CN113614615A - 图像中继装置及图像投影系统 - Google Patents

Abstract

提供一种图像中继装置，其将表示从投影装置射出的图像的激光投影至视网膜。图像中继装置包括：第一光学部件，对从投影装置射入的作为平行光的图像光进行转换以使所扫描的各光线的光轴平行且使各光线成为会聚光，所述投影装置具有照射激光的光源、以及基于图像数据对所述激光进行扫描的扫描部；以及第二光学部件，将从所述第一光学部件输出的各光线转换成平行光。

Description

图像中继装置及图像投影系统

技术领域

本发明涉及一种图像中继装置及图像投影系统。

背景技术

作为如图10A所示的用于取得并显示各种信息的单元，智能手机50或平板终端得到普及。在使用者对由该些装置所显示的画面进行视觉识别的情况下，如果是视觉无障碍者(在视觉上没有障碍、并且即使视力下降也能够利用眼镜等矫正手段获得一定程度的视力的人)，则能够通过距画面隔开一定程度的距离进行视觉识别从而对整个画面进行视觉识别。

然而，对于高度近视者、或在视觉上存在障碍且视力较低者，即使其能够通过将眼睛(脸部)靠近来将焦点聚集在画面上并进行视觉识别，有时也仅能够使画面的一部分进入其视野，无法一次性地对整个画面进行视觉识别。

另外，如图10B所示，存在一种投影装置(投影机)1，其将图像投影至屏幕1A或墙壁上，而非投影至终端的画面上，其通过增加距屏幕1A的距离，从而对显示进行放大，然而，其有时也难以使视力较低者将焦点聚集在投影显示上并进行视觉识别。

关于此类投影机，近来销售了一种在智能手机等信息终端上搭载投影机功能的设备(例如参见专利文献1)或智能手机程度大小的投影机设备。

另一方面，存在一种装置，其通过对下降和/或不均等的视网膜功能进行补偿，从而对存在视网膜功能性下降的视力障碍的个人的视力进行辅助。该装置包括射出激光的光源、对从光源射出的激光进行扫描的扫描器、以及将由扫描器扫描的激光投影至视网膜的投影光学部件。该装置经由缆线与远程模块连接，并将与从远程模块输出的图像相应的激光投影至视网膜(例如参见专利文献2)。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1：日本特开2006-330720号公报

专利文献2：日本特表2015-526187号公报

发明内容

<本发明要解决的问题>

然而，专利文献1中公开的传统的投影装置包括光源及扫描器，并从装置主体对图像进行投影，难以使视力较低者进行聚焦以对整个画面进行视觉识别。

另外，专利文献2中公开的传统的装置射出与从远程模块输入的图像相应的激光并将图像投影至视网膜，并非将用于表示从投影装置射出的图像的激光投影至视网膜。

因此，本发明的实施方式的目的在于提供一种图像中继装置，其通过将表示从用于图像投影的投影装置射出的图像的激光投影至视网膜，从而甚至能够使视力较低者也能够对聚焦的整个图像进行视觉识别。

<用于解决问题的手段>

本发明的一个实施方式提供一种图像中继装置，包括：第一光学部件，对从投影装置射入的作为平行光的图像光进行转换以使所扫描的各光线的光轴平行且使各光线成为会聚光，所述投影装置具有照射激光的光源、以及基于图像数据对所述激光进行扫描的扫描部；以及第二光学部件，将从所述第一光学部件输出的各光线转换成平行光。

<发明的效果>

能够提供一种图像中继装置，其将表示从投影装置射出的图像的激光投影至视网膜。

附图说明

图1A是示出实施方式1的图像中继装置100的使用示例的图。

图1B是示出实施方式1的图像中继装置100的图。

图2是示出图像中继装置100的侧视图。

图3是示出激光照射部60的图。

图4是示出沿图1的线A-A截取的剖面的图。

图5是示出沿图1的线B-B截取的剖面的图。

图6是示出图像中继装置100中的FOV与解析度之间的关系的图。

图7是示意性地示出图像中继装置100A的结构的图。

图8是示出实施方式2的图像中继装置200及其结构和动作的图。

图9A是实施方式2的图像中继装置100的立体图。

图9B是实施方式2的图像中继装置100的侧视图。

图10A是示出传统的智能手机的使用状态的图。

图10B是示出在屏幕或墙壁上投影图像的投影装置的使用状态的图。

图11是示出根据实施方式3的图像中继装置300的图。

图12是示出FOVH、透光度、光量的关系的图。

图13是示出实施方式3的第1变形例的图像中继装置300A的图。

图14是示出实施方式3的第2变形例的图像中继装置300B的图。

图15是示出实施方式3的第3变形例的图像中继装置300C的图。

图16是示出实施方式3的第4变形例的图像中继装置300D的图。

图17是示出实施方式4的图像中继装置400的图。

图18是示出从图像中继装置400上拆下安装部452及螺丝453的状态的图。

图19是示出安装部452及螺丝453的图。

图20是示出将图像中继装置400安装到各种尺寸的微型投影机50A的状态的图。

图21是示出实施方式4的第1变形例的图像中继装置400A的图。

图22是示出实施方式4的第1变形例的图像中继装置400A的图。

图23是示出使用透镜120、120A的情况下的光路的图。

图24是示出使用透镜120、120A的情况下的光路的图。

图25是示出实施方式4的第2变形例的图像中继装置400B的图。

图26是示出实施方式4的第2变形例的图像中继装置400B的图。

图27是示出实施方式4的第2变形例的图像中继装置400B的图。

图28是示出实施方式4的第2变形例的图像中继装置400B的图。

图29是示出实施方式5的图像中继装置500的图。

图30是示出实施方式5的变形例的图像中继装置500A的图。

具体实施方式

以下，对应用本发明的图像中继装置的实施方式进行说明。

＜实施方式1＞

图1A是示出实施方式1的图像中继装置100的使用示例的图。智能手机50例如是具有对图像进行扫描和投影的投影机功能的智能手机，并且是投影装置的一个示例。在从该智能手机50投影有图像的部位设置图像中继装置100。通过该图像中继装置100，利用麦克斯韦观察法(Maxwellian view)将投影图像投影至使用者的视网膜上。

图1B是图像中继装置100的图。图像中继装置100例如安装在包括激光照射部60的智能手机50上。以下使用图1及图1B、以及图2至图7进行说明。另外，以下使用XYZ正交坐标系进行说明。

图2是示出图像中继装置100的侧视图。图3是示出激光照射部60的图。图4是示出沿图1的线A-A截取的剖面的图。图5是示出沿图1的线B-B截取的剖面的图。

如图1B、图2所示，智能手机50包括壳体51、显示器52、主屏幕按钮(home button)53、以及激光照射部60。壳体51存在于智能手机50的外表面之中的除了显示器52以外的部分处。显示器52以在与XY平面平行的+Z侧的面上与触控面板重叠的状态设置。主屏幕按钮53在显示器52中的-Y方向侧的端部处设置在X方向上的中央。

以下，将智能手机50的外表面之中的、除了与显示器52所在的+Z方向侧的与XY平面平行的面以及与显示器52相反的-Z方向侧的与XY平面平行的面以外的面称为智能手机50的侧面。

