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JP5978852B2 - 情報端末、携帯情報端末および映像表示システム - Google Patents
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JP5978852B2 - 情報端末、携帯情報端末および映像表示システム - Google Patents

情報端末、携帯情報端末および映像表示システム Download PDF

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Description

本発明は、情報端末、携帯情報端末および映像表示システムに関するものである。
画像表示装置として、観察者の頭部に装着して使用され、観察者が視認する画像を虚像として表示するヘッドマウントディスプレイが知られている(例えば、特許文献1参照)。
例えば、特許文献1に記載の画像表示装置では、光源と、光源からの光を二次元的に走査する2つの光スキャナーと、光源を駆動する光源駆動回路とを有する。このような画像表示装置では、画像を表示するために、外部接続機器から画像情報が入力される。
ところで、外部接続機器として携帯情報端末を用いる場合、従来の携帯情報端末では、このような画像表示装置へ画像情報を入力する機能を有するものも存在するが、光スキャナーで走査される光信号を出力することはできない。そのため、従来では、前述したように画像表示装置に画像表示用の光源を設ける必要があった。
このような画像表示装置では、光スキャナーだけでなく、画像表示用の光源が本体に設けられているため、画像表示装置の大型化や重量の増大を招いてしまうという問題があった。
特開2005−107070号公報
本発明の目的は、画像表示用の光源を有しない画像表示装置に接続して、画像表示装置に画像を表示させることができる情報端末および携帯情報端末を提供すること、また、かかる情報端末を備え、画像表示装置の小型化および軽量化を図ることができる映像表示システムを提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の情報端末は、画像を表示する表示部と、
光を出射する光源と、
前記光源から出射される光を用いて、光スキャナーで走査される光信号を生成する光信号生成部と、
前記光スキャナーを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記光信号を外部へ出力する光信号出力部と、
前記駆動信号を外部へ出力する駆動信号出力部と、
前記表示部が画像を表示し、前記光信号生成部が前記光信号を生成せず、前記駆動信号生成部が前記駆動信号を生成しない第1の状態と、前記光信号生成部が前記光信号を生成し、前記駆動信号生成部が駆動信号を生成し、前記表示部が画像を表示しない第2の状態とを切り換える切換部とを備えることを特徴とする。
このように構成された情報端末によれば、表示部に画像を表示するだけでなく、画像表示用の光源を有さない画像表示装置に画像を表示することができる。
また、光スキャナーで走査される光信号と、光スキャナーを駆動する駆動信号とを出力することができることから、用いる画像表示装置は、光源、光源用の駆動回路、および光スキャナーの駆動回路が不要となる。
本発明の情報端末では、前記表示部は、空間光変調器を備え、
前記切換部は、前記第1の状態において前記光源から出射された光を前記空間光変調器に照射し、前記第2の状態において前記光源からの光を前記空間光変調器に照射しないように、光路を切り替える、ことが好ましい。
これにより、表示部の照明光のための光源を光スキャナーの光信号のための光源とは別途設ける必要がなくなるので、情報端末の小型化および軽量化を図ることができる。
本発明の情報端末では、光ファイバーおよび信号線を有するケーブルに設けられたコネクターを着脱可能な接続部を備え、
前記接続部は、前記コネクターが接続されることにより、前記光信号出力部が前記光ファイバーに光学的に接続されるとともに、前記駆動信号出力部が前記信号線に電気的に接続されることが好ましい。
これにより、必要時にのみ、光スキャナーを有する画像表示装置に対して、光信号出力部を光学的に接続するとともに、駆動信号出力部を電気的に接続することができる。
本発明の情報端末では、前記コネクターが前記接続部に接続されているか否かを検知する接続検知部を備え、
前記切換部は、前記接続検知部の検知結果に基づいて、前記コネクターが前記接続部に接続されていないときに前記第1の状態とし、前記コネクターが前記接続部に接続されたときに前記第2の状態とすることが好ましい。
これにより、接続部に対するコネクターの着脱に連動して、第1の状態と第2の状態とを切り換えることができる。
本発明の情報端末では、前記光信号生成部は、波長が異なる複数の前記光源を有することが好ましい。
これにより、画像表示装置において多色化された画像を表示することができる。
本発明の情報端末では、前記光信号生成部は、複数の前記光源からの光を合成する光合成部を有することが好ましい。
これにより、光信号を画像表示装置へ伝送する光ファイバーの数を少なくすることができる。
本発明の情報端末では、前記駆動信号生成部は、前記光スキャナーの第1の方向での走査に用いる第1の駆動信号を生成する第1の駆動回路と、前記光スキャナーの前記第1の方向に直交する第2の方向での走査に用いる第2の駆動信号を生成する第2の駆動回路とを有することが好ましい。
これにより、画像表示装置の光スキャナー駆動用の内蔵電源を不要としつつ、画像表示装置において光スキャナーを用いて画像を表示することができる。
本発明の情報端末では、前記駆動信号生成部は、前記第1の駆動信号と前記第2の駆動信号とを重畳する信号重畳部を有することが好ましい。
これにより、駆動信号を画像表示装置へ伝送する信号線の数を少なくすることができる。
本発明の携帯情報端末は、画像を表示する表示部と、
光を出射する光源と、
前記光源から出射される光を用いて、光スキャナーで走査される光信号を生成する光信号生成部と、
前記光スキャナーを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記光信号を外部へ出力する光信号出力部と、
前記駆動信号を外部へ出力する駆動信号出力部と、
前記表示部が画像を表示し、前記光信号生成部が前記光信号を生成せず、前記駆動信号生成部が前記駆動信号を生成しない第1の状態と、前記光信号生成部が前記光信号を生成し、前記駆動信号生成部が駆動信号を生成し、前記表示部が画像を表示しない第2の状態とを切り換える切換部とを備えることを特徴とする。
このように構成された携帯情報端末によれば、画像表示用の光源を有さない画像表示装置に画像を表示することができる。
本発明の映像表示システムは、本発明に係る情報端末と、
光スキャナーを有し、前記情報端末に接続される画像表示装置とを備えることを特徴とする。
これにより、画像表示装置の小型化および軽量化を図ることができる映像表示システムを提供することができる。
本発明の映像表示システムでは、前記光スキャナーは、
光反射性を有する光反射部が設けられ、第1の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記第1の軸に交差する第2の軸周りに揺動可能な枠体部と、
一端部が前記可動部に接続され、他端部が前記枠体部に接続され、前記可動部を前記第1の軸周りに揺動可能に支持する第1の軸部と、
一端部が前記枠体部に接続され、前記枠体部を前記第2の軸周りに揺動可能に支持する第2の軸部とを備えることが好ましい。
これにより、光スキャナーの小型化を図ることができる。
本発明の映像表示システムでは、前記光スキャナーは、永久磁石およびコイルを有し、
前記永久磁石および前記コイルは、一方が前記枠体部に配置され、他方が前記枠体部に対向して配置され、
前記駆動信号生成部は、前記可動部を第1の軸周りに揺動させる第1の駆動信号を生成する第1の駆動回路と、前記可動部を前記第1の軸に直交する第2の軸周りに揺動させる第2の駆動信号を生成する第2の駆動回路とを有し、
前記第1の駆動信号および前記第2の駆動信号を重畳して前記コイルに印加することが好ましい。
