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公開番号2023076137
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-01
出願番号2021189364
出願日2021-11-22
発明の名称画像投影装置
出願人株式会社QDレーザ
代理人個人,個人
主分類G02B 27/02 20060101AFI20230525BHJP(光学)
要約【課題】ユーザの瞳孔が動いた場合でも画像光線を瞳孔に入射させる。
【解決手段】光源12と、光源から出射される画像光線を走査する走査部16と、ユーザの眼の前方に配置され、走査部により走査されて異なる方向に出射される複数の画像光線をユーザの眼内の収束点46に収束させた後に網膜に投射する投射ミラー20と、複数の画像光線を投射ミラーの手前の収束点44に収束させる反射ミラー18と、投射ミラーと反射ミラーの間に設けられ、複数の画像光線各々を集束光に変換して投射ミラーの手前の集光点で集光させた後に拡散光として投射ミラーに入射させるレンズ22と、反射ミラーを動かす駆動部24と、ユーザの瞳孔が動いた方向を検出する検出部52と、検出部で検出される瞳孔が動いた方向に応じて複数の画像光線がレンズに入射する位置が変わるように、駆動部を制御して反射ミラーを動かす駆動制御部54と、を備える画像投影装置。
【選択図】図7

特許請求の範囲【請求項１】
光源と、
前記光源から出射される画像光線を走査する走査部と、
ユーザの眼の前方に配置され、前記走査部により走査されることで前記走査部から異なる方向に出射される複数の前記画像光線を前記ユーザの眼内の第１収束点に収束させた後に網膜に投射して前記網膜に画像を投影する投射部と、
前記走査部から異なる方向に出射される前記複数の画像光線を前記投射部の手前の第２収束点に収束させる反射部と、
前記投射部と前記反射部の間に設けられ、前記複数の画像光線各々を集束光に変換して前記投射部の手前の集光点で集光させた後に拡散光として前記投射部に入射させる光学部材と、
前記反射部を動かす駆動部と、
前記ユーザの瞳孔が動いた方向を検出する検出部と、
前記検出部で検出される前記瞳孔が動いた方向に応じて前記複数の画像光線が前記光学部材に入射する位置が変わるように、前記駆動部を制御して前記反射部を動かす駆動制御部と、を備える画像投影装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記瞳孔が前記ユーザの顔に対して正面を向いた方向から他の方向に動いた場合、前記駆動制御部が、前記複数の画像光線の前記光学部材への入射位置を前記光学部材の中央部から前記複数の画像光線が前記光学部材を透過する方向に対して前記瞳孔が動いた方向に相当する方向とは反対側の領域へ移動させるように前記駆動部を制御して前記反射部を動かすことで、前記光学部材が、前記光学部材に入射した前記複数の画像光線を前記瞳孔が動いた方向に相当する方向側に屈折させる、請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記瞳孔が前記ユーザの顔に対して正面を向いた方向から他の方向に動いた場合、前記駆動制御部が、前記複数の画像光線のうち少なくとも前記画像の中心に対応する画像光線を、動いた後の前記瞳孔が向いている方向を基準として前記瞳孔が動いた方向とは反対側から前記瞳孔に入射させかつ前記網膜のうち前記瞳孔が動いた方向側の領域に投射させるように前記駆動部を制御して前記反射部を動かす、請求項１または２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記画像光線の投射を制御する投射制御部を備え、
前記駆動部は、前記反射部の中央部近傍の揺動中心点を中心にして揺動するように前記反射部を動かし、
前記投射制御部は、前記複数の画像光線のうち前記画像の略中心に対応する画像光線を前記揺動中心点に投射する、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記光学部材は、前記反射部が動くことによって前記複数の画像光線の入射する領域が変化した場合でも、前記画像光線の前記光学部材と前記集光点との間の距離が略一定となる像高特性を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記走査部と前記反射部の間の前記画像光線の光路長に対する前記反射部と前記第２収束点の間の前記画像光線の光路長の比と、前記投射部と前記第１収束点の間の前記画像光線の光路長に対する前記第２収束点と前記投射部の間の前記画像光線の光路長の比とは、前記反射部が動いた場合でも略同じ大きさである、請求項１から５のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記複数の画像光線が前記第１収束点に収束する収束角度は、前記反射部が動いた場合でも略一定である、請求項１から６のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項８】
