省略できるので、回路構成がより簡単になる。
【００１４】なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
（ａ） 図１及び図５の可視光変換装置２０では、カラー表示のためにＲ，Ｇ，Ｂの三原色のレーザビームＳ２０に変換するようにしているが、白黒表示の場合には白黒を表示する１種類のレーザビームＳ２０に変換すればよい。このような白黒表示の場合、網膜投影装置３０の構成が白黒の投影のみを行う構成にすればよいため、装置構成がより簡単になる。
（ｂ） 図１または図５の二次元走査部３１は、例えばレーザプリンタに用いられるポリゴンミラーを用いた機械式光偏向器等を用いて構成してもよい。
（ｃ） 図４では、キャビネット１００から交差した２本のレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２が出射するようになっているが、そのレーザビームＳ３０−１，Ｓ３０−２を平行に観賞者２００に向けて出射する構成にしてもよい。また、キャビネット１００に設けたミラー１１０を用いて観賞者２００の位置の初期設定を行うようにしているが、他の方法を用いて初期設定をするようにしてもよい。
【００１５】（ｄ） 視線追尾手段は、上記実施例以外の構成にしてもよい。例えば、図７の眼鏡５０のレンズ５１，５２を他の反射構造に変えて瞳孔１１の動きを検出し、その瞳孔１１の動きに網膜投影装置３０のレーザビーム出射方向がより的確に追尾できるような構成にしてもよい。また、観賞者２００の顔面をビデオカメラ等によって撮影し、その顔面画像をメモリに蓄積した後、ＣＰＵ等の画像処理手段を用いて瞳孔１１の移動を検出することにより、視線追尾を行う構成にしてもよい。
（ｅ） 図１あるいは図５の赤外線レーザ４１、ビームスプリッタ４２，４３、光電変換装置４４、画像処理装置４５、及び視線追尾制御装置４６を、網膜投影装置３０内に設けてもよい。
（ｆ） 上記実施例では、例えば図４に示すように網膜直接表示装置をキャビネット１００内に収納した投影型構造について説明したが、これらの網膜直接表示装置を例えば図８のような眼鏡型フレーム６０に取付けて眼鏡型構造にしてもよい。このような眼鏡型構造にすれば、網膜投影装置３０から眼球１０の瞳孔１１までの距離が短くなるため、視線追尾手段の視線追尾精度を向上できると共に該手段の構成をより簡単化できる。
（ｇ） 上記実施例では、網膜１３上にレーザビームＳ３０を直接ラスタ走査して平面画像の映像表示を行うようにしているが、それを立体表示の構成に適用することも可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明によれば、映像信号を可視光変換手段で可視光のレーザビームに変換し、そのレーザビームを両眼の瞳孔を通して網膜上に直接ラスタ走査を行うことにより、映像表示を行うようにしたので、視線追尾手段によって精度の良い視線追尾が行え、高画質の映像信号の画質を劣化することなく、高い解像度の映像表示が可能となる。しかも、従来のような映像板を用いる必要がないので、その省略に伴う装置の小型化及び低コスト化が可能となる。第２の発明によれば、網膜直接表示装置を人体から所定距離離れた所に設置する構成にしたので、通常のテレビジョン観賞等よりも大画面でより迫力のある映像観賞が可能となる。第３の発明によれば、網膜直接表示装置を眼鏡型フレームに取付けた構成にしたので、網膜投影手段と両眼までの距離が短くなり、小さな機器で、大画面テレビジョンを見ているかのような映像の観賞が可能となる。しかも、網膜投影手段から両眼までの距離が短くなるので、視線追尾手段の視線追尾精度をより向上できると共に、該視線追尾手段の構成をより簡単化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す投影型網膜直接表示装置の構成ブロック図である。
【図２】従来の眼鏡型網膜直接表示装置の概略の構成図である。
【図３】図１中の網膜投影装置の二次元走査部を示す構成図である。
【図４】図１の網膜直接表示装置の使用状態を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例を示す投影型網膜直接表示装置の構成ブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す網膜直接表示装置における二次元走査部の構成図である。
【図７】本発明の第４の実施例を示す網膜直接表示装置における視線追尾装置の構成図である。
【図８】本発明の第５の実施例を示す網膜直接表示装置における視線追尾装置の構成図である。
【符号の説明】
２０ 可視光変換装置
３０ 網膜投影装置
３１ 二次元走査部
３２，３３，３６ 光偏向器
４１ 赤外線レーザ
４２，４２−１，４２−２，４３，４３−１，４３−２ ビームスプリッタ
４４ 光電変換装置
４５ 画像処理装置
４６ 視線追尾制御装置
１０ 眼球
１１ 瞳孔
１２ 水晶体
１３ 網膜
５０ 眼鏡
５１ 右レンズ
５２ 左レンズ
５１ａ，５２ａ 透明部
５１ｂ，５２ｂ 反射部
６０ 眼鏡型フレーム
６１ 発光素子
１００ キャビネット
１１０ ミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】 映像信号を可視光のレーザビームに変換する可視光変換手段と、二次元走査手段で前記レーザビームを水平及び垂直に偏向し、両眼の瞳孔を通して網膜上にラスタ走査を行う網膜投影手段と、前記瞳孔の移動方向を検出し、その検出結果に基づき前記網膜投影手段のレーザビーム出射方向を該瞳孔の移動に追尾させる視線追尾手段とを、備えたことを特徴とする網膜直接表示装置。
【請求項２】 前記可視光変換手段、網膜投影手段、及び視線追尾手段を、人体から所定距離離れた所に設置する構成にしたことを特徴とする請求項１記載の網膜直接表示装置。
【請求項３】 前記可視光変換手段、網膜投影手段、及び視線追尾手段を、眼鏡型フレームに取付けた構成にしたことを特徴とする請求項１記載の網膜直接表示装置。
【請求項１】 映像信号を可視光のレーザビームに変換する可視光変換手段と、二次元走査手段で前記レーザビームを水平及び垂直に偏向し、両眼の瞳孔を通して網膜上にラスタ走査を行う網膜投影手段と、前記瞳孔の移動方向を検出し、その検出結果に基づき前記網膜投影手段のレーザビーム出射方向を該瞳孔の移動に追尾させる視線追尾手段とを、備えたことを特徴とする網膜直接表示装置。
【請求項２】 前記可視光変換手段、網膜投影手段、及び視線追尾手段を、人体から所定距離離れた所に設置する構成にしたことを特徴とする請求項１記載の網膜直接表示装置。
【請求項３】 前記可視光変換手段、網膜投影手段、及び視線追尾手段を、眼鏡型フレームに取付けた構成にしたことを特徴とする請求項１記載の網膜直接表示装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開平７−１３５６２３
【公開日】平成７年（１９９５）５月２３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−２６８８６４
【出願日】平成５年（１９９３）１０月２７日
【出願人】（０００１０４７２２）キンセキ株式会社 (870)
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【公開日】平成７年（１９９５）５月２３日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）１０月２７日
【出願人】（０００１０４７２２）キンセキ株式会社 (870)
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
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