これにより、光スキャナーの小型化を図ることができる。
本発明の映像表示システムでは、前記画像表示装置は、ヘッドマウントディスプレイであることが好ましい。
これにより、ユーザーの装着時の疲労感が少なく、デザインの自由度が高いヘッドマウントディスプレイを実現することができる。
本発明の第1実施形態に係る映像表示システムの概略構成を示す図である。 図1に示す映像表示システムの情報端末(携帯情報端末)の概略構成を示すブロック図である。 図2に示す駆動信号生成部で生成される駆動信号の一例を示す図である。 図1に示す映像表示システムの画像表示装置の概略構成を示す図である。 図4に示す光スキャナーの平面図である。 図5に示す光スキャナーの断面図(X軸に沿った断面図)である。 本発明の第2実施形態に係る映像表示システムの情報端末(携帯情報端末)の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第3実施形態に係る映像表示システムの情報端末(携帯情報端末)の概略構成を示すブロック図である。 本発明の映像表示システムの応用例を示す図(情報端末側を示す図)である。 本発明の映像表示システムの応用例を示す図(表示装置側を示す図)である。
以下、本発明の情報端末、携帯情報端末および映像表示システムの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る映像表示システムの概略構成を示す図、図2は、図1に示す映像表示システムの情報端末(携帯情報端末)の概略構成を示すブロック図、図3は、図2に示す駆動信号生成部で生成される駆動信号の一例を示す図である。また、図4は、図1に示す映像表示システムの画像表示装置の概略構成を示す図、図5は、図4に示す光スキャナーの平面図、図6は、図5に示す光スキャナーの断面図(X軸に沿った断面図)である。
図1に示すように、映像表示システム1は、表示部3に画像を表示する情報端末2と、スクリーンSに画像を表示する画像表示装置9とを備える。
この映像表示システム1では、情報端末2を単独で使用するときに、表示部3での画像表示を行い、情報端末2を画像表示装置9にケーブル40を介して接続したときに、情報端末2からの光信号および駆動信号を用いて画像表示装置9によるスクリーンSへの画像表示を行う。
以下、映像表示システム1の各部を順次詳細に説明する。
(情報端末)
情報端末2は、例えば、携帯電話、ポータブルナビゲーション装置等の携帯情報端末である。なお、情報端末2は、詳細な説明は省略するが、後述する画像表示機能の他に、通話機能、GPS受信機能、音楽再生機能等の機能を有する。また、これらの機能は、必要に応じて設ければよく、省略することができる。
この情報端末2は、図1に示すように、手で把持することができる寸法で形成された筐体20(ケーシング)を有し、筐体20には、コントロールボタン21と、カードスロット22と、オーディオポート23とが設けられている。
また、情報端末2は、図2に示すように、表示部3と、表示部駆動回路4と、光信号生成部5と、駆動信号生成部6と、接続部7とを有する。
表示部3は、筐体20に設けられている。
この表示部3は、画像情報に応じて画像を表示するものである。表示部3としては、特に限定されないが、例えば、液晶パネル、有機ELパネル、プラズマパネル等の公知のディスプレイ用パネルを用いることができる。
また、本実施形態では、表示部3は、例えば、ディスプレイパネルとして液晶パネルのような空間光変調器を照明する表示体を用いた場合、空間光変調器を照明するための光源と、その光源からの光を照明光として空間光変調器に照射する導光板とを備える。
このような表示部3は、表示部駆動回路4に電気的に接続されている。
表示部駆動回路4は、表示部3を駆動する機能を有する。表示部駆動回路4としては、特に限定されないが、例えば、前述したディスプレイ用パネルを駆動する駆動回路、より具体的には、パッシブマトリクス方式の駆動回路、アクティブマトリクス方式の駆動回路等を用いることができる。
光信号生成部5は、後述する光スキャナー10で走査(光走査)される光信号を生成するものである。この光信号は、映像信号と、光スキャナー10によって走査される光のスクリーンS上の位置と、に応じて変調された、光パルス信号である。
この光信号生成部5は、光源51と、光源駆動回路52と、光合成部53とを有する。
光源51は、各々波長の異なる複数の光源51R、51G、51Bを有する。
光源51R(R光源)は、赤色光を出射するものであり、光源51G(G光源)は、緑色光を出射するものであり、光源51B(B光源)は、青色光を出射するものである。このような3色の光を用いることにより、画像表示装置9においてフルカラー画像を表示することができる。
このような光源51R、51G、51Bは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、レーザーダイオードを用いることができる。
このような光源51R、51G、51Bは、それぞれ、光源駆動回路52に電気的に接続されている。
光源駆動回路52は、複数の駆動回路52R、52G、52Bを有する。
駆動回路52Rは、前述した光源51Rを駆動する機能を有し、駆動回路52Gは、前述した光源51Gを駆動する機能を有し、駆動回路52Bは、前述した光源51Bを駆動する機能を有する。
このような駆動回路52R、52G、52Bにより駆動された光源51R、51G、51Bから出射された3つ(3色)の光は、光合成部53に入射する。
光合成部53は、複数の光源51R、51G、51Bからの光を合成するものである。これにより、光信号生成部5で生成される光信号を画像表示装置9へ伝送する光ファイバーの数を少なくすることができる。そのため、本実施形態では、ケーブル40内の1本の光ファイバー42を介して情報端末2から画像表示装置9へ光信号を伝送することができる。
本実施形態では、光合成部53は、複数のダイクロイックミラー53R、53G、53Bを有する。本実施形態では、光源51Rから出射された光を折り曲げるためにダイクロイックミラー53Rを例示したが、金属反射ミラーを用いても良い。また、光を折り曲げる必要がなければ、光合成部53はダイクロイックミラー53Rを有していなくても良い。なお、光合成部53は、これに限定されず、例えば、光導波路、光ファイバー(波長合波カプラー)等で構成されていてもよい。
駆動信号生成部6は、後述する画像表示装置9の光スキャナー10を駆動する駆動信号を生成するものである。
この駆動信号生成部6は、光スキャナー10の第1の方向(スクリーンSの横方向)での走査(水平走査)に用いる第1の駆動信号を生成する駆動回路61(第1の駆動回路)と、光スキャナー10の第1の方向に直交する第2の方向(スクリーンSの縦方向)での走査(垂直走査)に用いる第2の駆動信号を生成する駆動回路62(第2の駆動回路)とを有する。これにより、画像表示装置9の内蔵電源を不要としつつ、画像表示装置9において光スキャナー10を用いて画像を表示することができる。
例えば、駆動回路61は、図3(a)に示すように、周期T1で周期的に変化する第1の駆動信号V1(水平走査用電圧)を発生させるものであり、駆動回路62は、図3(b)に示すように、周期T1と異なる周期T2で周期的に変化する第2の駆動信号V2(垂直走査用電圧)を発生させるものである。
なお、第1の駆動信号および第2の駆動信号については、後に詳述する。
前述したような光信号生成部5で生成した光信号と、駆動信号生成部6で生成した駆動信号(第1の駆動信号および第2の駆動信号)とは、それぞれ、接続部7に伝送される。
接続部7は、ケーブル40に設けられたコネクター41が着脱可能なものである。
ここで、ケーブル40は、光ファイバー42および信号線43、44を有する(図1参照)。本実施形態では、信号線43は第1の駆動信号V1を伝送し、信号線44は第2の駆動信号V2を伝送する。また、ケーブル40は、図示しないが、後述する画像表示装置9の光スキャナー10の角度情報を情報端末2へ入力するための信号線も有する。
また、接続部7は、光信号出力部71と、駆動信号出力部72と、接続検知部73と、角度情報入力部74とを有する。
