JP2023088179A - 光走査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成でアイボックスを広げ、かつ視野角を広げることを可能とする光走査装置を提供する。【解決手段】光走査装置は、レーザ光を出射する光源と、少なくとも１軸周りに揺動する可動ミラーを有し、光源から出射されたレーザ光を可動ミラーで反射することにより変向するミラー装置と、ミラー装置により変向されたレーザ光を集光する集光光学系と、を備える。集光光学系は、凹面を有するハーフミラーと、凹面側からハーフミラーを透過したレーザ光を拡散させる複数のマイクロミラーが形成された拡散板と、を含む。【選択図】図４
Description
本開示の技術は、光走査装置に関する。
近年、実際に見ている光景に、仮想の画像、各種の情報等を重ねて表示するＡＲ（Augmented Reality（拡張現実））グラスが実用化されている。ＡＲグラスは、スマートグラス、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ（Head Mounted Display））、ＡＲメガネ等とも呼ばれている。
ＡＲグラスには、光源から出射されたレーザ光を、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）で構成された可動ミラー（ＭＥＭＳミラーとも称される。）で変向することにより、ユーザの目の網膜に直接走査する方式を採用したものがある。このような方式は、網膜走査方式と称される。網膜走査方式のＡＲグラスでは、可動ミラーにより変向されたレーザ光は、集光光学系によりユーザの目の瞳孔に集光されて網膜に走査される。網膜走査方式は、目の水晶体の焦点調節機能によらないため、ユーザは、近視、遠視、又は老視であっても網膜に投影される映像をはっきりと見ることができる。また、網膜走査方式のＡＲグラスは、エネルギー効率が高いため、長時間の駆動が可能である。
一方、網膜走査方式のＡＲグラスでは、集光光学系によるレーザ光の集光点と瞳孔の位置が一致していないと映像が見えなくなる、すなわち、ユーザが目を動かすことにより瞳孔の位置が集光点からずれた場合には映像が見えなくなるという問題がある。この問題は、映像を綺麗に見るために目を動かすことが可能な範囲が狭い、すなわちアイボックスが狭いとして知られている。
このように網膜走査方式のＡＲグラスでは、アイボックスを広げることが課題となっている。特許文献１において、可動ミラーにより変向されたレーザ光をプリズム又は導光板で複製することによりアイボックスを広げる技術が知られている。また、非特許文献１において、アイトラッキングにより瞳孔の位置を追跡しながら、レーザ光をミラーにより瞳孔の位置に集光させることによりアイボックスを広げる技術が知られている。
Changwon Jang, Kiseung Bang, Seokil Moon, Jonghyun Kim, Seungjae Lee, and Byoungho Lee. 2017. Retinal 3D: augmented reality near-eye display via pupil-tracked light field projection on retina. ACM Trans. Graph. 36, 6, Article 190 (November 2017). Retrieved from the Internet: <URL: http://library.usc.edu.ph/ACM/TOG%2036/content/papers/190-0330-jang.pdf>.
