CN115702379A - 图像投影装置 - Google Patents

Abstract

一种图像投影装置，其具备：光源(10)；控制部(50)，其基于图像数据生成图像光线，控制来自光源的图像光线的射出；扫描部(12)，其安装于佩戴于用户的脸的框架，二维地扫描从光源射出的图像光线；导光部件(30)，其安装于框架，配置于用户的眼睛的前方，由使在不同时间从扫描部射出的图像光线在内部透过的玻璃材料形成，具有反射图像光线的多个反射面，使由多个反射面反射的多个图像光线在用户的眼睛内的会聚点(62)会聚后照射到视网膜；反射镜(20)，其安装于框架，使从扫描部射出的多个图像光线在导光部件的近前的会聚点(60)会聚后入射到导光部件；以及透镜(24)，其配置于会聚点(60)，使图像光线以扩散光入射到导光部件的最后段的反射面。

Description

图像投影装置

技术领域

本发明涉及图像投影装置。

背景技术

已知一种图像投影装置，该图像投影装置二维地扫描由光源发射的光束，并且通过麦克斯韦(Maxwell)视觉将扫描的光束照射在用户的视网膜上以投影图像。另外，提出了能够投影抑制了失真、散焦等的优质的图像的图像投影装置，其使用了麦克斯韦视觉(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/065245号

发明内容

发明所要解决的问题

在将专利文献1所公开的图像投影装置安装于眼镜型框架等佩戴于用户的脸的框架的情况下，图像投影装置与用户的脸之间的间隙容易变小。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够在与用户的脸之间确保充分的间隙的图像投影装置。

用于解决问题的手段

本发明是一种图像投影装置，具备：光源；控制部，其基于图像数据生成图像光线，控制来自所述光源的所述图像光线的射出；扫描部，其安装于佩戴于用户的脸的框架，二维地扫描从所述光源射出的所述图像光线；导光部件，其安装于所述框架并配置于所述用户的眼睛的前方，由使从所述扫描部在不同的时间射出的多个所述图像光线在内部透过的玻璃材料形成，具有反射所述多个图像光线的多个反射面，使由所述多个反射面反射的所述多个图像光线在所述用户的眼睛内的第一会聚点会聚后照射到所述用户的视网膜；第一光学部件，其安装于所述框架，使从所述扫描部射出的所述多个图像光线在所述导光部件的近前的第二会聚点会聚后入射到所述导光部件；以及第二光学部件，其配置于所述第二会聚点，使所述多个图像光线分别以扩散光入射到所述导光部件所具备的所述多个反射面中的最后段的反射面，该最后段的反射面是最后反射所述多个图像光线的反射面。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述扫描部和所述第一光学部件安装于所述框架的镜腿附近，所述导光部件安装于所述框架的镜框附近，呈从所述用户的眼睛的前方向所述镜腿侧延伸的形状。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述导光部件具有奇数个反射面作为所述多个反射面，供被所述第一光学部件反射并向斜前方行进的所述多个图像光线入射。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述多个反射面中的所述最后段的反射面为凹曲面，其余的反射面为大致平坦面。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述其余的反射面相互大致平行。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述导光部件具有：主体部，反复进行在所述多个反射面的反射而照射到所述用户的视网膜的所述多个图像光线透过该主体部；以及罩部，其覆盖所述最后段的反射面，具有与所述主体部大致相同大小的折射率，所述最后段的反射面、由所述最后段的反射面反射后的所述多个图像光线从所述主体部射出的射出面、以及所述罩部的相对于所述最后段的反射面位于与所述主体部的所述射出面相反侧的面位于所述用户的眼睛的前方，所述最后段的反射面是半反射镜，所述主体部的所述射出面以及所述罩部的所述相反侧的面比所述最后段的反射面平坦。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述主体部的所述射出面以及所述罩部的所述相反侧的面相互大致平行且为大致平坦面。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述多个反射面中的所述最后段的反射面的前1个的第一反射面具有供由所述第一反射面的前1个的第二反射面反射的所述多个图像光线和由所述最后段的反射面反射的所述多个图像光线两者入射的区域，在所述区域中，将由所述第二反射面反射的所述多个图像光线向所述最后段的反射面反射，并且使由所述最后段的反射面反射的所述多个图像光线透过。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述第一反射面与所述多个图像光线中的与投影到所述用户的视网膜的图像的中心对应的中心图像光线被所述最后段的反射面反射后的光轴大致正交。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述多个图像光线会聚于所述第一会聚点的会聚角度的大小为所述扫描部对所述多个图像光线的扫描角度的大小以上。

在上述结构中，能够设为如下结构：从所述光源射出的所述图像光线从比所述扫描部靠近所述用户的脸的一侧向斜前方行进而入射到所述扫描部，从所述扫描部射出的所述多个图像光线从所述扫描部向后方行进后被所述第一光学部件向斜前方反射而入射到所述导光部件。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述图像投影装置具备壳体，该壳体安装于所述框架，在内部收纳所述扫描部、所述第一光学部件以及所述第二光学部件，所述导光部件的大部分不位于所述壳体内。

在上述结构中，能够设为如下结构：在将所述图像光线入射到所述导光部件的入射面与所述第二反射面之间的所述图像光线的光路长度设为第一光路长度，将所述第二反射面与所述第一反射面之间的所述图像光线的光路长度设为第二光路长度，将所述第一反射面与所述最后段的反射面之间的所述图像光线的光路长度设为第三光路长度，将所述最后段的反射面与作为所述导光部件的射出面的所述第一反射面之间的所述图像光线的光路长度设为第四光路长度的情况下，光路长度按照所述第一光路长度、所述第二光路长度、所述第三光路长度、所述第四光路长度的顺序变短。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述图像光线入射到所述第一光学部件的入射角与所述图像光线入射到所述最后段的反射面的入射角大致相同，所述图像光线入射到所述第二反射面的入射角与所述图像光线入射到所述第一反射面的入射角大致相同。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述多个图像光线中的一部分图像光线在透过所述最后段的反射面之后再次入射到所述最后段的反射面的相反面并透过，由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，其余的图像光线不透过所述最后段的反射面而由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，在入射到所述用户的眼睛时，所述一部分图像光线的亮度相对于所述其余的图像光线的亮度的比例为80％以上。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述多个图像光线中的一部分图像光线在透过所述最后段的反射面之后再次入射到所述最后段的反射面的相反面并透过，由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，其余的图像光线不透过所述最后段的反射面而由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，所述最后段的反射面的反射率为15％以下。

本发明是一种图像投影装置，具备：光源；控制部，其基于图像数据生成图像光线，并控制来自所述光源的所述图像光线的射出；扫描部，其二维地扫描从所述光源射出的所述图像光线；以及导光部件，其由使从所述扫描部在不同的时间射出的多个所述图像光线在内部透过的玻璃材料形成，具有反射所述多个图像光线的多个反射面，使由所述多个反射面中的最后反射所述多个图像光线的最后段的反射面反射的所述多个图像光线在用户的眼睛内的会聚点会聚后照射到所述用户的视网膜，所述多个图像光线中的一部分图像光线在透过所述最后段的反射面后再次入射到所述最后段的反射面的相反侧而透过，由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，其余的图像光线不透过所述最后段的反射面而由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，在入射到所述用户的眼睛时，所述一部分图像光线的亮度相对于所述其余的图像光线的亮度的比例为80％以上。