激光照射部60从设置在智能手机50的壳体51的+Y方向侧的侧面上的开口部54(参见图5)向+Y方向射出激光。由激光照射部60射出的激光是能够投射图像的激光。

激光照射部60作为投影机(微型投影机(pico projector))的照射部被内置在智能手机50中，并且以使智能手机50的+Y方向的侧面面向屏幕等的状态从激光照射部60射出激光，并将图像投影至屏幕。

如图3所示，激光照射部60具有光源61、调整部62、平面反射镜(mirror)63、以及扫描部64。光源61是射出红色激光、绿色激光以及蓝色激光的可见激光的光源。调整部62是用于对开口数(NA)和/或光束直径进行调整的光学系统的调节部。扫描部64例如是双轴的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)反射镜。平面反射镜63是全反射反射镜。

如图3所示，在激光照射部60中，对于从光源61射出的激光，在调整部62其开口数(NA)和/或光束直径被调整，由平面反射镜63反射，并且由扫描部64进行二维扫描。所扫描的激光从开口部54沿智能手机50的+Y方向射出。扫描部64例如以28kHz等较高的频率振动，从而每1秒投影60帧的图像。

如图1B、图2所示，在智能手机50上，安装有对显示器52以外的部分进行覆盖的外壳80。外壳80是所谓的套，例如由树脂制成。在外壳80的+Y方向侧的端部设置有托架150。

如图1B所示，外壳80具有切口部81、82、83。切口部81设置在与智能手机50的+Y方向侧的侧面相对应的部分。切口部81是以使外壳80不覆盖智能手机50的+Y方向侧的侧面的方式被切割的部分，并且是以不覆盖智能手机50的开口部54的方式设置的部分。托架150例如与外壳80一体地成型，并且从切口部81的边缘以沿+Y方向立起的方式延伸。

如图1B所示，切口部82是以不覆盖显示器52的上方的方式被切割的部分，并且与切口部81连通。另外，切口部83设置在与智能手机50的-Y方向侧的侧面相对应的部分处，并且与切口部82连通。

如图2、图4所示，图像中继装置100包括透镜110、120、透镜镜筒130、以及壳体140。在外壳80上安装有托架150。透镜110、120被壳体140及透镜镜筒130固定，并且经由壳体140及透镜镜筒130被托架150保持。换言之，托架150对用于对透镜110、120进行固定的壳体140及透镜镜筒130进行保持。托架150是保持部的一个示例。

需要说明的是，尽管在此对图像中继装置100中不包括托架150，并且托架150与外壳80成为一体的结构进行了说明，但是托架150也可以是包括在图像中继装置100中的部件。

托架150以被配置在避开显示器52的位置处的方式，对透镜110、120、壳体140、透镜镜筒130进行保持，以使得透镜110、120、壳体140、透镜镜筒130不与显示器52重叠。其目的在于，当视觉无异常者对显示器52进行观察时，不会遮挡显示器52。

如图1B及图2所示，托架150具有从切口部81的边缘沿+Y方向立起的基部151、从基部151的+Y方向上的端部沿+Z方向延伸的延伸部152、以及设置在基部151上的反射镜153。

基部151和延伸部152由树脂制成并且一体地成形。反射镜153是在基部151的+Z方向侧具有与使XY平面向XZ平面侧沿在图2中进行观察时的逆时针方向旋转45度的平面平行的反射面的全反射反射镜。反射镜153使将从智能手机50的开口部54(参见图3)沿+Y方向射出的激光向+Z方向反射，并使其射入至透镜110。

需要说明的是，在此，尽管对托架150与外壳80一体地成型并且托架150经由外壳80被固定到智能手机50上的形态进行了说明，但是托架150也可以是与外壳80分离的部件并被固定到外壳80上，或者可以不经由外壳80而被固定到智能手机50的壳体51等上。

透镜110是第一光学部件的一个示例，并且被固定到透镜镜筒130之中的镜筒部131上(特别参见图4及图5)。用于对透镜110进行固定的镜筒部131被固定到壳体140上。

如图5所示，从激光照射部60射出并由反射镜153反射的作为平行光的图像光21、22、23射入透镜110。图像光21、22、23是所扫描的图像光的在不同时间的光束。透镜110是对图像光进行转换以使由激光照射部60的扫描部64所扫描的各光线的光轴平行且使各光线成为会聚光的光学部件。

透镜120是第二光学部件的一个示例，并且被固定到透镜镜筒130之中的镜筒部132上(特别参见图4及图5)。在透镜120的外周部上安装有圆环状的螺丝部141。螺丝部141是在外周面上切出有螺纹的圆环状的部件，并且以在内周侧嵌入有透镜120的状态被粘接。透镜120通过螺丝部141以能够对其位置进行调整的方式设置在壳体140上。

从透镜110射出的图像光21、22、23的光线射入透镜120。透镜120将从透镜110射出的各光线转换成平行光，并以使图像光21、22、23的各光线在瞳孔11的中心附近会聚的方式使其折射并射出。如图4和图5所示，透镜120是向眼球射出激光的透镜，并且是接目透镜。透镜镜筒130具有镜筒部131和132。镜筒部131和132是分别用于设置透镜110和120的圆筒状的部件，并且如图5所示以嵌套的方式组合并彼此固定。

透镜110在镜筒部131的-Z方向侧的端部以嵌入镜筒部131的内部的状态被固定。透镜110可以相对于镜筒部131粘接。

如图4、图5所示，螺丝部141是在外周面切出有螺纹的圆环状的部件，并且被粘接到透镜120的外周部上。螺丝部141通过对透镜220进行固定并使螺丝部141旋转，从而使透镜220在光轴方向(+Z方向)上前后移动。

从与图像中继装置110连接的智能手机50射出的图像光(激光)的光束直径有时会根据智能手机的种类而不同。若激光的光束直径不同，则利用麦克斯韦观察法获得的焦点有时会略微变动。

在利用麦克斯韦观察法进行的投影中，无论使用者的裸眼视力如何，均能够获得同等的视力，将其称为焦点自由(focus free)，然而若激光的光束直径变大，则随着使用者的视力(晶状体的折射率)不同，利用麦克斯韦观察法获得的视力有时会变化。

为了应对该问题，通过具有螺丝部141，并通过使透镜120在光轴方向(+Z方向)上前后移动使得透镜110与透镜120之间的距离变化，从而能够与从智能手机50射出的激光的光束直径相对应地、更精确地实现焦点自由。

图6是示出图像中继装置100中的FOV(field of view：视场角)与解析度之间的关系的图。图6中示出了扫描部64、透镜110、120、瞳孔11、以及视网膜12。通过改变透镜120的NA(开口数)以改变放大率，从而能够扩大或缩小向视网膜12上投影的图像的视场角。若增大NA则视场角变大，若减小NA则视场角变小。

假设用作扫描部64的MEMS反射镜的直径为1.0mm，水平视场角为大约40度。例如，若以使视场角为MEMS反射镜的水平视场角的两倍的方式对由一对透镜110、120所产生的放大率进行改变，则视场角变为2倍的80度，光束直径变为1/2。即，视网膜12上的光束直径变为2倍。如此一来，通过改变透镜110、120的NA(开口数)以改变放大率，从而能够对投影至视网膜12上的图像的视场角和解析度进行调整。