光信号出力部71は、光信号生成部5で生成した光信号を情報端末2の外部へ出力するものである。また、駆動信号出力部72は、駆動信号生成部6で生成した駆動信号(第1の駆動信号および第2の駆動信号)を情報端末2の外部へ出力するものである。
このような光信号出力部71および駆動信号出力部72を設けることにより、表示部3に画像を表示するだけでなく、光スキャナー10を有する画像表示装置9を用いて画像を表示することができる。そのため、画像表示装置9が画像表示用の光源を有していなくても、画像表示装置9に画像を表示させることができる。
また、接続検知部73は、コネクター41が接続部7に接続されたか否かを検知するものである。
また、角度情報入力部74は、後述する画像表示装置9にて生成された画像表示装置9の光スキャナー10の角度情報を情報端末2に入力するものである。
このような接続部7は、コネクター41が接続されることにより、光信号出力部71が光ファイバー42に光学的に接続されるとともに、駆動信号出力部72が信号線43、44に電気的に接続される。
これにより、必要時にのみ、光スキャナー10を有する画像表示装置9に対して、光信号出力部71を光学的に接続するとともに、駆動信号出力部72を電気的に接続することができる。
前述したような表示部駆動回路4、光信号生成部5の光源駆動回路52、駆動信号生成部6の駆動回路61、62および接続部7の接続検知部73および角度情報入力部74は、制御部8に電気的に接続されている。すなわち、接続検知部73によって検知された接続状態または非接続状態を示す信号と、角度情報入力部74から情報端末2に入力された光スキャナー10の角度情報とは、制御部8に伝送される。
制御部8は、映像信号(画像信号)に基づいて、表示部駆動回路4、光信号生成部5の光源駆動回路52および駆動信号生成部6の駆動回路61、62の駆動を制御する機能を有する。
また、制御部8は、表示部3が画像を表示し、光信号生成部5が光信号を生成せず、なおかつ、駆動信号生成部6が駆動信号を生成しない状態である第1の状態(以下、単に「第1の状態」ともいう)と、光信号生成部5が光信号を生成するとともに駆動信号生成部6が駆動信号を生成し、なおかつ、表示部3が画像を表示しない状態である第2の状態(以下、単に「第2の状態」ともいう)とを切り換える機能をも有する。すなわち、制御部8は、第1の状態と第2の状態とを切り換える切換手段を構成する。これにより、光スキャナー10を有する画像表示装置9が画像を表示するときに、情報端末2の表示部3が画像を表示しないように構成することができる。そのため、情報端末2の無駄な電力消費を抑制することができる。
また、制御部8は、接続検知部73の検知結果に基づいて第1の状態と第2の状態とを切り換える。これにより、接続部7に対するコネクター41の着脱に連動して、第1の状態と第2の状態とを切り換えることができる。そのため、第1の状態と第2の状態とを切り換える操作を別途行う必要がなく、利便性を高めることができる。
また、接続部7にコネクター41が接続されることにより、制御部8が、画像表示装置9の光スキャナー10の角度情報を得ることができるため、かかる角度情報に基づいて駆動信号生成部6の適切な制御を行うことができる。すなわち、制御部8は、後述する光スキャナー10の光反射部114が所定の周波数および振幅でX軸周りおよびY軸周りに揺動するように、光スキャナー10の駆動を制御することができる。さらに、制御部8は、光スキャナー10の角度情報と同期して光信号生成部5の制御を行うことによって、画像表示装置9に画像を表示させることができる。
以上説明したような情報端末2によれば、表示部3に画像を表示するだけでなく、光スキャナー10を有する画像表示装置9を用いて画像を表示することができる。そのため、画像表示装置9が画像表示用の光源を有していなくても、画像表示装置9に画像を表示させることができる。
また、光スキャナー10で走査される光信号と、光スキャナー10を駆動する駆動信号とを出力することができることから、用いる画像表示装置9は、光源、光源用の駆動回路および光スキャナー10を駆動するための電源が不要となる。
(画像表示装置)
図4に示すように、画像表示装置9(プロジェクター)は、光スキャナー10と、レンズ91と、固定ミラー92とを有する。
この画像表示装置9は、前述した情報端末2からの駆動信号により光スキャナー10を駆動し、情報端末2からの光信号を光スキャナー10で走査することにより、スクリーンSに画像を表示する。
そのため、画像表示装置9は、光源、光源用の駆動回路および光スキャナー10の駆動用の電源が不要となる。
本実施形態では、情報端末2からの光信号を、レンズ91を介して光スキャナー10に入射させているが、画像表示装置9の構成によっては、レンズ91を省略し、光ファイバー42から出射した光信号を直接光スキャナー10に入射させてもよい。
また、光スキャナー10で走査した光信号を固定ミラー92で反射してスクリーンSに照射しているが、画像表示装置9の構成によっては、固定ミラー92を省略し、光スキャナー10で走査した光信号を直接スクリーンSに照射してもよい。
以下、光スキャナー10について詳述する。
[光スキャナー]
図5に示すように、光スキャナー10は、可動部11と、1対の軸部12a、12b(第1の軸部)と、枠体部13と、2対の軸部14a、14b、14c、14d(第2の軸部)と、支持部15と、永久磁石16と、コイル17と、磁心18と、信号重畳部19とを備える。
ここで、可動部11、1対の軸部12a、12bは、軸部12a、12bを軸としてY軸(第1の軸)周りに揺動(往復回動)する第1の振動系を構成する。また、可動部11、1対の軸部12a、12b、枠体部13、2対の軸部14a、14b、14c、14dおよび永久磁石16は、X軸(第2の軸)周りに揺動(往復回動)する第2の振動系を構成する。
また、永久磁石16、コイル17および信号重畳部19は、前述した第1の振動系および第2の振動系を駆動(すなわち、可動部11をX軸およびY軸周りに揺動)させる駆動手段を構成する。
以下、光スキャナー10の各部を順次詳細に説明する。
可動部11は、基部111と、スペーサー112を介して基部111に固定された光反射板113とを有する。
光反射板113の上面(一方の面)には、光反射性を有する光反射部114が設けられている。
この光反射板113は、軸部12a、12bに対して板厚方向に離間するとともに、板厚方向からみたときに(以下、「平面視」ともいう)軸部12a、12bと重なって設けられている。
そのため、軸部12aと軸部12bとの間の距離を短くしつつ、光反射板113の板面の面積を大きくすることができる。また、軸部12aと軸部12bとの間の距離を短くすることできることから、枠体部13の小型化を図ることができる。さらに、枠体部13の小型化を図ることができることから、軸部14a、14bと軸部14c、14dとの間の距離を短くすることできる。
このようなことから、光反射板113の板面の面積を大きくしても、光スキャナー10の小型化を図ることができる。
また、光反射板113は、平面視にて、軸部12a、12bの全体を覆うように形成されている。言い換えると、軸部12a、12bは、それぞれ、平面視にて、光反射板113の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板113の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部114の面積を大きくすることができる。また、不要な光が軸部12a、12bで反射して迷光となるのを防止することができる。
また、光反射板113は、平面視にて、枠体部13の全体を覆うように形成されている。言い換えると、枠体部13は、平面視にて、光反射板113の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板113の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部114の面積を大きくすることができる。また、不要な光が枠体部13で反射して迷光となるのを防止することができる。