本发明是一种图像投影装置，具备：光源；控制部，其基于图像数据生成图像光线，并控制来自所述光源的所述图像光线的射出；扫描部，其二维地扫描从所述光源射出的所述图像光线；以及导光部件，其由使从所述扫描部在不同的时间射出的多个所述图像光线在内部透过的玻璃材料形成，具有反射所述多个图像光线的多个反射面，使由所述多个反射面中的最后段的反射面反射的所述多个图像光线在用户的眼睛内的会聚点会聚后照射到所述用户的视网膜，该最后段的反射面是最后反射所述多个图像光线的反射面，所述多个图像光线中的一部分图像光线在透过所述最后段的反射面后再次入射到所述最后段的反射面的相反侧而透过，由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，其余的图像光线不透过所述最后段的反射面而由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，所述最后段的反射面的反射率为15％以下。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述多个反射面具有：第一反射面，其位于靠近所述用户的眼睛的一侧；第二反射面，其位于远离所述用户的眼睛的一侧，供所述多个图像光线在入射到所述最后段的反射面之前入射；以及第三反射面，其供所述多个图像光线在透过所述最后段的反射面之后入射，所述第二反射面的反射率与所述第三反射面的反射率为大致相同的大小。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述第二反射面的反射率和所述第三反射面的反射率为40％以上且70％以下。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述第一反射面的反射率为45％以上且55％以下，所述第二反射面的反射率和所述第三反射面的反射率为50％以上且70％以下，所述最后段的反射面的反射率为5％以上且15％以下。

在上述结构中，能够设为如下结构：所述多个图像光线在所述多个反射面反射相同次数而照射到所述用户的视网膜。

发明效果

根据本发明，能够充分确保与用户的脸之间的间隙。

附图说明

图1的(a)是表示比较例1的光学系统的图，图1的(b)是对在图1的(a)的光学系统中照射到投射面的激光进行评价的模拟结果。

图2的(a)及图2的(b)是对使配置于会聚点的透镜的焦距不同时照射到投射面的激光进行评价的模拟结果。

图3的(a)是表示比较例2的光学系统的图，图3的(b)是对在图3的(a)的光学系统中照射到投射面的激光进行评价的模拟结果。

图4是示出将比较例2的光学系统安装于眼镜型框架的状态的图。

图5的(a)是表示比较例3的光学系统的图，图5的(b)是对在图5的(a)的光学系统中照射到投射面的激光进行评价的模拟结果。

图6的(a)是表示变更了激光向扫描部的入射角度的光学系统的图(其1)，图6的(b)是评价在图6的(a)的光学系统中照射到投射面的激光的模拟结果。

图7的(a)是表示变更了激光向扫描部的入射角度的光学系统的图(其2)，图7的(b)是评价在图7的(a)的光学系统中照射到投射面的激光的模拟结果。

图8是示出实施例1的图像投影装置的图。

图9是示出实施例1的图像投影装置的尺寸示例的图。

图10的(a)是示出进行了模拟的光学系统的图(其1)，图10的(b)是评价在图10的(a)的光学系统中照射到投射面的激光的模拟结果。

图11的(a)是表示进行了模拟的光学系统的图(其2)，图11的(b)是评价在图11的(a)的光学系统中照射到投射面的激光的模拟结果。

图12是示出将实施例1的图像投影装置安装于眼镜架的状态的图。

图13是示出实施例2的图像投影装置的图。

图14是示出在实施例2中用户经由导光部件观察外界的情况的图。

图15是示出实施例3的图像投影装置的图。

图16是示出反射率Rc与光量之比Pcr/Pct的关系的图。

图17的(a)是示出反射率Rc与光量之比Pcr/Pi的关系的图，图17的(b)是示出反射率Rc与透射率Tar的关系的图。

具体实施方式

首先，对图像投影装置所使用的光学系统的比较例进行说明。

[比较例1]

图1的(a)是表示比较例1的光学系统500的图。如图1的(a)所示，比较例1的光学系统500具备光源110、扫描部112、透镜114、反射镜116、反射镜120、投射镜122以及透镜124。光源110射出激光140。透镜114将光源110射出的激光140从扩散光变换为会聚光。反射镜116是平面镜，将透过了透镜114的激光140朝向扫描部112反射。扫描部112二维地扫描入射的激光140。通过扫描部112进行二维扫描，在不同的时间从扫描部112射出的多个激光140入射到反射镜120。反射镜120是具有由曲面构成的反射面的凹面镜。

被扫描的多个激光140分别以扩散光入射到反射镜120，通过反射镜120从扩散光变换为大致平行光。被扫描并被反射镜120反射的多个激光140在投射镜122的近前的会聚点160会聚。在会聚点160配置有透镜124。多个激光140分别被透镜124从大致平行光变换为会聚光，在投射镜122的近前聚光后成为扩散光而入射到投射镜122。投射镜122是具有由曲面构成的反射面的凹面镜，呈与反射镜120大致相同的形状，曲率半径与反射镜120大致相同。

多个激光140分别被投射镜122从扩散光变换为大致平行光。由投射镜122反射后的多个激光140在会聚点162会聚后照射到投射面164。

在光学系统500用于图像投影装置的情况下，会聚点162位于用户的眼睛内(例如瞳孔附近)，激光140被晶状体从大致平行光变换为会聚光，对焦于视网膜附近。

扫描部112对激光140的扫描角度与多个激光140向会聚点162会聚的会聚角度为大致相同的大小。另外，激光140在扫描部112与反射镜120之间的光路长度和激光140在投射镜122与会聚点162之间的光路长度为大致相同的长度，激光140在反射镜120与会聚点160之间的光路长度和激光140在会聚点160与投射镜122之间的光路长度为大致相同的长度。因此，扫描部112、会聚点160和会聚点162成为大致等倍的共轭的关系。

图1的(b)是对在图1的(a)的光学系统500中向投射面164照射的激光140进行评价的模拟结果。模拟是在从扫描部112射出的多个激光140分别呈大致圆形的形状且整体呈大致矩形且大致均匀地分布的情况下进行的(在以下的同样的模拟中也相同)。如图1的(b)所示，扫描部112与会聚点162成为大致等倍的共轭的关系，因此投射面164上的多个激光140分别呈大致圆形形状，且整体呈大致矩形形状而大致均匀地分布。

在此，对在会聚点160配置透镜124的理由进行说明。透镜124将激光140从大致平行光变换为会聚光。被透镜124变换为会聚光的激光140在投射镜122的近前聚光后成为扩散光而入射到投射镜122。投射镜122具有使多个激光140会聚于会聚点162的正的聚光能力。因此，通过将焦距被设定为适当的大小的透镜124配置于会聚点160，将激光140入射到投射镜122时的NA(数值孔径)设为合适的大小，能够使被投射镜122反射的激光140成为大致平行光。

图2的的(a)以及图2的的(b)是对在使配置于会聚点160的透镜124的焦距不同时向投射面164照射的激光140进行了评价的模拟结果。图2的(a)是透镜124的焦距不合适的情况下的模拟结果，图2的(b)是合适的情况下的模拟结果。如图2的(a)所示，在透镜124的焦距不合适的情况下，投射面164上的多个激光140的大小产生了偏差。由此可知，在透镜124的焦距不合适的情况下，在由投射镜122反射的多个激光140中包含不是大致平行光的激光140。另一方面，如图2的(b)所示，在透镜124的焦距合适的情况下，投射面164上的多个激光140的大小大致均匀。由此可知，在透镜124的焦距合适的情况下，由投射镜122反射的多个激光140全部成为大致平行光。