接着，使用图5和图6对上述图像中继装置100的光学动作进行说明。

从智能手机50的激光照射部60射出的图像光21、22、23的各光线是由激光照射部60的扫描部64扫描的光线，并且是所扫描的图像光的在不同时间的光线。在图6中的该各光线的直线中，中心的直线表示光线的光轴，两侧的直线表示光线的端，两侧的直线的间隔相当于光线的直径。

从激光照射部60射出的各光线的光轴扩散，并且各光线大致为平行光。

各该光线分别被反射镜153反射并被引导至透镜110，并以使各光线的光轴平行且使各光线成为会聚光的方式被透镜110转换。

被透镜110转换成会聚光的各光线在透镜镜筒130的内部传播并射入透镜120。此时，各光线在透镜110与透镜120之间的大致中央聚光。

接着，透镜120将各光线转换成平行光，并以使各光线在位于透镜120的外侧(+Z方向侧)的使用者的眼球10的瞳孔11的中心附近会聚的方式使各光线折射并射入瞳孔11。

以使射入该瞳孔11的各光线根据使用者的眼球内的特性在视网膜12上聚光并成像的方式，利用透镜120将各光线转换成平行光。

由此，能够将从智能手机50等投影装置投影的投影图像光线按照麦克斯韦观察法以焦点自由的方式投影到视网膜上。

在此，包括透镜110及120的光学系统可以在作为MEMS反射镜的扫描部64的扫描原点与虹膜的中心(瞳孔11的中心)之间具有共轭的关系。另外，包括透镜110及120的光学系统可以在光源61与视网膜12之间具有共轭的关系。通过具有该关系，使得由光源61所射出、并根据图像数据由扫描部64所扫描的激光在视网膜12上成像。

另外，如果以不对由智能手机50的激光照射部60射出的激光的输出进行调整的方式使其射入视网膜12，则输出有时会过大。在该情况下，可以设成图7所示的结构。图7是示意性地示出图像中继装置100A的结构的图。

图像中继装置100A具有在图像中继装置100中增加了ND(Neutral Density：中性密度)滤光镜160A、液晶快门160B、半反射镜170A、PD(Photo Detector：光检测器)170B、遮光控制部180的结构。除此以外，在图7中仅示出了透镜110、120以及激光照射部60，并省略了其他部件。

ND滤光镜160A和液晶快门160B以该顺序依次配置在激光照射部60与透镜110之间的光路上。ND滤光镜160A是用于减少从激光照射部60射入的激光的量的滤光镜。液晶快门160B是其开闭控制由遮光控制部180进行、并且通过对开放的时间进行调节以对透射的光量进行调节的光学器件。该ND滤光镜160A和液晶快门160B例如可以由托架150保持以设置在反射镜153的面前侧，或者可以由壳体140保持以设置在透镜110的面前侧。需要说明的是，在利用ND滤光镜160A所进行的减光充分的情况下，为了简化装置结构，可以为未设置液晶快门160B的结构，关于ND滤光镜160A的设置位置，可以设置在到激光射入图像中继装置100并向眼球10射出的光路上的任意位置。

半反射镜170A设置在透镜110与120之间的光路上，并且使一部分光透射，并将剩余的光向PD170B反射。向PD170B反射的光量可以为入射光的一小部分。

PD170B对由半反射镜170A反射的激光的光量进行检测，并将表示光量的信号输出至遮光控制部180。PD170B是利用光电转换将光转换为电信号的元件。

遮光控制部180基于从PD170B输入的表示光量的信号，进行液晶快门160B的开闭控制。当检测到透射液晶快门160B的激光的光量超过即使直接射入到人的视网膜上也没有问题程度(例如大约0.39μW)时，遮光控制部180关闭液晶快门160B。

需要说明的是，例如可以使用微电脑作为遮光控制部180。可以包括电池作为用于向微电脑供电的电源，或者可以是从智能手机50供电的结构。微电脑例如可以由托架150保持。在具有电池的情况下，电池也例如可以由托架150保持。

如上所述，在图像中继装置100中，从激光照射部60射出的激光被反射镜153反射，其光量由ND滤光镜160A和液晶快门160B调整，通过透镜110及120而射入使用者的眼球10的瞳孔11，并在视网膜12上成像。

因此，能够提供一种图像中继装置100，其即使为智能手机50等通用的投影装置，也能够按照麦克斯韦观察法以焦点自由的方式将从该投影装置射出的用于表示图像的光投影到视网膜12上。

当有视力障碍的人观看智能手机50的图像时，会不得不将眼球极端地靠近显示器52，从而部分地进行视觉识别。若使用包含激光源并进行视网膜投影的RID(RetinalImaging Display：视网膜成像显示器)设备，则会使在视网膜12上所得到的图像的视觉识别性提高，但是其会例如经由HDMI(注册商标)缆线将智能手机50连接至RID设备，并且RID设备基于图像数据对激光进行扫描，利用HDMI缆线来连接RID设备与智能手机50麻烦且复杂。

另外，在使用HMD(Head Mount Display：头戴式显示器)类型的RID设备的情况下，需要安装到头部的作业。

相比之下，图像中继装置100无需使用HDMI缆线，也无需安装到头部的作业。通过利用图像中继装置100对从包括激光照射部60的智能手机50射出的激光进行中继，从而能够容易且简便地将智能手机50的图像投影至视网膜12。图像中继装置100的使用者能够经由图像中继装置100直接地看到由从智能手机50输出的激光所产生的图像，并且能够看到高画质的整个画面。

需要说明的是，尽管以上对图像中继装置100包括2个透镜110和120的形态进行了说明，但是也可以考虑装置的小型化或设计、图像的反转等，设置多组共轭的透镜对。另外，可以如使用图6所说明地改变放大率来调整视场角或解析度。

另外，尽管以上对图像中继装置100被安装到包括激光照射部60的智能手机50(投影装置)的形态进行了说明，但是投影装置不限于智能手机50，也可以是包含激光照射部60的平板电脑、包含激光照射部60的小型的投影机等。

＜实施方式2＞

图8是示出实施方式2的图像中继装置200及其结构和动作的图。

在图8中，智能手机50是与实施方式1同样的具有投影机功能的投影装置。

图像中继装置200包括透镜210、透镜220、反射镜253、收纳部242、以及螺丝部241。

透镜210是第一光学部件的一个示例，并且其是被固定到收纳部242内的透镜镜筒(未图示)上，并使从智能手机50投影的图像光的各光线的光轴平行且使各光线成为会聚光的方式进行转换的光学部件。

反射镜253以使从透镜210射出的图像光的光路弯曲的方式进行反射。在图8中使光成大致直角的方式进行反射。

透镜220是第二光学部件的一个示例，并且被固定到收纳部242内的透镜镜筒(未图示)上，将被反射镜253反射的图像光转换为平行光，并以使图像光的各光线在眼球10的瞳孔11的中心附近会聚的方式使其折射并射出。