さらに、光反射板113は、平面視にて、軸部14a、14b、14c、14dの全体を覆うように形成されている。言い換えると、軸部14a、14b、14c、14dは、それぞれ、平面視にて、光反射板113の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板113の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部114の面積を大きくすることができる。また、不要な光が軸部14a、14b、14c、14dで反射して迷光となるのを防止することができる。
本実施形態では、光反射板113は、平面視にて、円形をなしている。なお、光反射板113の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、四角形等の多角形であってもよい。
このような光反射板113の下面(他方の面)には、硬質層115が設けられている。
硬質層115は、光反射板113本体の構成材料よりも硬質な材料で構成されている。これにより、光反射板113の剛性を高めることができる。そのため、光反射板113の揺動時における撓みを防止または抑制することができる。また、光反射板113の厚さを薄くし、光反射板113のX軸およびY軸周りの揺動時における慣性モーメントを抑えることができる。
このような硬質層115の構成材料としては、光反射板113本体の構成材料よりも硬質な材料であれば、特に限定されず、例えば、ダイヤモンド、カーボンナイトライド膜、水晶、サファイヤ、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウムなどを用いることができるが、特に、ダイヤモンドを用いるのが好ましい。
硬質層115の厚さ(平均)は、特に限定されないが、1〜10μm程度であるのが好ましく、1〜5μm程度であるのがさらに好ましい。
また、硬質層115は、単層で構成されていてもよいし、複数の層の積層体で構成されていてもよい。なお、硬質層115は、必要に応じて設けられるものであり、省略することもできる。
このような硬質層115の形成には、例えば、プラズマCVD、熱CVD、レーザーCVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射、シート状部材の接合等を用いることができる。
また、光反射板113の下面は、スペーサー112を介して基部111に固定されている。これにより、軸部12a、12b、枠体部13および軸部14a、14b、14c、14dとの接触を防止しつつ、光反射板113をY軸周りに揺動させることができる。
また、基部111は、それぞれ、平面視にて、光反射板113の外周に対して内側に位置している。また、基部111の平面視での面積は、基部111がスペーサー112を介して光反射板113を支持することができれば、できるだけ小さいのが好ましい。これにより、光反射板113の板面の面積を大きくしつつ、軸部12aと軸部12bとの間の距離を小さくすることができる。
枠体部13は、枠状をなし、前述した可動部11の基部111を囲んで設けられている。言い換えると、可動部11の基部111は、枠状をなす枠体部13の内側に設けられている。
そして、枠体部13は、軸部14a、14b、14c、14dを介して支持部15に支持されている。また、可動部11の基部111は、軸部12a、12bを介して枠体部13に支持されている。
また、枠体部13は、Y軸に沿った方向での長さがX軸に沿った方向での長さよりも長くなっている。すなわち、Y軸に沿った方向における枠体部13の長さをaとし、X軸に沿った方向における枠体部13の長さをbとしたとき、a>bなる関係を満たす。これにより、軸部12a、12bに必要な長さを確保しつつ、X軸に沿った方向における光スキャナー10の長さを抑えることができる。
また、枠体部13は、平面視にて、可動部11の基部111および1対の軸部12a、12bからなる構造体の外形に沿った形状をなしている。これにより、可動部11、1対の軸部12a、12bで構成された第1の振動系の振動、すなわち、可動部11のY軸周りの揺動を許容しつつ、枠体部13の小型化を図ることができる。
なお、枠体部13の形状は、枠状であれば、図示のものに限定されない。
軸部12a、12bおよび軸部14a、14b、14c、14dは、それぞれ、弾性変形可能である。
そして、軸部12a、12bは、可動部11をY軸(第1の軸)周りに回動(揺動)可能とするように、可動部11と枠体部13を連結している。また、軸部14a、14b、14c、14dは、枠体部13をY軸に直交するX軸(第2の軸)周りに回動(揺動)可能とするように、枠体部13と支持部15を連結している。
軸部12a、12bは、可動部11の基部111を介して互いに対向するように配置されている。また、軸部12a、12bは、それぞれ、Y軸に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、軸部12a、12bは、それぞれ、一端部が基部111に接続され、他端部が枠体部13に接続されている。また、軸部12a、12bは、それぞれ、中心軸がY軸に一致するように配置されている。
このような軸部12a、12bは、それぞれ、可動部11のY軸周りの揺動に伴ってねじれ変形する。
軸部14a、14bおよび軸部14c、14dは、枠体部13を介して互いに対向するように配置されている。また、軸部14a、14b、14c、14dは、それぞれ、X軸に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、軸部14a、14b、14c、14dは、それぞれ、一端部が枠体部13に接続され、他端部が支持部15に接続されている。また、軸部14a、14bは、X軸を介して互いに対向するように配置され、同様に、軸部14c、14dは、X軸を介して互いに対向するように配置されている。
このような軸部14a、14b、14c、14dは、枠体部13のX軸周りの揺動に伴って、軸部14a、14b全体および軸部14c、14d全体がそれぞれねじれ変形する。
このように、可動部11をY軸周りに揺動可能とするとともに、枠体部13をX軸周りに揺動可能とすることにより、可動部11を互いに直交するX軸およびY軸の2軸周りに揺動(回動)させることができる。
また、このような軸部12a、12bのうちの少なくとも一方の軸部、および、軸部14a、14b、14c、14cのうちの少なくとも1つの軸部には、それぞれ、例えば歪みセンサーのような角度検出センサーが設けられている。この角度検出センサーは、光スキャナー10の角度情報、より具体的には、光反射部114のX軸周りおよびY軸周りのそれぞれの揺動角を検出することができる。この検出結果は、前述したように、ケーブル40の信号線(図示せず)を介して、接続部7の角度情報入力部74に伝送される。
なお、軸部12a、12bおよび軸部14a、14b、14c、14dの形状は、それぞれ、前述したものに限定されず、例えば、途中の少なくとも1箇所に屈曲または湾曲した部分や分岐した部分を有していてもよい。
前述したような基部111、軸部12a、12b、枠体部13、軸部14a、14b、14c、14dおよび支持部15は、一体的に形成されている。
本実施形態では、基部111、軸部12a、12b、枠体部13、軸部14a、14b、14c、14dおよび支持部15は、第1のSi層(デバイス層)と、SiO層(ボックス層)と、第2のSi層(ハンドル層)とがこの順に積層したSOI基板をエッチングすることにより形成されている。これにより、第1の振動系および第2の振動系の振動特性を優れたものとすることができる。また、SOI基板は、エッチングにより微細な加工が可能であるため、SOI基板を用いて基部111、軸部12a、12b、枠体部13、軸部14a、14b、14c、14dおよび支持部15を形成することにより、これらの寸法精度を優れたものとすることができ、また、光スキャナー10の小型化を図ることができる。
そして、基部111、軸部12a、12bおよび軸部14a、14b、14c、14dは、それぞれ、SOI基板の第1のSi層で構成されている。これにより、軸部12a、12bおよび軸部14a、14b、14c、14dの弾性を優れたものとすることができる。また、基部111がY軸周りに回動する際に枠体部13に接触するのを防止することができる。