这样，在会聚点160配置将激光140从大致平行光变换为会聚光的透镜124，使透镜124的焦距成为合适的焦距而使激光140入射到投射镜122时的NA成为合适的大小，由此能够使由投射镜122反射的多个激光140成为大致平行光。由此，在将光学系统500用于图像投影装置的情况下，能够通过晶状体将多个激光140从大致平行光变换为会聚光，使其对焦于视网膜附近，能够向用户提供优质的图像。另外，由于会聚点160是多个激光140聚集的点，因此通过在会聚点160配置透镜124，能够容易地使多个激光140会聚的程度适当。

[比较例2]

在此，为了确保向用户的视网膜投影的图像的视场角等，期望增大配置于用户的眼前的投射镜的形状。图3的(a)是表示比较例2的光学系统600的图。如图3的的(a)所示，比较例2的光学系统600设置有曲率半径比反射镜120大的投射镜122a来代替投射镜122。因此，扫描部112与反射镜120之间的激光140的光路长度和投射镜122a与会聚点162之间的激光140的光路长度的长度不同。反射镜120与会聚点160之间的激光140的光路长度和会聚点160与投射镜122a之间的激光140的光路长度的长度不同。另一方面，反射镜120与会聚点160之间的激光140的光路长度相对于扫描部112与反射镜120之间的激光140的光路长度之比、和会聚点160与投射镜122a之间的激光140的光路长度相对于投射镜122a与会聚点162之间的激光140的光路长度之比成为大致相同的大小。因此，光学系统600成为大致等倍的相似形布局，扫描部112对激光140的扫描角度与多个激光140向会聚点162会聚的会聚角度成为大致相同的大小。

光学系统600的相似的比率也可以根据投射镜122a与用户的眼睛之间的距离、用户的脸的形状和/或用户的脸侧面的空间等来决定。

图3的(b)是对在图3的(a)的光学系统600中向投射面164照射的激光140进行评价的模拟结果。如图3的(b)所示，光学系统600为大致等倍的相似形布局，因此投射面164上的多个激光140分别呈大致圆形形状，且整体呈大致矩形形状而大致均匀地分布。

在将比较例2的光学系统600用于图像投影装置的情况下，有时将光学系统600安装于眼镜型框架。图4是示出将比较例2的光学系统600安装于眼镜型框架190的状态的图。另外，在图4中，光源110射出的激光140入射到扫描部112为止的路径与图3的(a)不同。如图4所示，投射镜122a配置在用户的眼前，因此配置在眼镜型框架190的镜框194附近。因此，反射镜120及透镜124配置在用户的脸的附近，激光140通过用户的脸的附近。另外，为了保护反射镜120、投射镜122a以及透镜124等，以及为了保护激光140，而将它们收纳于壳体196内，壳体196安装于眼镜型框架190的镜腿192以及镜框194。反射镜120及透镜124配置在用户的脸的附近，因此壳体196与用户的脸之间的间隙变小。例如，眼睛70与壳体196之间的距离变短，壳体196与睫毛干涉，有时会使投影于视网膜72的图像的品质降低。另外，由于壳体196与用户的脸之间的间隙变小，根据用户的脸的形状等，可能引起壳体196与用户的脸干涉。另外，壳体196的前后方向尺寸不能完全收敛于通常的眼镜型框架与脸之间的间隙内，不得不进行向前方方向伸出的设计。

[比较例3]

接着，对相对于比较例2的光学系统600增大了图像的视场角的比较例3的光学系统700进行说明。图5的(a)是表示比较例3的光学系统700的图。比较例3的光学系统700如图5的(a)所示，为了增大图像的视场角，与比较例2的光学系统600相比，使会聚点162的位置接近投射镜122a。

在比较例3的光学系统700中，与比较例2的光学系统600相比，会聚点162的位置接近投射镜122a，因此从图4可知，壳体196与用户的脸之间的间隙进一步变小。因此，更容易引起因壳体196与睫毛干涉而导致的画质的降低、壳体196对用户的脸的干涉。

图5的(b)是对在图5的(a)的光学系统700中向投射面164照射的激光140进行评价的模拟结果。如图5的(b)所示，投影面164上的多个激光140的整体形状成为大致梯形，成为产生梯形失真的结果。认为产生了梯形失真的原因在于，由于使会聚点162接近投射镜122a，因此偏离了大致等倍的相似形布局。即，认为从倾斜方向入射到投射镜122a的激光140被投射镜122a反射从而从投射镜122a接受的光功率不能被激光140被反射镜120向倾斜方向反射从而从反射镜120接受的光功率抵消，产生了梯形失真。

为了消除图5的(b)所示那样的梯形失真，存在如下方法：预先进行使投影的图像自身产生相反的梯形失真的处理，通过使预先产生的失真与由光学系统700产生的失真抵消来抑制梯形失真，但除此以外，也有通过调整激光140向扫描部112的入射角度来抑制梯形失真的方法。

图6的(a)及图7的(a)是表示变更了激光140向扫描部112的入射角度的光学系统710及720的图。如图6的(a)所示，在光学系统710中，激光140从相对于反射镜120位于与投射镜122a相反侧的位置向扫描部112倾斜入射。如图7的(a)所示，在光学系统720中，激光140从相对于反射镜120位于与投射镜122a相同侧的位置倾斜地入射到扫描部112。

图6的(b)及图7的(b)是对在图6的(a)的光学系统710及图7的(a)的光学系统720中向投射面164照射的激光140进行评价的模拟结果。如图6的(b)所示，在光学系统710中，与图5的(b)所示的光学系统700的模拟结果相比，梯形失真恶化。认为在光学系统710中梯形失真恶化的原因如下。在光学系统710中，激光140朝向扫描部112行进的方向与由反射镜120反射的激光140朝向投射镜122a行进的方向是大致相同的方向。因此，认为由于激光140从倾斜方向入射到投射镜122a而产生的梯形失真与由于激光140从大致相同的倾斜方向入射到扫描部112而产生的梯形失真一致，使梯形失真恶化。

另一方面，如图7的(b)所示，在光学系统720中，与图5的(b)所示的光学系统700的模拟结果相比，梯形失真得到改善。认为在光学系统720中梯形失真得到改善是由于以下的理由。在光学系统720中，激光140朝向扫描部112行进的方向与由反射镜120反射的激光140朝向投射镜122a行进的方向是不同的方向(交叉的方向)。因此，认为由于激光140从倾斜方向入射到投射镜122a而产生的梯形失真因激光140从不同的倾斜方向入射到扫描部112而产生的梯形失真而减弱，梯形失真得到了改善。

这样，通过使激光140从与激光140被反射镜120反射而朝向投射镜122a行进的方向不同的方向向扫描部112入射，能够改善梯形失真。

如图4所示，在将比较例2以及比较例3的光学系统用于图像投影装置的情况下，难以确保图像投影装置与用户的脸之间的充分的间隙。另外，由于图像投影装置也向前方方向突出，因此需要专用的框架等，有损设计性。因此，以下示出能够在与用户的脸之间确保充分的间隙，并且减轻图像投影装置向前方方向的突出量的图像投影装置的例子。

实施例1

图8是表示实施例1的图像投影装置100的图。如图8所示，图像投影装置100具备光源10、扫描部12、透镜14、反射镜16、反射镜20、透镜24、导光部件30、控制部50以及图像输入部52。图像输入部52从未图示的照相机和/或录像设备等输入图像数据。控制部50基于所输入的图像数据，控制来自光源10的激光40的射出。因此，通过光源10将图像数据变换为作为图像光线的激光40。另外，控制部50还控制扫描部12的驱动。