前記投射部を有し、前記複数の画像光線が内部を透過する硝材により形成され、前記複数の画像光線を複数の反射面で反射して前記投射部に導く導光部材を備え、
前記光学部材は、前記導光部材と前記反射部の間に設けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項９】
前記投射部および前記反射部は凹面ミラーであり、
前記光学部材は凸レンズである、請求項１から８のいずれか一項に記載の画像投影装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
光源から出射される光線を用い、ユーザの網膜に画像を直接投影する画像投影装置が知られている。このような画像投影装置では、マクスウェル視といわれる方法が用いられる。マクスウェル視では、画像を形成する画像光線をユーザの眼内で収束させた後に網膜に投射することで網膜に画像を投影する。例えば、走査部により走査されることで異なる方向に走査部から出射された複数の画像光線をユーザの眼内の第１収束点に収束させた後に網膜に投射する投射部と、走査部から出射された複数の画像光線を投射部の手前の第２収束点に収束させる反射部と、第２収束点に設けられ、複数の画像光線各々を集束光に変換して投射部に拡散光で入射させる光学部材と、を備える画像投影装置が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、走査部から出射された複数の画像光線の光路上に可動ミラーを設け、ユーザの瞳孔の動きに応じて可動ミラーの姿勢を制御することで、瞳孔が動いた場合でも瞳孔に画像光線を入射させることが提案されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／０６５２４５号
特開２００９－１２２５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のような、走査部とユーザの眼の間に投射部と反射部と光学部材とを備えた画像投影装置において、ユーザの瞳孔が動いた場合でも、画像光線が瞳孔に入射することを簡易な方法によって実現することが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ユーザの瞳孔が動いた場合でも、画像光線を瞳孔に入射させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光源と、前記光源から出射される画像光線を走査する走査部と、ユーザの眼の前方に配置され、前記走査部により走査されることで前記走査部から異なる方向に出射される複数の前記画像光線を前記ユーザの眼内の第１収束点に収束させた後に網膜に投射して前記網膜に画像を投影する投射部と、前記走査部から異なる方向に出射される前記複数の画像光線を前記投射部の手前の第２収束点に収束させる反射部と、前記投射部と前記反射部の間に設けられ、前記複数の画像光線各々を集束光に変換して前記投射部の手前の集光点で集光させた後に拡散光として前記投射部に入射させる光学部材と、前記反射部を動かす駆動部と、前記ユーザの瞳孔が動いた方向を検出する検出部と、前記検出部で検出される前記瞳孔が動いた方向に応じて前記複数の画像光線が前記光学部材に入射する位置が変わるように、前記駆動部を制御して前記反射部を動かす駆動制御部と、を備える画像投影装置である。
【０００８】
上記構成において、前記瞳孔が前記ユーザの顔に対して正面を向いた方向から他の方向に動いた場合、前記駆動制御部が、前記複数の画像光線の前記光学部材への入射位置を前記光学部材の中央部から前記複数の画像光線が前記光学部材を透過する方向に対して前記瞳孔が動いた方向に相当する方向とは反対側の領域へ移動させるように前記駆動部を制御して前記反射部を動かすことで、前記光学部材が、前記光学部材に入射した前記複数の画像光線を前記瞳孔が動いた方向に相当する方向側に屈折させる構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記瞳孔が前記ユーザの顔に対して正面を向いた方向から他の方向に動いた場合、前記駆動制御部が、前記複数の画像光線のうち少なくとも前記画像の中心に対応する画像光線を、動いた後の前記瞳孔が向いている方向を基準として前記瞳孔が動いた方向とは反対側から前記瞳孔に入射させかつ前記網膜のうち前記瞳孔が動いた方向側の領域に投射させるように前記駆動部を制御して前記反射部を動かす構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記画像光線の投射を制御する投射制御部を備え、前記駆動部は、前記反射部の中央部近傍の揺動中心点を中心にして揺動するように前記反射部を動かし、前記投射制御部は、前記複数の画像光線のうち前記画像の略中心に対応する画像光線を前記揺動中心点に投射する構成とすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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