また、枠体部13および支持部15は、それぞれ、SOI基板の第1のSi層、SiO層および第2のSi層からなる積層体で構成されている。これにより、枠体部13および支持部15の剛性を優れたものとすることができる。また、枠体部13のSiO層および第2のSi層は、枠体部13の剛性を高めるリブとしての機能だけでなく、可動部11が永久磁石16に接触するのを防止する機能も有する。
また、支持部15の上面には、反射防止処理が施されているのが好ましい。これにより、支持部15に照射された不要光が迷光となるのを防止することができる。
かかる反射防止処理としては、特に限定されないが、例えば、反射防止膜(誘電体多層膜)の形成、粗面化処理、黒色処理等が挙げられる。
なお、前述した基部111、軸部12a、12bおよび軸部14a、14b、14c、14dの構成材料および形成方法は、一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。
また、本実施形態では、スペーサー112および光反射板113も、SOI基板をエッチングすることにより形成されている。そして、スペーサー112は、SOI基板のSiO層および第2のSi層からなる積層体で構成されている。また、光反射板113は、SOI基板の第1のSi層で構成されている。
このように、SOI基板を用いてスペーサー112および光反射板113を形成することにより、互いに接合されたスペーサー112および光反射板113を簡単かつ高精度に製造することができる。
このようなスペーサー112は、例えば、接着剤、ろう材等の接合材(図示せず)により基部111に接合されている。
前述した枠体部13の下面(光反射板113とは反対側の面)には、永久磁石16が接合されている。
永久磁石16と枠体部13との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、接着剤を用いた接合方法を用いることができる。
永久磁石16は、平面視にて、X軸およびY軸に対して傾斜する方向に磁化されている。
本実施形態では、永久磁石16は、X軸およびY軸に対して傾斜する方向に延在する長手形状(棒状)をなす。そして、永久磁石16は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石16は、一端部をS極とし、他端部をN極とするように磁化されている。
また、永久磁石16は、平面視にて、X軸とY軸との交点を中心として対称となるように設けられている。
なお、本実施形態では、枠体部13に1つの永久磁石の数を設置した場合を例に説明するが、これに限定されず、例えば、枠体部13に2つの永久磁石を設置してもよい。この場合、例えば、長尺状をなす2つの永久磁石を、平面視にて基部111を介して互いに対向するとともに、互いに平行となるように、枠体部13に設置すればよい。
X軸に対する永久磁石16の磁化の方向(延在方向)の傾斜角θは、特に限定されないが、30°以上60°以下であるのが好ましく、45°以上60°以下であることがより好ましく、45°であるのがさらに好ましい。このように永久磁石16を設けることで、円滑かつ確実に可動部11をX軸の周りに回動させることができる。
これに対し、傾斜角θが前記下限値未満であると、コイル17に印加される電圧の強さなどの諸条件によっては、可動部11を十分にX軸周りに回動させることができない場合がある。一方、傾斜角θが前記上限値を超えると、諸条件によっては、可動部11を十分にY軸周りに回動させることができない場合がある。
このような永久磁石16としては、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石等を好適に用いることができる。このような永久磁石16は、磁性体を着磁したものであり、例えば、着磁前の硬磁性体を枠体部13に設置した後に着磁することにより形成される。既に着磁がなされた永久磁石16を枠体部13に設置しようとすると、外部や他の部品の磁界の影響により、永久磁石16を所望の位置に設置できない場合があるからである。
永久磁石16の直下には、コイル17が設けられている。すなわち、枠体部13の下面に対向するように、コイル17が設けられている。これにより、コイル17から発生する磁界を効率的に永久磁石16に作用させることができる。これにより、光スキャナー10の省電力化および小型化を図ることができる。
本実施形態では、コイル17は、磁心18に巻回されて設けられている。これにより、コイル17で発生した磁界を効率的に永久磁石16に作用させることができる。なお、磁心18は、省略してもよい。
このようなコイル17は、信号重畳部19に電気的に接続されている。
そして、信号重畳部19によりコイル17に電圧が印加されることで、コイル17からX軸およびY軸に直交する磁束を有する磁界が発生する。
信号重畳部19は光スキャナー10または画像表示装置9に設けられ、信号線43を介して伝送された第1の駆動信号V1と信号線44を介して伝送された第2の駆動信号V2とを重畳する加算器(図示せず)を有し、その重畳した電圧をコイル17に印加する。
ここで、第1の駆動信号V1および第2の駆動信号V2について詳述する。
前述したように、駆動回路61は、図3(a)に示すように、周期T1で周期的に変化する第1の駆動信号V1(水平走査用電圧)を発生させるものである。すなわち、駆動回路61は、第1周波数(1/T1)の第1の駆動信号V1を発生させるものである。
第1の駆動信号V1は、正弦波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー10は効果的に光を主走査することができる。なお、第1の駆動信号V1の波形は、これに限定されない。
また、第1周波数(1/T1)は、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、10〜40kHzであるのが好ましい。
本実施形態では、第1周波数は、可動部11、1対の軸部12a、12bで構成される第1の振動系(ねじり振動系)のねじり共振周波数(f1)と等しくなるように設定されている。つまり、第1の振動系は、そのねじり共振周波数f1が水平走査に適した周波数になるように設計(製造)されている。これにより、可動部11のY軸周りの回動角を大きくすることができる。
一方、前述したように、駆動回路62は、図3(b)に示すように、周期T1と異なる周期T2で周期的に変化する第2の駆動信号V2(垂直走査用電圧)を発生させるものである。すなわち、駆動回路62は、第2周波数(1/T2)の第2の駆動信号V2を発生させるものである。
第2の駆動信号V2は、鋸波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー10は効果的に光を垂直走査(副走査)することができる。なお、第2の駆動信号V2の波形は、これに限定されない。
第2周波数(1/T2)は、第1周波数(1/T1)と異なり、かつ、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、30〜80Hz(60Hz程度)であるのが好ましい。このように、第2の駆動信号V2の周波数を60Hz程度とし、前述したように第1の駆動信号V1の周波数を10〜40kHzとすることで、ディスプレイでの描画に適した周波数で、可動部11を互いに直交する2軸(X軸およびY軸)のそれぞれの軸周りに回動させることができる。ただし、可動部11をX軸およびY軸のそれぞれの軸周りに回動させることができれば、第1の駆動信号V1の周波数と第2の駆動信号V2の周波数との組み合わせは、特に限定されない。
本実施形態では、第2の駆動信号V2の周波数は、可動部11、1対の軸部12a、12b、枠体部13、2対の軸部14a、14b、14c、14dおよび永久磁石16で構成された第2の振動系(ねじり振動系)のねじり共振周波数(共振周波数)と異なる周波数となるように調整されている。
このような第2の駆動信号V2の周波数(第2周波数)は、第1の駆動信号V1の周波数(第1周波数)よりも小さいことが好ましい。すなわち、周期T2は、周期T1よりも長いことが好ましい。これにより、より確実かつより円滑に、可動部11をY軸周りに第1周波数で回動させつつ、X軸周りに第2周波数で回動させることができる。