光源10在控制部50的控制下射出例如红色激光(波长：610nm～660nm左右)、绿色激光(波长：515nm～540nm左右)以及蓝色激光(波长：440nm～480nm左右)的可见激光。作为射出红色、绿色以及蓝色的激光的光源10，例如可举出集成有RGB(红、绿、蓝)各自的激光二极管芯片和3色合成器件的光源。另外，光源10也可以射出单一波长的激光。

控制部50例如是CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等处理器。如果将照相机朝向用户的视线方向设置在适当的位置，则能够将由该照相机拍摄到的视线方向的图像投影到视网膜72。另外，也可以投影从录像设备等输入的图像，或者通过控制部50使照相机图像和来自录像设备等的图像重叠，投影所谓的虚拟现实(AR：Augmented Reality)图像。

光源10射出的激光40透过透镜14。透镜14是将激光40从扩散光变换为会聚光的聚光透镜。透过了透镜14的激光40被反射镜16朝向扫描部12反射，以会聚光的状态入射到扫描部12。反射镜16是平面镜。透镜14为了使被反射镜20反射的激光40成为大致平行光而设置在光源10与扫描部12之间。

扫描部12(扫描仪)使入射的激光40在水平方向以及垂直方向的二维方向上扫描。扫描部12例如是MEMS(Micro Electro Mechanical System：微机电系统)镜等扫描镜。另外，扫描部12也可以是钽酸铌酸钾(KTN)等其他情况。通过扫描部12在二维方向上扫描并在不同的时间从扫描部12射出的多个激光40入射到反射镜20。多个激光40分别在反射镜20的近前聚光后成为扩散光而入射至反射镜20。反射镜20是具有由自由曲面等曲面构成的反射面的凹面镜，具有正的聚光能力。因此，多个激光40分别被反射镜20反射，从而从扩散光变换为大致平行光。

由反射镜20反射的多个激光40在导光部件30的近前的会聚点60会聚。在会聚点60设置有透镜24。透镜24是将多个激光40分别从大致平行光变换为会聚光的聚光透镜。基于与图2的(a)以及图2的(b)中说明的理由相同的理由，为了使从导光部件30朝向用户的眼睛70射出的多个激光40分别成为大致平行光，透镜24设置于会聚点60。透过了透镜24的多个激光40入射到导光部件30。

导光部件30例如由环烯烃聚合物(COP)树脂、丙烯酸树脂等玻璃材料形成。激光40透过导光部件30的内部。导光部件30具有多个反射面32、34、36。反射面32、34、36例如通过在玻璃材料上蒸镀反射材料而形成。激光40在导光部件30内按照反射面32、反射面34、反射面36的顺序反射，并从导光部件30向外部射出。反射面32和反射面34是大致平坦面，相互大致平行地设置。反射面32和反射面34例如与用户的脸大致平行。另一方面，反射面36为自由曲面等凹曲面。大致平坦面是指不对激光40赋予聚光能力的程度的平坦面。大致平行是指斜率为±5°以下的情况，可以为±3°以下的情况，也可以为±1°以下的情况。

入射到导光部件30的多个激光40分别一边会聚一边朝向反射面32行进。多个激光40分别在反射面32附近聚光。例如，与投影到视网膜的图像的中心对应的激光40a(也可以说是扫描部12的偏转角为0°时的激光)在反射面32上聚光。由反射面32反射的多个激光40分别朝向反射面34行进。例如，多个激光40全部在反射面34的近前聚光后成为扩散光而入射到反射面34。由反射面34反射的多个激光40分别以扩散光的状态入射到反射面36。

反射面36为凹曲面，因此具有正的聚光能力。因此，由反射面36反射的多个激光40分别从扩散光变换为大致平行光，并且，多个激光40在用户的眼睛70内的会聚点62会聚。会聚点62例如位于瞳孔74附近。由于向眼睛70行进的激光40是大致平行光，因此激光40被晶状体76从大致平行光变换为会聚光而在视网膜72附近对焦。这使得用户A能够视觉辨认图像A。

为了增大向视网膜72投影的图像的视场角，以使多个激光40向会聚点62会聚的会聚角度α2比扫描部12的扫描角度α1大的方式设定反射面36的曲率。

反射面34具有将由反射面32反射的激光40朝向反射面36反射的区域34a和使由反射面36反射的激光40透过的区域34b，区域34a和34b一部分重叠。在该重叠的区域34c中，需要使激光40反射的功能和使其透过的功能这两者。由反射面32反射的激光40入射到反射面34的入射角大于由反射面36反射的激光40入射到反射面34的入射角。因此，在反射面34的至少区域34c中具有如下的角度依赖性：入射角大的激光40主要是反射、入射角小的激光40主要是透过，由此能够兼顾使由反射面32反射的激光40反射且使由反射面36反射的激光40透过。另外，由反射面36反射的激光40投影于视网膜72即可，即使由反射面32反射的激光40透过反射面34，实质上也不会产生影响，因此通过对反射面34使用半反射镜，也能够兼顾使由反射面32反射的激光40反射且使由反射面36反射的激光40透过。

在此，对图像投影装置100的尺寸例进行说明。图9是表示实施例1的图像投影装置100的尺寸例的图。另外，以下所示的尺寸例是假定导光部件30的折射率为1.5～1.55左右的情况下的例子。另外，各尺寸表示与投影于视网膜72的图像的中心对应的激光40a的轴的轨迹上的长度。如图9所示，扫描部12与反射镜20之间的长度L1为6mm～9mm，作为一例为7.5mm。反射镜20与导光部件30的入射面31a之间的长度L2为10.7mm～16mm，作为一例为13.4mm。透镜24的长度L3为2.4mm～3.6mm，作为一例为3mm。导光部件30的入射面31a与反射面32之间的长度L4为10mm～14.8mm，作为一例为12.4mm。反射面32与34之间的长度L5为6mm～9mm，作为一例为7.6mm。反射面34与36之间的长度L6为4.3mm～6.5mm，作为一例为5.4mm。反射面36与导光部件30的射出面31b之间的长度L7为2.8mm～4.2mm，作为一例为3.5mm。从导光部件30的射出面31b到眼睛70的角膜78的长度L8为6.7mm～10mm，作为一例为8.4mm。激光40a向反射镜20的入射角θ1为20°～30°，作为一例为25°。激光40a向反射面32的入射角θ2和向反射面34的入射角θ3为40°～60°，作为一例为50°。激光40a向反射面36的入射角θ4为20°～30°，作为一例为25°。另外，关于图9中的L2～L7的尺寸，如果其光路长度、即折射率与距离之积的总和恒定，则成为同样的设计结果。也可以利用该情况对尺寸进行微调整。

这样，例如，导光部件30内的长度L4、L5、L6、L7依次变短。例如，激光40a向反射镜20的入射角θ1和向反射面36的入射角θ4为大致相同的大小，向反射面32的入射角θ2和向反射面34的入射角θ3为大致相同的大小，入射角θ2及θ3为入射角θ1及θ4的大致2倍。由此，能够向视网膜72投影优质的图像。入射角为大致相同的大小以及为大致2倍的大小是指与能够向视网膜72投影优质的图像的程度相同的大小以及其2倍。

如图8所示，与投影于视网膜72的图像的中心对应的激光40a由扫描部12反射而朝向反射镜20行进的方向与由导光部件30的反射面36反射而朝向眼睛70行进的方向大致平行。反射面34与由导光部件30的反射面36反射而朝向眼睛70行进时的激光40a大致正交地设置。反射面32与反射面34大致平行地设置。通过设为这样的结构，能够向视网膜72投影优质的图像。大致平行是指斜率为±5°以下的情况，可以为±3°以下的情况，也可以为±1°以下的情况。大致正交是指交叉角度为90°±5°的情况，可以是90°±3°的情况，也可以是90°±1°的情况。