螺丝部241对透镜220进行固定，并且使透镜220沿光轴方向(+Z方向)前后移动。

托架250将智能手机50与图像中继装置200连接，并与实施方式1同样地被安装到外壳80上。

接着，使用图8对实施方式2的图像中继装置200的动作进行说明。

从智能手机50射出并投影至眼球10的图像光(在图中表示为3条)是所扫描的图像光21、22、23的不同时间的光线。

从智能手机50射出的图像光21、22、23的各光线是与实施方式1同样地被扫描的光线，并且是图像光的不同时间的光线。从智能手机50射出的各光线的光轴扩散，并且各光线为大致平行光。

图像光21、22、23分别射入透镜210，并被透镜210以使各光线的光轴平行并使各光线变成会聚光的方式转换。

被透镜210转换成会聚光的各光线被反射镜253向着大致直角方向反射，并射入相对于透镜210以成大致直角的方式配置的透镜220。

并且，利用透镜220，将各光线转换成平行光，并以使各光线会聚在位于透镜220的外侧(+Z方向侧)的使用者的眼球10的瞳孔11的中心附近的方式使其折射并射入瞳孔11。

以使该射入瞳孔11的各光线利用使用者的眼球内的特性在视网膜12上聚光并成像的方式，利用透镜220将各光线转换成平行光。

由此，能够按照麦克斯韦观察法以焦点自由的方式将从智能手机50等投影装置投影的投影图像光线投影到视网膜上。

与实施方式1同样，设置螺丝部241，以通过使透镜220在光轴方向上前后移动以使其与透镜210之间的距离变化，从而能够与从智能手机50射出的激光的光束直径相对应地、更精确地实现焦点自由。

在实施方式2的结构中，通过在透镜210与透镜220之间具有用于将光线以成大致直角的方式反射并弯曲的反射镜253，从而将透镜220相对于透镜210以成大致直角方向的方式配置，从而与实施方式1所示的结构相比，能够缩短2个透镜间的距离，因此能够实现小型化。

另外，尽管在实施方式2中示出了透镜220相对于透镜210呈大致直角的结构，但是可以根据使用者的使用状态、透镜的大小或配置关系，将该透镜220相对于透镜210的角度设定为大致直角以外的角度，也可以构成为能够使反射镜253的配置和透镜220的配置自由地可变。

图9A、图9B是实施方式2的图像中继装置100的立体图和侧视图。该些图是图像中继装置200相对于智能手机50倾斜大约5°(+Y方向)设置的情况的图。如该些图所示可以看出，在实施方式2中，与实施方式1相比，图像中继装置200相对于智能手机50的突出较小。

如上所述，在图像中继装置200中，与实施方式1的图像中继装置100同样，从激光照射部60射出的激光被反射镜253反射，通过透镜210及220而射入使用者的眼球10的瞳孔11，并在视网膜12上成像。

因此，能够提供一种图像中继装置200，其即使为智能手机50等通用的投影装置，也能够按照麦克斯韦观察法以焦点自由的方式将从该投影装置射出的用于表示图像的光投影到视网膜12上。

另外，由于图像中继装置200相对于智能手机50的突出较小，因此能够提供不会干扰显示器52并且对于视觉无障碍者而言使用更方便的图像中继装置200。

＜实施方式3＞

图11是示出根据实施方式3的图像中继装置300的图。图11示出了与沿图1的线B-B截取的剖面对应的剖面结构。需要说明的是，对与实施方式1、2相同的构成要素赋予相同符号，并省略其说明。

图像中继装置300安装在包括激光照射部60的微型投影机50A上。微型投影机50A具有激光照射部60A。激光照射部60A与图1A等所示的智能手机50的激光照射部60类似。

图像中继装置300包括透镜110、透镜120、反射镜253、ND滤光镜360A、360B、360C、透镜托架355A、以及透镜盖355B。其中，透镜110、反射镜253以及ND滤光镜360A、360B、360C被配置在与实施方式1的图像中继装置100的托架150类似的托架的内部，但是在此省略了托架。

通过配置在透镜110与透镜120之间的反射镜253，光路以呈大致直角的方式弯曲。另外，透镜120由透镜托架355A保持。透镜盖355B安装在透镜托架355A的+Z方向侧。透镜托架355A和透镜盖355B是图像中继装置300的未示出的托架的一部分。需要说明的是，弯曲的角度不限于该角度，例如可以如图9B所示在Y方向倾斜。

3片ND滤光镜360A、360B、360C在反射镜253与透镜120之间的光路上从反射镜253侧向透镜120侧以此顺序串列地配置。在以下说明中，在不特别地对ND滤光镜360A、360B、360C进行区别的情况下，仅将其称为ND滤光镜360。

虽然图像中继装置300的使用者通过注视透镜盖355B来对图像进行视觉识别，但是由激光照射部60A输出的激光的输出例如为数十mW，对于使用者直接对图像进行视觉识别而言过大。为了确保使用者的安全，图像中继装置300在透镜110与透镜120之间的光路上串列地插入3片ND滤光镜360。

在此，3片ND滤光镜360之中的任意2片ND滤光镜具有能够适合作为激光产品安全标准的IEC60825的等级1(以下称为等级1)的减光率。将3片ND滤光镜360之中的任意2片ND滤光镜构成为具有能够适合等级1的减光率的目的在于，即使万一3片ND滤光镜360A、360B、360C之中的任意1片破损，也会利用剩下的2片来确保等级1的安全性。

另外，在此，虽然对具有3片ND滤光镜360的形态进行了说明，但是ND滤光镜360为2片以上即可。即，在N为2以上的整数的情况下，图像中继装置300包括N片ND滤光镜360，并且以将任意的N-1片ND滤光镜360串列地配置的状态获得等级1的减光率。

在此，根据美国食品医药品局(FDA)的视网膜投影设备的按照安全性确定的标准，作为HMD(Head Mount Display：头戴式显示器)，射入人的视网膜不会产生问题的激光的输出的上限为0.39μW。

为了通过多片ND滤光镜360将从激光照射部60A照射的数十mW的激光减光至0.39μW，利用多片ND滤光镜360所产生的减光率为大约十万分之一。

虽然为了实现即使1片破损也可确保安全性，使用了2片以上的ND滤光镜360，但是为了通过2片ND滤光镜360来实现十万分之一的减光率，1片ND滤光镜360需要具有0.01％级别的减光率，特别从批量生产的角度来看其制造并不容易。

另外，如果ND滤光镜360为3片，则每1片的减光率为数％级别，因此成为现实的数值。另一方面，由于ND滤光镜360比较昂贵，因此若为4片以上，则图像中继装置300的制造成本会增大。

因此，ND滤光镜360的数量例如最佳为3片，在实施方式3中，图像中继装置300包括3片ND滤光镜360。

另外，在作为以包括边缘的方式投影到视网膜上的图像的水平方向的视场角的FOVH为通常的26度的情况下，将射入人的视网膜不会产生问题的激光的输出的上限设为0.31μW，若以视场范围的面积将该值换算成FOVH为40度和60度的情况，则40度的情况下为大约0.639μW，60度的情况下为大约1.34μW。在图像中继装置300中，例如设想FOVH为40度或60度。

在此，由激光照射部60A照射的激光包括RGB的激光。在光的R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)之中，由于B的波长最短且能量最强，因此RGB的比率例如为2：1：0.7。