また、第1の振動系のねじり共振周波数をf1[Hz]とし、第2の振動系のねじり共振周波数をf2[Hz]としたとき、f1とf2とが、f2<f1の関係を満たすことが好ましく、f1≧10f2の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動部11を、Y軸周りに第1の駆動信号V1の周波数で回動させつつ、X軸周りに第2の駆動信号V2の周波数で回動させることができる。これに対し、f1≦f2とした場合は、第2周波数による第1の振動系の振動が起こる可能性がある。
次に、光スキャナー10の駆動方法について説明する。なお、本実施形態では、前述したように、第1の駆動信号V1の周波数は、第1の振動系のねじり共振周波数と等しく設定されており、第2の駆動信号V2の周波数は、第2の振動系のねじり共振周波数と異なる値に、かつ、第1の駆動信号V1の周波数よりも小さくなるように設定されている(例えば、第1の駆動信号V1の周波数が15kHz、第2の駆動信号V2の周波数が60Hzに設定されている)。
例えば、図3(a)に示すような第1の駆動信号V1と、図3(b)に示すような第2の駆動信号V2とを信号重畳部19にて重畳し、重畳した電圧をコイル17に印加する。
すると、第1の駆動信号V1によって、永久磁石16の一端部(N極)をコイル17に引き付けようとするとともに、永久磁石16の他端部(S極)をコイル17から離間させようとする磁界(この磁界を「磁界A1」という)と、永久磁石16の一端部(N極)をコイル17から離間させようとするとともに、永久磁石16の他端部(S極)をコイル17に引き付けようとする磁界(この磁界を「磁界A2」という)とが交互に切り換わる。
ここで、上述したように、永久磁石16は、それぞれの端部(磁極)が、Y軸で分割される2つの領域に位置するように配置される。すなわち、図5の平面視において、Y軸を挟んで一方側に永久磁石16のN極が位置し、他方側に永久磁石16のS極が位置している。そのため、磁界A1と磁界A2とが交互に切り換わることで、枠体部13にY軸周りのねじり振動成分を有する振動が励振され、その振動に伴って、軸部12a、12bを捩れ変形させつつ、可動部11が第1の駆動信号V1の周波数でY軸まわりに回動する。
また、第1の駆動信号V1の周波数は、第1の振動系のねじり共振周波数と等しい。そのため、第1の駆動信号V1によって、効率的に、可動部11をY軸周りに回動させることができる。すなわち、前述した枠体部13のY軸周りのねじり振動成分を有する振動が小さくても、その振動に伴う可動部11のY軸周りの回動角を大きくすることができる。
一方、第2の駆動信号V2によって、永久磁石16の一端部(N極)をコイル17に引き付けようとするとともに、永久磁石16の他端部(S極)をコイル17から離間させようとする磁界(この磁界を「磁界B1」という)と、永久磁石16の一端部(N極)をコイル17から離間させようとするとともに、永久磁石16の他端部(S極)をコイル17に引き付けようとする磁界(この磁界を「磁界B2」という)とが交互に切り換わる。
ここで、上述したように、永久磁石16は、それぞれの端部(磁極)が、X軸で分割される2つの領域に位置するように配置される。すなわち図5の平面視において、X軸を挟んで一方側に永久磁石16のN極が位置し、他方側に永久磁石16のS極が位置している。そのため、磁界B1と磁界B2とが交互に切り換わることで、軸部14a、14bおよび軸部14c、14dをそれぞれ捩れ変形させつつ、枠体部13が可動部11とともに、第2の駆動信号V2の周波数でX軸周りに回動する。
また、第2の駆動信号V2の周波数は、第1の駆動信号V1の周波数に比べて極めて低く設定されている。また、第2の振動系のねじり共振周波数は、第1の振動系のねじり共振周波数よりも低く設計されている。そのため、可動部11が第2の駆動信号V2の周波数でY軸周りに回動してしまうことを防止することができる。
以上説明したような映像表示システム1によれば、光スキャナー10に用いる光信号および駆動信号を出力可能な情報端末2を備えているので、画像表示装置9の小型化および軽量化を図るとともに画像表示装置9の内蔵電源を不要とすることができる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図7は、本発明の第2実施形態に係る映像表示システムの情報端末(携帯情報端末)の概略構成を示すブロック図である。
以下、第2実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図7において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
本実施形態の映像表示システムは、信号重畳部を駆動信号生成部に設けた以外は、前述した第1実施形態の映像表示システムと同様である。
図7に示すように、第2実施形態の映像表示システムの情報端末2Aは、駆動信号生成部6Aと、接続部7Aとを有する。
駆動信号生成部6Aは、駆動回路61、62と、信号重畳部63とを有する。
信号重畳部63は、第1の駆動信号と第2の駆動信号とを重畳するものである。
この信号重畳部63は、前述した第1実施形態の信号重畳部19と同様に構成することができる。
このような駆動信号生成部6Aは、第1の駆動信号と第2の駆動信号とを重畳した駆動信号を接続部7Aに伝送する。
接続部7Aは、かかる駆動信号を情報端末2Aの外部に出力する駆動信号出力部72Aを有する。
このように構成された情報端末2Aによれば、駆動信号を画像表示装置9へ伝送する信号線を第1の駆動信号と第2の駆動信号に対してそれぞれ設ける必要がなくなるため、信号線の数を少なくすることができる。
なお、本実施形態では、図示しないが、画像表示装置9の光スキャナー10の信号重畳部は省略される。
以上説明したような第2実施形態に係る映像表示システムによっても、画像表示装置9の小型化および軽量化を図るとともに画像表示装置9の光スキャナー10を駆動するための内蔵電源を不要とすることができる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図8は、本発明の第3実施形態に係る映像表示システムの情報端末(携帯情報端末)の概略構成を示すブロック図である。
以下、第3実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態の映像表示システムは、光信号生成部の光源からの光を表示部の照明光に用いる以外は、前述した第1実施形態の映像表示システムと同様である。
図8に示すように、第3実施形態の映像表示システムの情報端末2Bは、光路切換部54を有する。
ここで、本実施形態では、表示部3が空間光変調器を備え、空間光変調器に光を照射することによって画像を表示するものである。具体的には、表示部3は、例えば、空間光変調器として液晶パネルを導光板によって照明するものである。
そして、表示部3は、第1の状態において光信号生成部5の光源51からの光を空間光変調器の照明光として用いて画像を表示する。なお、光源51は、光信号生成部5の構成であるということもできるし、表示部3の構成であるということもできる。
これにより、表示部3の照明光のための光源を光スキャナーの光信号のための光源51とは別途設ける必要がなくなるので、情報端末2Bの小型化および軽量化を図ることができる。
具体的に説明すると、光路切換部54は、光源51からの光の経路(光路)を表示部3の導光板(図示せず)に導く状態と光信号出力部71に導く状態とを切換可能に構成されている。
本実施形態では、光路切換部54は、光信号生成部5と接続部7の光信号出力部71との間の光路の途中に設けられている。また、光路切換部54は、表示部3の導光板に対して例えば光ファイバー、光導波路等を介して光学的に接続されている。
なお、光路切換部54の設置位置は、光源51からの光を照明光および光信号として切り換えて用いることができれば、上述した位置に限定されず、例えば、光源51と光合成部53との間であってもよい。この場合、光源51R、51G、51Bからの光を表示部3へ導くとき、これらの光が合成されるように構成すればよい。