另外，与投影到视网膜72的图像的中心对应的激光40a大致垂直地入射到导光部件30的入射面31a。大致垂直是指90°±5°的情况，可以是90°±3°的情况，也可以是90°±1°的情况。使用图10的(a)至图11的(b)对该效果进行说明。图10的(a)以及图11的(a)是表示进行了模拟的光学系统800以及810的图，图10的(b)以及图11的(b)是评价了在图10的(a)的光学系统800以及图11的(a)的光学系统810中向投射面164照射的激光140的模拟结果。

如图10的(a)及图11的(a)所示，在用于模拟的光学系统800及810中，多个激光140由反射镜120反射并在会聚点160会聚后从入射面131a入射至导光部件130。导光部件130具有反射面136，多个激光140由反射面136反射并在会聚点162会聚后投射到投射面164。在图10的(a)的光学系统800中，相对于扫描部112的偏转角为0°时的激光140a，导光部件130的入射面131a向一侧倾斜。在图11的(a)的光学系统810中，相对于扫描部112的偏转角为0°时的激光140a，导光部件130的入射面131a向另一侧倾斜。

如图10的的(b)和图11的的(b)所示，在激光140a以具有角度的方式倾斜入射到导光部件130的情况下，结果是照射到投射面164的多个激光140产生偏差和偏角。

根据该模拟结果可知，在实施例1的图像投影装置100中，为了向视网膜72投影优质的图像，优选激光40a大致垂直地入射到导光部件30的入射面31a。

图12是表示将实施例1的图像投影装置100安装于眼镜型框架90的状态的图。如图12所示，眼镜型框架90具有镜腿(镜腿)92和镜框94。扫描部12和反射镜20在镜腿92附近安装于眼镜型框架90。导光部件30在镜框94附近安装于眼镜型框架90。光源10、扫描部12、透镜14、反射镜16、反射镜20、透镜24收纳在用于保护它们且保护激光40的壳体96内。通过将壳体96安装于眼镜型框架90，从而将壳体96内的光学部件安装于眼镜型框架。导光部件30由玻璃材料形成，激光40透过导光部件30的内部，因此导光部件30的大部分不位于壳体96内。导光部件30的大部分不位于壳体96内是指导光部件30的80％以上不在壳体96内，可以是85％以上不在壳体96内的情况，也可以是90％以上不在壳体96内的情况。

激光40在导光部件30的内部一边被反射面32～36反射一边行进，从而能够将反射镜20以及透镜24配置在远离用户的脸的位置。另外，在内部收纳反射镜20、透镜24等的壳体96由于反射镜20、透镜24等配置在远离用户的脸的位置，因此设置为远离用户的脸。因此，能够充分确保壳体96与用户的脸之间的间隙，能够抑制壳体96与用户的脸干涉。另外，

由于导光部件30由玻璃材料形成，因此导光部件30的大部分可以不收纳于壳体96内。若欲增大投影于视网膜72的图像的视场角，则眼睛70与导光部件30之间的距离(图9中的长度L8)变短，但导光部件30的大部分未收纳于壳体96内，因此即使增大图像的视场角，也能够将眼睛70与导光部件30之间的距离维持为睫毛难以与导光部件30干涉的长度(例如8mm以上)。

另外，由玻璃材料形成的导光部件30配置于眼前，激光40在导光部件30内多次反射后照射到视网膜72，因此导光部件30成为沿着用户的脸延伸的形状。因此，与如比较例2等那样激光被配置于眼前的投射镜反射而照射到视网膜72的情况相比，减轻了图像投影装置100在眼前向前方方向突出的情况。而且，由于激光40在导光部件30内行进，所以可以不用壳体96覆盖导光部件30，所以在这一点上，也减轻了图像投影装置100在眼前向前方方向突出的情况。由此，能够提高设计性。

如以上说明的那样，根据本实施例1，如图8所示，由扫描部12扫描的多个激光40(图像光线)通过反射镜20(第一光学部件)在导光部件30的近前的会聚点60(第二会聚点)会聚后入射到导光部件30。导光部件30由激光40在内部透过的玻璃材料形成，使由多个反射面32、34、36反射的多个激光40在眼睛70内的会聚点62(第一会聚点)会聚后照射到视网膜72。在会聚点60设置有使激光40以扩散光入射至导光部件30的最后段的反射面36的透镜24(第二光学部件)。通过在会聚点60设置透镜24，能够使激光40入射到导光部件30的最后段的反射面36时的NA成为适当的大小，能够使由反射面36反射的多个激光40成为大致平行光。因此，能够投影优质的图像。通过在这样的透镜24的后段设置由激光40在内部透过的玻璃材料形成的导光部件30，如图12所示，导光部件30的大部分可以不收纳于壳体96，因此能够充分地确保图像投影装置100与用户的脸之间的间隙。

另外，在本实施例1中，如图12所示，扫描部12和反射镜20安装在眼镜型框架90的镜腿92附近，导光部件30安装在眼镜型框架90的镜框94附近。而且，导光部件30呈从用户的眼睛70的前方向眼镜型框架90的镜腿92侧延伸的形状。由此，能够沿着用户的脸的轮廓配置扫描部12、反射镜20、透镜24以及导光部件30。因此，能够在图像投影装置100与用户的脸之间确保充分的间隙。另外，能够使图像投影装置100小型化。

另外，在本实施例1中，如图12所示，导光部件30具有奇数个反射面32、34、36，被反射镜20反射而向斜前方行进的多个激光40入射到导光部件30。由此，激光40在导光部件30的内部从眼镜型框架90的镜腿92侧朝向眼睛70侧行进，能够沿着用户的脸的轮廓配置扫描部12、反射镜20、透镜24以及导光部件30。

另外，在本实施例1中，如图8所示，导光部件30的多个反射面32、34、36中的最后段的反射面36为凹曲面，其余的反射面32、34为大致平坦面。由此，能够使激光40在导光部件30的内部从眼镜型框架90的镜腿92侧朝向眼睛70侧行进，能够沿着用户的脸的轮廓配置扫描部12、反射镜20、透镜24以及导光部件30。另外，优选反射面32和34相互大致平行。

另外，在本实施例1中，如图8所示，最后段的反射面36的前1个反射面34(第一反射面)具有供被其前1个反射面32(第二反射面)反射的激光40和被最后段的反射面36反射的激光40双方入射的区域34c。反射面34在该区域34c中使由反射面32反射的激光40向反射面36反射，并且使由反射面36反射的激光40透过。由此，能够使多个激光40会聚于会聚点62而照射到视网膜72。另外，能够使导光部件30小型化。

另外，在本实施例1中，反射面34与对应于图像的中心的激光40a(中心图像光线)被反射面36反射后的光轴大致正交。由此，即使在被反射面36反射的多个激光40在从导光部件30射出时发生折射，也能够使多个激光40会聚于会聚点62。

另外，在本实施例1中，多个激光40向会聚点62会聚的会聚角度α2比扫描部12对多个激光40的扫描角度α1大。由此，能够增大投影到视网膜72的图像的视场角。另外，导光部件30的大部分也可以不收纳在壳体96内，因此即使为了增大图像的视角而使会聚点62接近导光部件30，也能够充分确保图像投影装置100与用户的脸之间的间隙。此外，也可以是收敛角度α2的大小为扫描角度α1以上的情况。