RGB之中最需要注意的颜色为B，只要确保B中的等级1的安全性，则对于R和G也能够确保等级1的安全性。

FOVH为60度的情况下的B的激光的输出为RGB的3色情况下的1.3μW之中的0.25μW。即，在FOVH为60度的情况下，通过利用3片ND滤光镜360进行减光以使B的激光的输出为0.25μW即可。

在此，对在为3片ND滤光镜360且0.25μW的情况下1片破损的情况进行分析。若1片ND滤光镜360的减光率为2.2％，则0.25μW×(100％/2.2％)＝11.36μW。

另外，在等级1下，关于可投影至人的视网膜的输出，对于B(波长465μm)为77μW，对于G(波长515μm)为390μW，对于R(波长640μm)为390μW。

即，在FOVH为60度的情况下，由3片ND滤光镜360所减光的B的激光为0.25μW，若在1片ND滤光镜360的减光率为2.2％的情况下1片破损，则作为由剩余的2片所减光的激光之中的B的激光的输出的11.36μW充分地低于作为等级1中的B的激光的输出的上限的77μW。因此，在图像中继装置300中，即使3片ND滤光镜360之中的1片破损也能够确保等级1的安全性。

图12是示出FOVH、透光度、光量的关系的图。在图12中，示出了在FOVH为40度和60度的情况下，即使3片ND滤光镜360之中的1片破损也能够由利用剩余的2片所减光的激光的输出来确保等级1的安全性的透光度的组合。需要说明的是，透光度与减光率为相同含义。

在FOVH为40度的情况下，若将ND滤光镜360A、360B、360C的透光度均设定为2.2％，则光量为大约0.639μW。在FOVH为60度的情况下，若将ND滤光镜360A、360B、360C的透光度分别设定为2.2％、2.2％、4.6％，则光量为大约1.34μW。

如上所述，根据实施方式3，通过在透镜110与透镜120之间的光路上串列地设置3片ND滤光镜360A、360B、360C，从而能够将由激光照射部60A所照射的数十mW的激光减光至数十μW。若为数十μW的激光，则即使射入使用者的视网膜也能够确保安全性。其原因在于，为等级1的上限水平以下。

因此，能够提供将从微型投影机50A射出的用于表示图像的激光投影至视网膜的图像中继装置300。

另外，即使1片ND滤光镜360破损，也能够由剩余的2片ND滤光镜360来确保等级1的安全性。因此，能够提供确保了破损时的安全性的图像中继装置300。

图13是示出实施方式3的第1变形例的图像中继装置300A的图。图13示出了与沿图1的线B-B截取的剖面对应的剖面结构。需要说明的是，对与实施方式1、2的图像中继装置100、200、以及实施方式3的图像中继装置300相同的构成要素赋予相同符号，并省略其说明。

图像中继装置300A包括透镜110、透镜120、反射镜253、ND滤光镜360、偏光板370A、370B，透镜托架355A、以及透镜盖355B。图像中继装置300A被安装在包括激光照射部60的微型投影机50A上。

图像中继装置300A包括1片ND滤光镜360。1片ND滤光镜360的减光率并非能够达到等级1的水平。

2片偏光板370A、370B分别是第一偏光板和第二偏光板的一个示例。偏光板370A被构成为能够相对于偏光板370B旋转，并且通过使偏光板370A旋转，偏光板370B的偏光轴相对于偏光板370A的偏光轴的角度变化，从而能够使透射偏光板370A和偏光板370B的光线的透射率改变。

更具体地，例如，在由反射镜253反射并透射ND滤光镜360的激光的直线偏光的方向为Y方向(激光一边在YZ平面内偏光一边沿+Z方向行进)的情况下，被固定的偏光板370B具有使该直线偏光的激光全部透射的偏光特性。

另外，偏光板370A具有与偏光板370B相同的偏光特性，并且被构成为能够在XY平面内以激光的光轴为中心旋转。

若使用该偏光板370A、370B，则通过对偏光板370A相对于偏光板370B的旋转角度进行调节，从而能够对透射偏光板370A的激光的透射率进行调整。

在偏光板370A的偏光轴和偏光板370B的偏光轴的朝向相同、且被设定在具有相等的偏光特性的旋转位置时，虽然偏光板370A和偏光板370B使透射ND滤光镜360的激光全部透射，但是若偏光板370A在XY平面内旋转90度，则2个偏光轴的相对角度变为90度，在理论上偏光板370A的透射率变为零。

因此，通过对偏光板370A的旋转位置进行调整，从而能够对透射偏光板370B的光相对于射入ND滤光镜360的激光的透射率(减光率)进行设定，例如能够将由激光照射部60A所照射的数十mW的激光减光至数十μW程度。如此一来，能够使透射偏光板370B的光的B分量的输出满足等级1。

因此，能够提供将从微型投影机50A射出的用于表示图像的光投影至视网膜上的图像中继装置300A。

图14是示出实施方式3的第2变形例的图像中继装置300B的图。图14示出了与沿图1的线B-B截取的剖面对应的剖面结构。需要说明的是，对与实施方式1、2的图像中继装置100、200、以及实施方式3的图像中继装置300相同的构成要素赋予相同符号，并省略其说明。

图像中继装置300B包括透镜110、透镜120、反射镜253B、ND滤光镜360A、360B、360C、透镜托架355A、以及透镜盖355B。图像中继装置300B包括在背面侧具有喷磨(blasting)处理层253B1的反射镜253B，来代替图11所示的图像中继装置300的反射镜253。反射镜253B的背面是指反射镜253B的与照射有激光的正面相反的相反侧的面。

另外，反射镜253B并非全反射的反射镜，而是部分反射的反射镜。通过使用以部分反射的反射镜构成的反射镜253B，从而将正面处的反射率抑制得更低，并使一定的光量向背面透射，从而能够获得与ND滤光镜360同样的减光效果。

通常，在反射镜中，虽然正面处的反射为主体，但是也会发生背面侧的反射。虽然背面侧的反射与正面处的反射相比非常弱，但是光路会偏离出与反射镜厚度相对应的量。因此，有时反射镜的正面的反射光与反射镜的背面的反射光不会在使用者的视网膜上成像于相同的位置，而是发生像的渗出(bleeding)或像的重叠(鬼影(ghost))。

设置在反射镜253B的背面侧的喷磨处理层253B1可以通过对反射镜253B的背面进行喷磨加工处理来制作。该喷磨处理层253B1例如可以利用喷砂(sand blasting)处理来实现。

在图像中继装置300B中，在透镜110与透镜120之间的光路上串列地设置3片ND滤光镜360A、360B、360C，并且在反射镜253B的背面设置喷磨处理层253B1。由此，能够将从激光照射部60A照射、被反射镜253B的正面减光并反射而透射ND滤光镜360A、360B、360C的激光减光至大约数十μW。若为数十μ的激光，则即使射入使用者的视网膜也能够确保安全性。其原因在于，为等级1的上限水平以下。

另外，未被反射镜253B的正面反射而到达背面的由虚线箭头表示的激光由于被喷磨处理层253B1扩散并吸收，因此未射入ND滤光镜360A、360B、360C。

因此，能够提供一种能够将从微型投影机50A射出的用于表示图像的激光投影至视网膜，同时抑制了图像的渗出或重叠(鬼影)的图像中继装置300B。

另外，即使1片ND滤光镜360破损，也能够利用剩余的2片ND滤光镜360来确保等级1的安全性。因此，能够提供一种确保破损时的安全性，同时抑制了图像的渗出或重叠(鬼影)的图像中继装置300B。