この光路切換部54は、例えば、光の向きを変更可能な光スイッチで構成されている。
このような光路切換部54は、制御部8に電気的に接続されている。
そして、光路切換部54は、制御部8により光路の切り換えが行われる。
具体的には、本実施形態の制御部8は、第1の状態において光源51から出射される光を表示部3に導き(光源51から出射される光を光信号出力部71に導かず)、第2状態において光源51から出射される光を光信号出力部71に導く(光源51から出射される光を表示部3に導かない)ように、光路切換部54を切り換える。
ここで、制御部8は、第1の状態において光信号生成部5が照明光を生成するように光信号生成部5を駆動する。具体的には、光合成部53で合成された光が白色光となるように、光源51R、51G、51Bがそれぞれ連続的に光を出射する。これにより、光源51からの光(光合成部53で合成された白色光)を表示部3の照明光として用いることができる。すなわち、第1の状態においては、光信号生成部5は光スキャナー10で走査される光信号を生成していないということができる。
なお、制御部8は、第2の状態では、前述した実施形態と同様、光信号生成部5が光信号(画像情報に基づき変調した光)を生成するように光信号生成部5を駆動する。
以上説明したような第3実施形態に係る映像表示システムによっても、画像表示装置9の小型化および軽量化を図るとともに画像表示装置9の光スキャナー10を駆動するための内蔵電源を不要とすることができる。
なお、光路切換部54は、プリズムやミラーなどの光学素子を機械的に移動または回転させることによって光路の切り換えを行ってもよい。例えば、接続部7にコネクター41を接続した際に、コネクター41に当接して押し出された部材(図示せず)が直接的または間接的に光路切換部54に力を作用させて、光路切換部54を移動または回転させることによって、光路を切り換えることができる。このような構成であれば、電気的な構成を必要とせず、コネクター41の着脱に対応して光路の切り換えを行うことができる。
以下に、映像表示システムの応用例について説明する。
<映像表示システムの応用例>
図9は、本発明の映像表示システムの応用例を示す図(情報端末側を示す図)、図10は、本発明の映像表示システムの応用例を示す図(表示装置側を示す図)である。
図9に示すように、情報端末2は、自動車に備え付けのカーナビゲーション装置に適用することができる。
ここで、情報端末2は、例えば、目的地までの案内表示等の所定の画像を表示部3に表示することができる。
また、情報端末2は、表示部3側に接続部7が設けられている。これにより、ユーザーは、必要に応じて、接続部7にコネクター41を接続し、画像表示装置9により上記所定の画像を視認することができる。
このような画像表示装置9としては、ヘッドマウントディスプレイを用いることができる。
すなわち、図10に示すように、画像表示装置9は、ヘッドマウントディスプレイ300に適用することができる。
このヘッドマウントディスプレイ300は、いわゆる眼鏡型のヘッドマウントディスプレイであって、フレーム部310と、フレーム部310に搭載された画像表示装置9とを有している。そして、画像表示装置9により、フレーム部310の目の位置に対応する部位(眼鏡レンズに相当する部位)に設けられた表示部320に、一方の目で視認される所定の画像を表示する。
表示部320は、透明であってもよく、また、不透明であってもよい。表示部320が透明な場合は、現実世界からの情報に画像表示装置9からの情報を重ねて使用することができる。
なお、ヘッドマウントディスプレイ300に、2つ画像表示装置9を設け、両方の目で視認される画像を、2つの表示部に表示するようにしてもよい。
このようなヘッドマウントディスプレイ300によれば、ユーザーの装着時の疲労感が少なく、デザインの自由度が高いヘッドマウントディスプレイを実現することができる。
また、このようなヘッドマウントディスプレイ300を上述したカーナビゲーション装置と組み合わせて映像表示システムを構築することにより、従来のヘッドアップディスプレイ付のカーナビゲーション装置に比し、設置スペースや費用を抑えることもできる。
なお、情報端末2は、自動車に限らず、例えば、航空機、船舶等の他の移動体に設置することもできる。
以上、本発明の情報端末、携帯情報端末および映像表示システムについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の情報端末、携帯情報端末および映像表示システムでは、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができ、また、他の任意の構成を付加することもできる。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、画像表示装置が2次元的に光を走査する光スキャナーを備える場合を例に説明したが、これに限定されず、画像表示装置は、1方向に光を走査する2つの光スキャナーを備え、光を2次元的に走査してもよい。この場合、一方の光スキャナーに第1の駆動信号を入力し、他方の光スキャナーに第2の駆動信号を入力すればよい。
また、前述した実施形態では、駆動信号生成部で生成される駆動信号が画像表示装置の光スキャナーを直接的に駆動する駆動電力となる場合を例に説明したが、駆動信号生成部で生成される駆動信号は、光スキャナーの駆動を制御する制御信号であってもよい。この場合、光スキャナーを駆動する駆動電力を発生する電源を画像表示装置に設け、駆動信号生成部からの駆動信号に基づいて、かかる電源の駆動を制御すればよい。
1‥‥映像表示システム 2‥‥情報端末 2A‥‥情報端末 2B‥‥情報端末 3‥‥表示部 4‥‥表示部駆動回路 5‥‥光信号生成部 6‥‥駆動信号生成部 6A‥‥駆動信号生成部 7‥‥接続部 7A‥‥接続部 8‥‥制御部 9‥‥画像表示装置 10‥‥光スキャナー 11‥‥可動部 12a‥‥軸部 12b‥‥軸部 13‥‥枠体部 14a‥‥軸部 14b‥‥軸部 14c‥‥軸部 14d‥‥軸部 15‥‥支持部 16‥‥永久磁石 17‥‥コイル 18‥‥磁心 19‥‥信号重畳部 20‥‥筐体 21‥‥コントロールボタン 22‥‥カードスロット 23‥‥オーディオポート 40‥‥ケーブル 41‥‥コネクター 42‥‥光ファイバー 43、44‥‥信号線 51‥‥光源 51B‥‥光源 51G‥‥光源 51R‥‥光源 52‥‥光源駆動回路 52B‥‥駆動回路 52G‥‥駆動回路 52R‥‥駆動回路 53‥‥光合成部 53R、53G、53B‥‥ダイクロイックミラー 54‥‥光路切換部 61‥‥駆動回路(第1の駆動回路) 62‥‥駆動回路(第2の駆動回路) 63‥‥信号重畳部 71‥‥光信号出力部 72‥‥駆動信号出力部 72A‥‥駆動信号出力部 73‥‥接続検知部 74‥‥角度情報入力部 91‥‥レンズ 92‥‥固定ミラー 111‥‥基部 112‥‥スペーサー 113‥‥光反射板 114‥‥光反射部 115‥‥硬質層 300‥‥ヘッドマウントディスプレイ 310‥‥フレーム部 320‥‥表示部 S‥‥スクリーン T1‥‥周期 T2‥‥周期 V1‥‥第1の駆動信号(駆動信号) V2‥‥第2の駆動信号(駆動信号) θ‥‥傾斜角

Claims (13)

  1. 画像を表示する表示部と、
    光を出射する光源と、
    前記光源から出射される光を用いて、光スキャナーで走査される光信号を生成する光信号生成部と、
    前記光スキャナーを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
    前記光信号を外部へ出力する光信号出力部と、
    前記駆動信号を外部へ出力する駆動信号出力部と、
    前記表示部が画像を表示し、前記光信号生成部が前記光信号を生成せず、前記駆動信号生成部が前記駆動信号を生成しない第1の状態と、前記光信号生成部が前記光信号を生成し、前記駆動信号生成部が駆動信号を生成し、前記表示部が画像を表示しない第2の状態とを切り換える切換部とを備えることを特徴とする情報端末。
  2. 前記表示部は、空間光変調器を備え、