另外，在本实施例1中，如图12所示，激光40从比安装在眼镜型框架90的镜腿92附近的扫描部12更靠近用户的脸的一侧向斜前方行进而入射到扫描部12，从扫描部12向后方行进后被反射镜20向斜前方反射，入射到安装在眼镜型框架90的镜框94附近的导光部件30。由此，根据与图7的的(a)和图7的的(b)中说明的理由相同的理由，能够向视网膜72投影抑制了失真的优质的图像。

实施例2

图13是表示实施例2的图像投影装置200的图。在实施例2的图像投影装置200中，如图13所示，导光部件30a具有：主体部38，其为了使入射到入射面31a的多个激光40照射到用户的眼睛70而一边被反射面32～36反射一边行进；以及罩部39，其以从外侧覆盖反射面32和反射面36的方式粘贴于主体部38。主体部38和罩部39由折射率为大致相同大小的材质的玻璃材料形成，例如由相同材质的玻璃材料形成。由反射面36反射的多个激光40从主体部38射出的射出面31b比反射面36平坦。罩部39的相对于反射面36位于与主体部38的射出面31b相反侧的面39a比反射面36平坦。罩部39的面39a和主体部38的射出面31b例如成为相互大致平行且大致平坦的面。另外，反射面32～36全部为半反射镜。其他结构与实施例1相同，因此省略说明。

图14是表示在实施例2中用户经由导光部件30a观察外界的情况的图。如图14所示，主体部38的射出面31b、反射面36以及罩部39的面39a位于用户的眼睛70的前方。主体部38和罩部39的折射率为大致相同的大小，罩部39的面39a及主体部38的射出面31b成为平坦性高的面，因此用户能够如视线79那样经由作为半反射镜的反射面36抑制违和感而视觉辨认外界。

根据本实施例2，导光部件30a具备：主体部38，反复进行在多个反射面32～36的反射而向用户的视网膜72照射的多个激光40透过该主体部38；以及罩部39，其覆盖最后段的反射面36，具有与主体部38大致相同大小的折射率。反射面36是半反射镜，罩部39的面39a以及主体部38的射出面31b比反射面36平坦。由此，如图14所示，用户能够抑制违和感而视觉辨认外界。因此，能够应对在实际存在的风景上重叠显示虚拟的视觉信息的增强现实(AR：Augmented Reality)。主体部38与罩部39的折射率为大致相同的大小是指与用户能够抑制违和感而视觉辨认外界的程度相同的大小，是指折射率之差为0.05以下的情况。

另外，在本实施例2中，罩部39的面39a与主体部38的射出面31b相互大致平行且成为大致平坦面。由此，用户能够进一步抑制违和感而视觉辨认外界。需要说明的是，为了矫正用户的视力，罩部39的面39a也可以成为符合矫正度数的凹曲面或凸曲面。因此，所谓罩部39的面39a为大致平坦面，包括在视力矫正程度下为曲面的情况，是指在用户能够抑制违和感而视觉辨认外界的程度下为平坦面。罩部39的面39a与主体部38的射出面31b大致平行是指，即使在罩部39的面39a成为视力矫正程度的曲面的情况下，也以用户能够抑制违和感而视觉辨认外界的程度平行。

另外，如上述实施例2那样，优选罩部39覆盖反射面32和36双方的情况。由此，能够降低用户观察外界时在反射面32与36的边界部分产生的违和感。

此外，在上述实施例2中，主体部38既可以整体通过一体成型而形成，也可以在由大致平坦面的反射面构成的第一部分38a和具有自由曲面的反射面36的第二部分38b分别成型之后将它们贴合。第一部分38a和第二部分38b在使用不同的模具成型后贴合，从而制造容易性提高。另一方面，通过一体成型来形成主体部38整体，从而量产性提高。

实施例3

图15是表示实施例3的图像投影装置300的图。在实施例3的图像投影装置300中，如图15所示，与实施例2同样地，导光部件30a具有主体部38和罩部39。与实施例2同样地，主体部38具有：反射面34，其位于靠近用户的眼睛70的一侧；以及反射面32，其位于远离用户的眼睛70的一侧，供多个激光40入射到最后段的反射面36之前入射。与实施例2的不同点在于，罩部39具有反射面37，该反射面37相对于反射面36位于与主体部38的射出面31b的相反侧。反射面37与反射面32、34同样是平坦面，与反射面32成为大致同一面。反射面32、34、36及37全部对入射的激光40的一部分进行反射，使其余部分透过。多个激光40被多个反射面32、34、36、37反射相同次数而照射到眼睛70。

若要实现导光部件30a的薄型化、确保用于抑制对用户的脸的干涉的向横向的伸出和/或视角，则导光部件30a内的激光40的反射次数增加。在该情况下，若想要使多个激光40会聚于会聚点62，则多个激光40中的一部分激光40c从眼睛70侧入射到反射面36并透过该反射面，在被罩部39的反射面37反射后再次从眼睛70的相反侧(相反面)入射到反射面36并透过该反射面而被反射面34反射后，被反射面36反射而照射到眼睛70。多个激光40中的其余的激光40a、40b不透过反射面36而被反射面36反射并照射到眼睛70。另外，虽然省略了图示，但激光40a、40b的一部分也透过反射面36，但由于该光不照射到视网膜72，因此可以不考虑。

为了抑制投影到视网膜72的图像上的亮度偏差，优选将不透过反射面36而由反射面36反射并照射到眼睛70的激光40a、40b和透过反射面36后由反射面36反射并照射到眼睛70的激光40c入射到眼睛70时的亮度差抑制得较小。另一方面，优选入射到眼睛70的激光40a～40c的光强度大到一定程度。另外，在经由导光部件30a观察外界的情况下，导光部件30a的透射率优选为10％～30％左右。因此，以下示出用于实现这些目的的方法。

以下，激光40a～40c在反射面32、34、37合计反射4次，通过最后段的反射面36上的第五次反射而照射到眼睛70。另外，如下规定各面的反射率等。另外，为了简化，将同一面的透射率与反射率之和设为1(透射率+反射率＝1)。

激光40a～40c向入射面31a的入射光量：Pi

入射面31a的透射率：Tp

入射面31a的反射率：Rp(＝1－Tp)

反射面34的透射率：Ta

反射面34的反射率：Ra(＝1－Ta)

反射面32的透射率：Tb

反射面32的反射率：Rb(＝1－Tb)

反射面36的透射率：Tc

反射面36的反射率：Rc(＝1－Tc)

反射面37的透射率：Td

反射面37的反射率：Rd(＝1－Td)

在该情况下，未透过反射面36而被反射面36反射的激光40a、40b向眼睛70照射时的光量Pcr为：Pcr＝Pi×Tp×Ta×Rb×Ra×Rb×Ra×Rc×Ta…(1)。

另一方面，透过反射面36后再次入射到反射面36并被反射面36反射的激光40c照射到眼睛70时的光量Pct为：Pct＝Pi×Tp×Ta×Rb×Ra×Tc×Rd×Tc×Ra×Rc×Ta···(2)。

在此，为了简化，设入射面31a的透射率Tp为1。在该情况下，式(1)、(2)能够如以下那样变形。

Pcr/Pi＝Ta×Rb×Ra×Rb×Ra×Rc×Ta...(3)

Pct/Pi＝Ta×Rb×Ra×Tc×Rd×Tc×Ra×Rc×Ta...(4)

为了抑制投影到视网膜72上的图像上的亮度不均，优选式(3)/式(4)接近1。另外，式(3)、(4)是向眼睛70照射的光量相对于入射光量的比率，因此优选比率较大的情况。