图15是示出实施方式3的第3变形例的图像中继装置300C的图。图15示出了与沿图1的线B-B截取的剖面对应的剖面结构。需要说明的是，对与实施方式1、2的图像中继装置100、200、以及实施方式3的图像中继装置300相同的构成要素赋予相同符号，并省略其说明。

图像中继装置300C包括透镜110、透镜120、反射镜253C、ND滤光镜360A、360B、360C、透镜托架355A、以及透镜盖355B。图像中继装置300C包括反射镜253C，来代替图14所示的图像中继装置300B的反射镜253B。在反射镜253C是正面与背面不平行、并且背面相对于正面倾斜的反射镜。换言之，反射镜253C是侧面形状为梯形的反射镜。

如实施方式3的第2变形例所述，通常，在反射镜中，虽然正面处的反射为主体，但是也会发生背面侧的反射。虽然背面侧的反射与正面处的反射相比非常弱，但是光路会偏离出与反射镜厚度相对应的量。因此，有时反射镜的正面的反射光与反射镜的背面的反射光不会在使用者的视网膜上成像，而是发生像的渗出或像的重叠(鬼影)。

由于反射镜253C的背面相对于正面倾斜，因此未被反射镜253C的正面反射而是如虚线箭头所示到达反射镜253C的背面的激光能够以与如实线箭头所示被反射镜253C的正面反射的激光不同的角度被反射，不会射入使用者的瞳孔、或即使射入使用者的瞳孔也不会到达视网膜。

在图像中继装置300C中，能够将从激光照射部60A照射、被反射镜253C的正面减光并反射而透射ND滤光镜360A、360B、360C的激光减光至大约数十μW。若为数十μ的激光，则即使射入使用者的视网膜也能够确保安全性。其原因在于，为等级1的上限水平以下。

另外，未被反射镜253C的正面反射而是到达背面的激光能够以与被反射镜253C的正面反射的激光不同的角度被反射，不会射入使用者的瞳孔、或即使射入使用者的瞳孔也不会到达视网膜。

因此，能够提供一种能够将从微型投影机50A射出的用于表示图像的激光投影至视网膜，同时抑制了图像的渗出或重叠(鬼影)的图像中继装置300C。

另外，即使1片ND滤光镜360破损，也能够利用剩余的2片ND滤光镜360来确保等级1的安全性。因此，能够提供一种确保破损时的安全性，同时抑制了图像的渗出或重叠(鬼影)的图像中继装置300C。

需要说明的是，也可以构成为图16所示的图像中继装置300D，来代替图15所示的图像中继装置300C。图16是示出实施方式3的第4变形例的图像中继装置300D的图。图像中继装置300D包括背面弯曲成凸状的反射镜253D，来代替图15所示的图像中继装置300C的反射镜253C。

若使用背面弯曲的反射镜253D，则能够使未被反射镜253D的正面反射而是到达背面的激光能够以与被反射镜253D的正面反射的激光不同的角度被反射，不会射入使用者的瞳孔、或即使射入使用者的瞳孔也不会到达视网膜。需要说明的是，反射镜253D的背面也可以弯曲成凹状。

＜实施方式4＞

图17是示出实施方式4的图像中继装置400的图。图像中继装置400安装在微型投影机50A上。图18示出了图像中继装置400的外观。

图像中继装置400具有托架450。与实施方式3的图像中继装置300类似，图像中继装置400包括透镜110、透镜120、反射镜253、ND滤光镜360A、360B、360C。其中，透镜120从托架450的透镜盖455的中央的开口部露出，并且透镜110、透镜120、反射镜253、ND滤光镜360A、360B、360C内置在托架450中。

托架450具有基部451、安装部452、螺丝453、透镜托架455A、以及透镜盖455B。在此，除了图17以外，使用图18及图19进行说明。图18是示出从图像中继装置400上拆下安装部452及螺丝453的状态的图。图19是示出安装部452及螺丝453的图。

基部451是具有将微型投影机50A的+Y方向侧的端部嵌入内部的结构的壳体。与基部451的开口451D连通的内部空间的尺寸与微型投影机50A的尺寸匹配。

基部451在+Z方向侧的表面的-Y方向侧具有一对卡合孔451A1、451A2、451A3。一对卡合孔451A1、451A2、451A3分别沿X方向设置。此外，一对卡合孔451A1、451A2、451A3从+Y方向侧向-Y方向侧按该顺序配置。

一对卡合孔451A1、451A2、451A3贯穿基部451的+Z方向侧的壁部，并且，作为一个示例，卡合孔451A1、卡合孔451A3是在平面图中在X方向上具有长度方向的矩形的孔部，卡合孔451A2是L字形的孔部。卡合孔451A2的L字形的孔部的-X方向侧的端部的位置在X方向上与卡合孔451A1及卡合孔451A3的位置匹配。

安装部452具有基部452A、一对卡合部452B、固定部452C、以及贯穿孔452D。基部452A是在平面图中为矩形的板状的部分，并且在背面侧(微型投影机50A侧)设置有一对卡合部452B。

虽然图19示出了一对卡合部452B之中的一个，但是一对卡合部452B在X方向上隔开间隔设置。一对卡合部452B的X方向上的间隔等于一对卡合孔451A1、451A3的X方向上的间隔。另外，各卡合部452B的X方向上的长度与卡合孔451A1、451A3的X方向上的长度匹配。

卡合部452B从基部452A的背面侧向-Z方向突出，并且在-Y方向上弯曲。该卡合部452B能够插入到卡合孔451A1、451A2、451A3中。通过将一对卡合部452B插入到一对卡合孔451A1或451A3中并使其在-Y方向上滑动，从而能够使一对卡合部452B与一对卡合孔451A1或451A3卡合。另外，若将一对卡合部452B插入到一对卡合孔451A2中，并使其在-Y方向上滑动并卡合并且在-X方向上滑动，则能够在与相对于卡合孔451A1或451A3卡合的情况在X方向上相等的位置处，使其相对于一对卡合孔451A2卡合。

固定部452C是与基部452A的-Y方向侧连续的部分，并且由于其经由拱形的弯折部452C1与基部452A连接，因此能够相对于基部452A在±Z方向上弯折。固定部452C在平面图中具有大致三角形的形状，并且-Y方向侧的顶点侧的部分在X方向上弯曲。由于固定部452C与微型投影机50A的+Z方向侧的表面抵接，因此固定部452C相对于弯折部452C1的-Y方向侧的部分向-Z方向突出并且厚度增厚。

贯穿孔452D在固定部452C的-Y方向侧设置在X方向上的宽度的大致中心处。螺丝453被插入贯穿孔452D中。

螺丝453在螺丝头453A(参见图19)被插入固定部452C的贯穿孔452D的状态下，被拧入例如设置在微型投影机50A的+Z方向侧的表面上的螺丝孔50A1(参见图18)中。关于设置在微型投影机50A的+Z方向侧的表面上的螺丝孔50A1的直径，在通常的微型投影机中，多数情况下使用用于固定设置在三脚架上的1/4英寸螺丝(6.35mm的螺丝)，因此只要将螺丝头453A形成为1/4英寸螺丝，便能够提高通用性，并且也能够应对使用不同的微型投影机的情况。