    前記切換部は、前記第1の状態において前記光源から出射された光を前記空間光変調器に照射し、前記第2の状態において前記光源からの光を前記空間光変調器に照射しないように、光路を切り替える、請求項1に記載の情報端末。
  3. 光ファイバーおよび信号線を有するケーブルに設けられたコネクターを着脱可能な接続部を備え、
    前記接続部は、前記コネクターが接続されることにより、前記光信号出力部が前記光ファイバーに光学的に接続されるとともに、前記駆動信号出力部が前記信号線に電気的に接続される請求項1または2に記載の情報端末。
  4. 前記コネクターが前記接続部に接続されているか否かを検知する接続検知部を備え、
    前記切換部は、前記接続検知部の検知結果に基づいて、前記コネクターが前記接続部に接続されていないときに前記第1の状態とし、前記コネクターが前記接続部に接続されたときに前記第2の状態とする請求項3に記載の情報端末。
  5. 前記光信号生成部は、波長が異なる複数の前記光源を有する請求項1ないし4のいずれかに記載の情報端末。
  6. 前記光信号生成部は、複数の前記光源からの光を合成する光合成部を有する請求項5に記載の情報端末。
  7. 前記駆動信号生成部は、前記光スキャナーの第1の方向での走査に用いる第1の駆動信号を生成する第1の駆動回路と、前記光スキャナーの前記第1の方向に直交する第2の方向での走査に用いる第2の駆動信号を生成する第2の駆動回路とを有する請求項1ないし6のいずれかに記載の情報端末。
  8. 前記駆動信号生成部は、前記第1の駆動信号と前記第2の駆動信号とを重畳する信号重畳部を有する請求項7に記載の情報端末。
  9. 画像を表示する表示部と、
    光を出射する光源と、
    前記光源から出射される光を用いて、光スキャナーで走査される光信号を生成する光信号生成部と、
    前記光スキャナーを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
    前記光信号を外部へ出力する光信号出力部と、
    前記駆動信号を外部へ出力する駆動信号出力部と、
    前記表示部が画像を表示し、前記光信号生成部が前記光信号を生成せず、前記駆動信号生成部が前記駆動信号を生成しない第1の状態と、前記光信号生成部が前記光信号を生成し、前記駆動信号生成部が駆動信号を生成し、前記表示部が画像を表示しない第2の状態とを切り換える切換部とを備えることを特徴とする携帯情報端末。
  10. 請求項1ないし8のいずれかに記載の情報端末と、
    光スキャナーを有し、前記情報端末に接続される画像表示装置とを備えることを特徴とする映像表示システム。
  11. 前記光スキャナーは、
    光反射性を有する光反射部が設けられ、第1の軸周りに揺動可能な可動部と、
    前記第1の軸に交差する第2の軸周りに揺動可能な枠体部と、
    一端部が前記可動部に接続され、他端部が前記枠体部に接続され、前記可動部を前記第1の軸周りに揺動可能に支持する第1の軸部と、
    一端部が前記枠体部に接続され、前記枠体部を前記第2の軸周りに揺動可能に支持する第2の軸部とを備える請求項10に記載の映像表示システム。
  12. 前記光スキャナーは、永久磁石およびコイルを有し、
    前記永久磁石および前記コイルは、一方が前記枠体部に配置され、他方が前記枠体部に対向して配置され、
    前記駆動信号生成部は、前記可動部を第1の軸周りに揺動させる第1の駆動信号を生成する第1の駆動回路と、前記可動部を前記第1の軸に直交する第2の軸周りに揺動させる第2の駆動信号を生成する第2の駆動回路とを有し、
    前記第1の駆動信号および前記第2の駆動信号を重畳して前記コイルに印加する請求項11に記載の映像表示システム。
  13. 前記画像表示装置は、ヘッドマウントディスプレイである請求項10ないし12のいずれかに記載の映像表示システム。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016047030A1 (ja) * 2014-09-26 2016-03-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 表示装置及び表示方法
JP6829375B2 (ja) * 2016-09-28 2021-02-10 ミツミ電機株式会社 光走査型ヘッドマウントディスプレイ及び網膜走査型ヘッドマウントディスプレイ
JP7310341B2 (ja) * 2019-06-13 2023-07-19 住友電気工業株式会社 光モジュール

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2520686Y2 (ja) * 1988-09-30 1996-12-18 株式会社ワコム レーザ描画システム
KR960012790A (ko) * 1994-09-26 1996-04-20 휴대용 통신 송수신 장치
JP4062150B2 (ja) * 2003-03-31 2008-03-19 ブラザー工業株式会社 画像表示装置、バックエンド部、及びフロントエンド部
JP4023426B2 (ja) 2003-09-30 2007-12-19 ブラザー工業株式会社 網膜走査型ディスプレイ装置
JP4403769B2 (ja) * 2003-10-07 2010-01-27 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置
US20080036977A1 (en) * 2004-02-27 2008-02-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd, Two-Dimensional Image Forming Apparatus
JP4337652B2 (ja) * 2004-06-25 2009-09-30 ブラザー工業株式会社 携帯型情報端末機
US7830357B2 (en) 2004-07-28 2010-11-09 Panasonic Corporation Image display device and image display system
JP2009015041A (ja) * 2007-07-05 2009-01-22 Fuji Xerox Co Ltd 受信モジュール及びこれを用いた信号伝送装置
US20130070209A1 (en) * 2008-11-03 2013-03-21 National Semiconductor Corporation Method and system for dynamic feed-forward power control in a projector system
US8700097B2 (en) * 2009-02-05 2014-04-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for controlling dual-processing of screen data in mobile terminal having projector function
JP2011164483A (ja) * 2010-02-12 2011-08-25 Brother Industries Ltd 光源装置、この光源装置を備える光走査型画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置
JP2011170658A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Seiko Epson Corp 画像形成装置
JP2011175110A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Seiko Epson Corp 画像形成装置および背面投影型表示装置
JP2012003051A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Brother Ind Ltd 走査型画像表示装置

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