式(3)/式(4)接近1的情况表示如下。

Pcr/Pct＝Rb/(Tc×Rd×Tc)≒1...(5)

在此，反射面32和反射面37是连续的同一面，用户经由反射面32和反射面37观察外界，因此优选反射率大致相同的情况。因此，以下设为Rb＝Rd。在该情况下，式(5)如下所示。

Pcr/Pct＝Tc²≒1...(5′)

Tc＝1意味着反射面36处的反射率为零，激光40a～40c不被反射面36反射而不投射到视网膜72。因此，Tc优选设为小于1的值并且设为考虑了平衡的值。

在此，在用户为了例如AR(Augmented Reality：增强现实)等而经由导光部件30a观察外界的情况下，来自外界的光经由反射面32、37、反射面36和反射面34到达用户的眼睛70。对于太阳镜而言，通常认为来自外界的光的透射率为10％～30％左右是合适的。反射面32、37、反射面36和反射面34的透射率Tar如下表示。

Tar＝Td×Tc×Ta＝(1－Rd)×(1－Rc)×(1－Ra)...(6)

以以上为前提，以下示出Ra、Rb、Rc、Rd的范围。

[Rc的范围]

已知作为人的视觉灵敏度，几乎无法识别70％～80％左右的亮度差。式(5′)的Tc²能够变形为(1－Rc)²，若将Pcr/Pct＝(1－Rc)²用图表表示，则如图16所示。根据图16可知，为了将亮度差抑制在70％～80％左右，Rc的范围优选以下的情况。

Rc≤15％

[Ra的范围]

如上所述，从照射到眼睛70的光量的观点出发，优选式(3)较大的情况。式(3)中的Rc存在上述的制约，关于Rb在后面叙述，但优选至少式(3)中包含的Ta×Ra×Ra×Ta＝(1－Ra)²×Ra²较大的情况。在该情况下，在Ra＝0.5时成为最大，因此可以说Ra的范围优选以下的情况。

45％≤Ra≤55％

[Rb的范围]

图17的(a)是表示将式(3)中的Ra固定为50％，使Rb变化为30％、40％、50％、60％、70％、80％时的Rc与Pcr/Pi的关系的图。如上所述，式(3)表示照射到眼睛70的光量相对于入射光量的比率，因此优选比率较大的情况。考虑到光源10的激光输出为数mW，照射到眼睛70的光量衰减至数mW的1/10000左右，优选照射到眼睛70的光量相对于入射光量的比率为0.1％左右。因此，根据图17的(a)，可以说优选Rb为Rb≥50％。

图17的(b)是表示将式(6)中的Ra固定为50％，使Rb变化为30％、40％、50％、60％、70％、80％时的Rc与Tar的关系的图。如上所述，来自外界的光的透射率为10％～30％左右是合适的。因此，根据图17的(b)，可以说优选Rb为40％≤Rb≤70％。

因此，根据图17的(a)及图17的(b)，可以说Rb的范围优选以下的情况。

50％≤Rb≤70％

另外，如上所述，用户经由作为连续的面的反射面32和反射面37观察外界，因此优选Rb与Rd相等的情况。因此，可以说Rd的范围优选以下的情况。

50％≤Rd≤70％

由此，可以说优选的是：

反射面34(第一反射面)的反射率Ra的范围：45％≤Ra≤55％

反射面32(第二反射面)的反射率Rb的范围：50％≤Rb≤70％

反射面36(最后段的反射面)的反射率Rc的范围：5％≤Rc≤15％

反射面37(第三反射面)的反射率Rd的范围：50％≤Rd≤70％

根据实施例3，多个激光40中的一部分激光40c在透过反射面36之后再次入射到反射面36，被反射面36反射而照射到视网膜72，其余的激光40a、40b不透过反射面36而被反射面36反射而照射到视网膜72。在该情况下，在激光40a～40c入射到眼睛70时，将激光40c的亮度相对于激光40a、40b的亮度的比例设为80％以上。由此，能够抑制投影到视网膜72的图像上的亮度偏差。

将反射面36的反射率Rc设为15％以下。通过将反射面36的反射率Rc设为15％以下，如图16所示，能够将透过反射面36后由反射面36反射的激光40c与不透过反射面36而由反射面36反射的激光40a、40b的亮度差抑制为70％左右。因此，能够抑制投影到视网膜72的图像上的亮度偏差。从减小亮度差的观点出发，Rc优选为13％以下，更优选为12％以下，进一步优选为10％以下。另一方面，若Rc变得过小，则反射面36上的激光40的反射量变小，若想要确保向眼睛70照射的激光40的光量，则例如进行提高光源10的输出等，因此Rc优选为5％以上，更优选为8％以上，进一步优选为10％以上。

使反射面32的反射率Rb和反射面37的反射率Rd为大致相同的大小。由此，即使在激光40a、40b不被反射面37反射而激光40c被反射面37反射的情况下，也能够将因反射面37的反射的有无而在激光40a～40c中产生的亮度差抑制得较小。大致相同的大小是指反射面37的反射率Rd相对于反射面32的反射率Rb的比例为95％～105％的情况，也可以是98％～102％的情况。

将反射面32的反射率Rb及反射面37的反射率Rd设为40％以上且70％以下。由此，在AR等中经由导光部件30a观察外界的情况下，能够以合适的亮度观察外界。

为了实现将照射到眼睛70的多个激光40的亮度差抑制得较小、确保入射到眼睛70时的激光40的光量较大、以及确保经由导光部件30a观察外界时的视觉辨认性，优选反射面34的反射率Ra为45％以上且55％以下，反射面32、37的反射率Rb、Rd为50％以上且70％以下，反射面36的反射率Rc为5％以上且15％以下。

此外，在上述实施例1以及上述实施例2中，反射镜20只要具有正的聚光能力，具备使多个激光40会聚后扩散的光学特性，则除了曲面镜以外，也可以是组合透镜或镜、使用衍射元件等的其他光学部件。

另外，在上述实施例1和上述实施例2中，透镜24也可以具有抑制色像差的功能。另外，透镜24优选采用抑制了像面弯曲的设计。透镜24只要能够使激光40以扩散光入射至导光部件30的反射面36即可，也可以是反射镜、衍射元件等其他光学部件。

此外，在上述实施例1以及上述实施例2中，以将图像投影装置100安装于眼镜型框架90的情况为例进行了说明，但只要该框架能够佩戴于用户的脸，且能够将图像投影装置100设置于用户的眼睛的前方即可，不限于眼镜型，也可以是护目镜型、眼贴型、耳挂型以及头盔佩戴型等其他情况。

尽管已经详细介绍了本发明的某些实施例，但是本发明并不局限于特定的实施例，而是可以在根据权利要求所述的本发明的保护范围内进行变化或修改。

Claims (22)

1.一种图像投影装置，其中，所述图像投影装置具备：

光源；

控制部，其基于图像数据生成图像光线，控制所述图像光线从所述光源的射出；

扫描部，其安装于佩戴于用户的脸的框架，二维地扫描从所述光源射出的所述图像光线；

导光部件，其安装于所述框架并配置于所述用户的眼睛的前方，由使从所述扫描部在不同的时间射出的多个所述图像光线在内部透过的玻璃材料形成，具有反射所述多个图像光线的多个反射面，使由所述多个反射面反射的所述多个图像光线在所述用户的眼睛内的第一会聚点会聚后照射到所述用户的视网膜；