在使一对卡合部452B与一对卡合孔451A1、451A2、451A3之中的任意一个卡合的状态下，通过将螺丝453的螺丝头453A拧入微型投影机50A的螺丝孔50A1中，从而将该安装部452固定到微型投影机50A上。如此一来，将能够将托架450安装到微型投影机50A上。

关于使一对卡合部452B与一对卡合孔451A1、451A2、451A3之中的哪个卡合，根据微型投影机50A的Y方向上的尺寸、或从微型投影机50A的+Y方向侧的端部至螺丝孔50A1的距离选择即可。一对卡合孔451A1、451A2、451A3的位置在Y方向上不同，并且以能够应对各种微型投影机50A的方式设置有3种。

与实施方式3的透镜托架355A类似，透镜托架455A对透镜120进行保持。透镜托架455A安装在基部451的+Y方向侧的端部的+Z方向侧。在透镜托架455A上，安装有与实施方式3的透镜盖355B类似的透镜盖455B。

图20是示出将图像中继装置400安装到各种尺寸的微型投影机50A的状态的图。图20的(A)、(B)、(C)示出了螺丝孔50A1的位置不同的3个微型投影机50A。需要说明的是，在图20的(A)～(C)中，省略了安装部452的卡合部452B，示出了卡合孔451A1、451A2、451A3。

在图20的(A)中，卡合部452B被固定到卡合孔451A1。在图20的(B)中，卡合部452B被固定到卡合孔451A3。在图20的(C)中，卡合部452B被固定到卡合孔451A2。

如此一来，通过将安装部452安装到卡合孔451A1、451A2、451A3之中的任意一个，从而能够将图像中继装置400的托架450安装到螺丝孔50A1的位置不同的各种尺寸的微型投影机50A上。

需要说明的是，虽然在此对图像中继装置400包括具有Y方向上的位置不同的3种卡合孔451A1、451A2、451A3的托架450的形态进行了说明，但是卡合孔的个数可以是任意个数。

图21及图22是示出实施方式4的第1变形例的图像中继装置400A的图。图像中继装置400A包括托架450，并且托架450具有基部451、透镜托架455A、以及透镜盖455B。在此，省略了托架450的安装部452及螺丝453。

图21所示的用于保持透镜120的透镜托架455A被螺纹固定到基部451上，并且能够更换为图22所示的用于保持透镜120A的透镜托架455A1。

透镜120例如是FOVH为40度的透镜，透镜120A例如是FOVH为60度的透镜。透镜120A比透镜120厚并且焦距短。因此，透镜托架455A1比透镜托架455A短。

图23及图24是示出使用透镜120、120A的情况下的光路的图。透镜110例如是FOVH为40度的透镜。

如图23所示，在使用透镜120的情况下，从透镜110、120到激光在透镜110与透镜120之间会聚的点P的距离均等于L1。另外，透镜120的WD(Working Distance：工作距离)为L3。

如图24所示，在使用透镜120A的情况下，从透镜110、120到激光在透镜110与透镜120之间会聚的点P的距离分别为L1、L2(L1＞L2)。其原因在于，透镜120A的FOVH较大。另外，透镜120A的WD为L4(L4＜L3)。

由于透镜120A的FOVH为60度，大于透镜120A的FOVH(40度)，因此向使用者的视网膜12射入更宽的激光，提供更大的图像。

图25至图28是示出实施方式4的第2变形例的图像中继装置400B的图。图像中继装置400B与实施方式4的图像中继装置400的不同之处在于具有托架450B。

托架450B具有基部451B、安装部452、透镜托架455A、以及透镜盖455B。需要说明的是，虽然托架450B也具有螺丝453(参见图17)，但是在此省略。

基部451B与实施方式4的托架450的基部451的不同之处在于以使透镜托架455A在XZ平面内能够旋转90度的方式进行保持。需要说明的是，在图26及图28中，省略了基部451。

在图25及图26中，以使透镜120朝向+Z方向侧的方式对透镜托架455A及透镜盖455B进行取向，在此情况下，使用者将从激光照射部60A输出的横屏的图像视觉识别为横屏的图像。

另外，在图27及图28中，以使透镜120朝向-X方向侧的方式将透镜托架455A及透镜盖455B旋转，在此情况下，使用者将从激光照射部60A输出的竖屏的图像视觉识别为竖屏的图像。

对此进行说明。在从激光照射部60A输出的图像为横屏图像的情况下，当托架450B被设置为图25、图26的方向时，由反射镜253所反射的投影图像为横屏图像。

在此，若如图27、图28所示将托架450B旋转90度，则虽然从激光照射部60A输出的图像原样保持为横屏图像，但是被投影至反射镜253的图像为竖屏图像。其原因在于，在对横屏图像进行反射镜反射时，虽然以长度方向为水平方向、宽度方向为垂直方向来视觉识别，但是若将反射镜253向右方向旋转90度，则将其视觉识别为横屏图像的右侧的宽度方向变成下部的纵向的图像。换言之，若使用镜子从侧面观看则会将横屏的图像看成竖屏。

如此一来，根据实施方式的第2变形例，能够获得能够应对从激光照射部60A输出的横屏图像和竖屏图像的图像中继装置400B。

＜实施方式5＞

图29是示出实施方式5的图像中继装置500的图。图像中继装置500具有与实施方式3的图像中继装置300类似的结构。图29示出了图像中继装置500的构成要素之中的透镜110、透镜120、反射镜253。向透镜110射入从激光照射部60的扫描部64照射的激光。

在透镜110和透镜120之间激光会聚的位置P处配置有指标501。指标501例如是视力检查用的指标，在透镜的薄膜上，在沿水平方向和垂直方向延伸并交叉的2个直线的交点处绘制有圆。该指标例如可以用作视场检查的注视指标。

由于只要在点P处配置指标，便会在视网膜12上成像出指标的图像，因此若利用扫描部64对激光进行扫描以绘制汽车等图像，则会在视网膜12上成像出在汽车等图像上重叠有视场检查用的注视指标的图像。

因此，根据实施方式5，能够提供使用于视场检查的注视指标等的图像成像在视网膜12上的图像中继装置500。

需要说明的是，可以配置具有各种图像的透明薄膜来代替指标501。

图30是示出实施方式5的变形例的图像中继装置500A的图。图像中继装置500A具有将图29所示的图像中继装置500的反射镜253更换为部分透射反射镜553并添加了透镜510的结构。透镜510与部分透射反射镜553的背面之间的距离等于部分透射反射镜553的正面与透镜110的位置之间的距离。

在部分透射反射镜553的背面配置有树550作为被摄体。树550的图像透射部分透射反射镜553，经由透镜120射入瞳孔11内，并在视网膜12上成像。

因此，若利用扫描部64对激光进行扫描以绘制汽车等图像，则会在视网膜12上成像出在汽车等图像上重叠有树550图像的图像。虽然在此示出了树550，但是可以用各种被摄体的图像来代替树550重叠在从激光照射部60输出的图像上。即，可以在使用者的视网膜12成像出AR(Augmented Reality：增强现实)图像。

因此，根据实施方式5的变形例，能够提供能够在视网膜12上成像出AR图像的图像中继装置500。

虽然以上对本发明的示例性的实施方式的图像中继装置进行了说明，但本发明并不限于具体公开的实施方式，在不脱离权利要求书的情况下，可以进行各种变形或变更。

需要说明的是，本国际申请以于2019年3月28日提交的日本发明专利申请第2019-063722号、以及于2020年3月9日提交的日本发明专利申请第2020-040194号作为要求优先权的基础，并在此在本国际申请中援引其全部内容。

符号说明

50 智能手机(投影装置)

50A 微型投影机

52 显示器

60 激光照射部

61 光源

64 扫描部

100、200 图像中继装置

110、120、210、220、510 透镜

130 透镜镜筒

140 壳体

150、250 托架

Claims (25)

1.一种图像中继装置，包括：

第一光学部件，对从投影装置射入的作为平行光的图像光进行转换以使所扫描的各光线的光轴平行且使各光线成为会聚光，所述投影装置具有照射激光的光源、以及基于图像数据对所述激光进行扫描的扫描部；以及

第二光学部件，将从所述第一光学部件输出的各光线转换成平行光。

2.根据权利要求1所述的图像中继装置，其中，

所述第二光学部件在使用者的使用状态下被接目，

所述第一光学部件和所述第二光学部件构成在所述扫描部的扫描原点与瞳孔中心之间共轭的光学系统。

3.根据权利要求1或2所述的图像中继装置，其中，

所述第二光学部件使转换成所述平行光的各光线在使用者的瞳孔附近会聚，并将从所述投影装置射入的图像光投影至所述使用者的视网膜。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像中继装置，还包括：

减光滤光镜，对从所述投影装置射入的图像光进行减光。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的图像中继装置，包括：

光量检测部，对从所述投影装置射入的图像光的光量进行检测；

遮光单元，对所述射入的图像光进行遮光；以及

遮光控制部，对所述光量检测部和所述遮光单元进行控制，

其中，所述遮光控制部基于由所述光量检测部检测出的光量的信息，对所述遮光单元进行控制。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的图像中继装置，还包括：

位置调节部，对所述第二光学部件的位置进行调节，

其中，通过所述位置调节部使所述第二光学部件与所述第一光学部件之间的距离变化。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的图像中继装置，还包括：

反射镜，对所述图像光进行反射以使其弯曲，

其中，所述反射镜设置在所述投影装置与所述第一光学部件之间。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的图像中继装置，还包括：

反射镜，对所述图像光进行反射以使其弯曲，

其中，所述反射镜设置在所述第一光学部件与所述第二光学部件之间。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的图像中继装置，还包括：

保持部，相对于所述投影装置对所述第一光学部件和所述第二光学部件进行保持。

10.根据权利要求9所述的图像中继装置，其中，

所述保持部相对于所述投影装置将所述第一光学部件和所述第二光学部件保持在避开所述投影装置的显示器的位置。

11.根据权利要求9或10所述的图像中继装置，还包括：

固定部，将所述保持部固定到所述投影装置的壳体上，其中，所述固定部被螺丝固定到所述投影装置的1/4英寸(6.35mm)尺寸的螺丝孔中。

12.根据权利要求11所述的图像中继装置，其中，

所述固定部能够根据所述投影装置的所述螺丝孔的位置来调整相对于所述保持部的位置。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的图像中继装置，其中，

所述保持部具有：

第一保持部，相对于所述投影装置对所述第一光学部件进行保持；以及

第二保持部，相对于所述投影装置经由所述第一保持部对所述第二光学部件进行保持，并且相对于所述第一保持部拆装自如，

所述第二保持部能够更换为对视场角和视角与所述第二光学部件不同的另一第二光学部件进行保持的第二保持部。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的图像中继装置，其中，

所述保持部具有能够相对于从所述投影装置射入的平行光的光轴旋转的旋转机构，

通过使所述旋转机构旋转，从而能够对由使用者经由所述第二光学部件所视觉识别的图像在横屏的图像与竖屏的图像之间进行切换。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的图像中继装置，还包括：

N(N为2以上的整数)片减光滤光镜，在所述第一光学部件与所述第二光学部件之间串列地配置在所述各光线的光轴上，并对从所述投影装置射入的图像光进行减光，其中，所述N片减光滤光镜中的N-1片具有能够适合作为激光产品安全标准的IEC60825的等级1的减光率。

16.根据权利要求1至3中任一项所述的图像中继装置，还包括：

第一偏光板和第二偏光板，所述第一偏光板和所述第二偏光板在所述第一光学部件与所述第二光学部件之间串列地配置在所述各光线的光轴上，并能够使所述各光线透射，

其中，所述第一偏光板能够相对于所述第二偏光板旋转，通过所述第一偏光板的旋转，使得所述第二偏光板的偏光轴相对于所述第一偏光板的偏光轴的角度变化从而能够使透射所述第一偏光板和所述第二偏光板的所述光线的透射率改变。

17.根据权利要求16所述的图像中继装置，还包括：

减光滤光镜，在所述第一光学部件与所述第二光学部件之间配置在所述各光线的光轴上，并对从所述投影装置射入的图像光进行减光。

18.根据权利要求8所述的图像中继装置，其中，

所述反射镜为部分透射反射镜，

对所述部分透射反射镜的反射面的相反侧的背面进行减光处理。

19.根据权利要求8所述的图像中继装置，其中，

所述反射镜为部分透射反射镜，

所述部分透射反射镜的反射面的相反侧的背面相对于所述反射面具有角度且不平行。

20.根据权利要求8所述的图像中继装置，其中，

所述反射镜的反射面的相反侧的背面为弯曲面。

21.根据权利要求8所述的图像中继装置，其中，

所述反射镜为部分透射反射镜，

所述图像中继装置还包括：

第三光学部件，在所述部分透射反射镜与所述第二光学部件之间的光路的延长线上，设置在所述部分透射反射镜的与反射面相反的背面侧，并且进行转换以使被摄体的反射光的各光线的光轴平行且使各光线成为会聚光。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的图像中继装置，其中，

能够安装绘制有预定图像的透明部件，所述透明部件在所述第一光学部件与所述第二光学部件之间设置在所述各光线会聚的会聚位置，并且使所述各光线透射。

23.根据权利要求22所述的图像中继装置，其中，

所述预定图像表示视力检查用的指标。

24.一种图像投影系统，包括：

投影装置，具有照射激光的光源、以及基于图像数据对所述激光进行扫描的扫描部，并且将所述扫描的激光作为图像光输出；

图像中继装置，具有

第一光学部件，对从所述投影装置射入的作为平行光的图像光进行转换以使所扫描的各光线的光轴平行且使各光线成为会聚光、及

第二光学部件，将从所述第一光学部件输出的各光线转换成平行光；以及

保持部，相对于所述投影装置对所述图像中继装置进行保持。

25.根据权利要求24所述的图像投影系统，其中，

所述图像中继装置的所述第二光学部件在使用者的使用状态下被使用者接目，

使通过所述第二光学部件转换成所述平行光的各光线在所述使用者的瞳孔附近会聚，并将从所述投影装置输出的所述图像光投影至使用者的视网膜。

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