第一光学部件，其安装于所述框架，使从所述扫描部射出的所述多个图像光线在所述导光部件的近前的第二会聚点会聚后入射到所述导光部件；以及

第二光学部件，其配置于所述第二会聚点，使所述多个图像光线分别以扩散光入射到所述导光部件所具备的所述多个反射面中的最后反射所述多个图像光线的最后段的反射面。

2.根据权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述扫描部和所述第一光学部件安装于所述框架的镜腿附近，

所述导光部件安装于所述框架的镜框附近，呈从所述用户的眼睛的前方向所述镜腿侧延伸的形状。

3.根据权利要求2所述的图像投影装置，其中，所述导光部件具有奇数个反射面作为所述多个反射面，供被所述第一光学部件反射并向斜前方行进的所述多个图像光线入射。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像投影装置，其中，所述多个反射面中的所述最后段的反射面为凹曲面，其余的反射面为大致平坦面。

5.根据权利要求4所述的图像投影装置，其中，所述其余的反射面相互大致平行。

6.根据权利要求4或5所述的图像投影装置，其中，所述导光部件具有：主体部，反复进行在所述多个反射面的反射而照射到所述用户的视网膜的所述多个图像光线透过该主体部；以及罩部，其覆盖所述最后段的反射面，具有与所述主体部大致相同大小的折射率，

所述最后段的反射面、由所述最后段的反射面反射后的所述多个图像光线从所述主体部射出的射出面、以及所述罩部的相对于所述最后段的反射面位于与所述主体部的所述射出面相反侧的面位于所述用户的眼睛的前方，

所述最后段的反射面是半反射镜，

所述主体部的所述射出面以及所述罩部的所述相反侧的面比所述最后段的反射面平坦。

7.根据权利要求6所述的图像投影装置，其中，所述主体部的所述射出面以及所述罩部的所述相反侧的面相互大致平行且为大致平坦面。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的图像投影装置，其中，所述多个反射面中的所述最后段的反射面的前1个的第一反射面具有供由所述第一反射面的前1个的第二反射面反射的所述多个图像光线和由所述最后段的反射面反射的所述多个图像光线这两者入射的区域，在所述区域中，将由所述第二反射面反射的所述多个图像光线向所述最后段的反射面反射，并且使由所述最后段的反射面反射的所述多个图像光线透过。

9.根据权利要求8所述的图像投影装置，其中，所述第一反射面与所述多个图像光线中的与投影到所述用户的视网膜的图像的中心对应的中心图像光线被所述最后段的反射面反射后的光轴大致正交。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的图像投影装置，其中，所述多个图像光线会聚于所述第一会聚点的会聚角度的大小为所述扫描部对所述多个图像光线的扫描角度的大小以上。

11.根据权利要求2或3所述的图像投影装置，其中，从所述光源射出的所述图像光线从比所述扫描部靠近所述用户的脸的一侧向斜前方行进而入射到所述扫描部，

从所述扫描部射出的所述多个图像光线在从所述扫描部向后方行进后被所述第一光学部件向斜前方反射而入射到所述导光部件。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的图像投影装置，其中，所述图像投影装置具备壳体，该壳体安装于所述框架，在内部收纳所述扫描部、所述第一光学部件以及所述第二光学部件，

所述导光部件的大部分不位于所述壳体内。

13.根据权利要求8所述的图像投影装置，其中，在将所述图像光线入射到所述导光部件的入射面与所述第二反射面之间的所述图像光线的光路长度设为第一光路长度，将所述第二反射面与所述第一反射面之间的所述图像光线的光路长度设为第二光路长度，将所述第一反射面与所述最后段的反射面之间的所述图像光线的光路长度设为第三光路长度，将所述最后段的反射面与作为所述导光部件的射出面的所述第一反射面之间的所述图像光线的光路长度设为第四光路长度的情况下，光路长度按照所述第一光路长度、所述第二光路长度、所述第三光路长度、所述第四光路长度的顺序变短。

14.根据权利要求8所述的图像投影装置，其中，所述图像光线入射到所述第一光学部件的入射角与所述图像光线入射到所述最后段的反射面的入射角大致相同，所述图像光线入射到所述第二反射面的入射角与所述图像光线入射到所述第一反射面的入射角大致相同。

15.根据权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述多个图像光线中的一部分图像光线在透过所述最后段的反射面之后再次入射到所述最后段的反射面的相反面并透过，由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，其余的图像光线不透过所述最后段的反射面而由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，

在入射到所述用户的眼睛时，所述一部分图像光线的亮度相对于所述其余的图像光线的亮度的比例为80％以上。

16.根据权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述多个图像光线中的一部分图像光线在透过所述最后段的反射面之后再次入射到所述最后段的反射面的相反面并透过，由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，其余的图像光线不透过所述最后段的反射面而由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，

所述最后段的反射面的反射率为15％以下。

17.一种图像投影装置，其中，所述图像投影装置具备：

光源；

控制部，其基于图像数据生成图像光线，并控制来自所述光源的所述图像光线的射出；

扫描部，其二维地扫描从所述光源射出的所述图像光线；以及

导光部件，其由使从所述扫描部在不同的时间射出的多个所述图像光线在内部透过的玻璃材料形成，具有反射所述多个图像光线的多个反射面，使由所述多个反射面中的最后反射所述多个图像光线的最后段的反射面反射的所述多个图像光线在用户的眼睛内的会聚点会聚后照射到所述用户的视网膜，

所述多个图像光线中的一部分图像光线在透过所述最后段的反射面后再次入射到所述最后段的反射面的相反侧而透过，由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，其余的图像光线不透过所述最后段的反射面而由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，

在入射到所述用户的眼睛时，所述一部分图像光线的亮度相对于所述其余的图像光线的亮度的比例为80％以上。

18.一种图像投影装置，其中，所述图像投影装置具备：

光源；

控制部，其基于图像数据生成图像光线，并控制所述图像光线从所述光源的射出；

扫描部，其二维地扫描从所述光源射出的所述图像光线；以及

导光部件，其由使从所述扫描部在不同的时间射出的多个所述图像光线在内部透过的玻璃材料形成，具有反射所述多个图像光线的多个反射面，使由所述多个反射面中的最后反射所述多个图像光线的最后段的反射面反射的所述多个图像光线在用户的眼睛内的会聚点会聚后照射到所述用户的视网膜，

所述多个图像光线中的一部分图像光线在透过所述最后段的反射面后再次入射到所述最后段的反射面的相反侧并透过，由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，其余的图像光线不透过所述最后段的反射面而由所述最后段的反射面反射而照射到所述用户的视网膜，

所述最后段的反射面的反射率为15％以下。

19.根据权利要求18所述的图像投影装置，其中，所述多个反射面具有：第一反射面，其位于靠近所述用户的眼睛的一侧；第二反射面，其位于远离所述用户的眼睛的一侧，供所述多个图像光线在入射到所述最后段的反射面之前入射；以及第三反射面，其供所述多个图像光线在透过所述最后段的反射面之后入射，

所述第二反射面的反射率与所述第三反射面的反射率为大致相同的大小。

20.根据权利要求19所述的图像投影装置，其中，所述第二反射面的反射率以及所述第三反射面的反射率为40％以上且70％以下。

21.根据权利要求19或20所述的图像投影装置，其中，所述第一反射面的反射率为45％以上且55％以下，

所述第二反射面的反射率以及所述第三反射面的反射率为50％以上且70％以下，

所述最后段的反射面的反射率为5％以上且15％以下。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的图像投影装置，其中，所述多个图像光线由所述多个反射面反射相同次数而照射到所述用户的视网膜。

Images