しかしながら、特許文献１及び非特許文献１に記載の技術は、アイボックスを広げるために構成が複雑であることから、より簡単な構成でアイボックスを広げることを可能とする技術が望まれている。さらに、アイボックスを広げるとともに視野角を広げることを可能とする技術が望まれている。
本開示の技術は、簡単な構成でアイボックスを広げ、かつ視野角を広げることを可能とする光走査装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示の光走査装置は、レーザ光を出射する光源と、少なくとも１軸周りに揺動する可動ミラーを有し、光源から出射されたレーザ光を可動ミラーで反射することにより変向するミラー装置と、ミラー装置により変向されたレーザ光を集光する集光光学系と、を備え、集光光学系は、凹面を有するハーフミラーと、凹面側からハーフミラーを透過したレーザ光を拡散させる複数のマイクロミラーが形成された拡散板と、を含む。
集光光学系は、ミラー装置により変向されたレーザ光を眼球の中心に集光することが好ましい。
凹面は楕円面であり、楕円面の一方の焦点に可動ミラーの揺動軸が位置し、他方の焦点に眼球の中心が位置することが好ましい。
拡散板は、凹面側からハーフミラーを透過したレーザ光を、鏡面反射方向以外の方向へ拡散させることが好ましい。
ハーフミラーと拡散板とは、同じ屈折率の材料により形成されていることが好ましい。
可動ミラーは、互いに直交する第１軸及び第２軸の周りに揺動可能に構成されていることが好ましい。
本開示の技術によれば、簡単な構成でアイボックスを広げ、かつ視野角を広げることを可能とする光走査装置を提供することができる。
以下、図面を参照して本開示の技術に係る実施形態を詳細に説明する。一例として、以下の実施形態では、本開示の技術に係る光走査装置をＡＲグラスに適用した形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るＡＲグラス１０の構成を示す。図１に示すように、ＡＲグラス１０は、フレーム１１、２つのレンズ１２、２つのテンプル１３、モジュール１４、及び集光光学系１５により構成されている。２つのレンズ１２は、フレーム１１に保持されている。２つのテンプル１３は、それぞれフレーム１１の端部にヒンジ（図示せず）を介して接続されている。
モジュール１４は、２つのテンプル１３のうちの一方に設けられている。また、２つのレンズ１２のうち、モジュール１４が設けられたテンプル１３側のレンズ１２には、集光光学系１５が設けられている。本実施形態では、右目側のテンプル１３にモジュール１４が設けられ、右目側のレンズ１２に集光光学系１５が設けられている。なお、２つのテンプル１３の両方にモジュール１４を設け、２つのレンズ１２の両方に集光光学系１５を設けてもよい。
モジュール１４は、画像信号に応じて変調されたレーザ光Ｌを集光光学系１５に向けて出射する。集光光学系１５は、モジュール１４から入射するレーザ光Ｌの一部を反射して、ＡＲグラス１０を装着するユーザの眼球の中心に集光する。符号Ｐは、集光光学系１５によるレーザ光Ｌの集光点を示している。詳しくは後述するが、集光光学系１５は、モジュール１４から入射するレーザ光Ｌの一部を反射し、かつ一部を拡散するように構成されている。
図２は、モジュール１４及び集光光学系１５の構成を示す。図２に示すようにモジュール１４は、制御装置２０、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ドライバ２２、発光装置２４、合波光学系２６、コリメータ２８、及びＭＥＭＳミラー３０を備える。ＭＥＭＳミラー３０は、本開示の技術に係る「ミラー装置」の一例である。
発光装置２４は、レーザドライバ２５及びレーザ光源２７を有する。本実施形態のレーザドライバ２５は、制御装置２０から供給される強度変調信号に基づいてレーザ光源２７を駆動し、画像を形成するためのレーザ光Ｌをレーザ光源２７から出力させる。レーザ光源２７は、例えば、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、及びＢ（Blue）の３色のレーザ光Ｌを出力する。レーザ光源２７は、本開示の技術に係る「光源」の一例である。
レーザ光源２７から出力されたレーザ光Ｌは、合波光学系２６により合波された後、コリメータ２８を介してＭＥＭＳミラー３０に照射される。ＭＥＭＳミラー３０に照射されたレーザ光Ｌは、ＭＥＭＳミラー３０により集光光学系１５に向けて反射される。
ＭＥＭＳドライバ２２は、制御装置２０からの制御に基づいて、ＭＥＭＳミラー３０を駆動する。ＭＥＭＳミラー３０では、レーザ光Ｌを反射するミラー部４０（図３参照）が、互いに直交する２つの軸のそれぞれを中心軸として独立して揺動する。本実施形態では、駆動信号に基づいてミラー部４０が揺動することにより、集光光学系１５においてレーザ光Ｌがリサージュ曲線を描く状態に走査される。リサージュ曲線とは、第１軸周り揺動周波数、第２軸周り揺動周波数、及びそれらの位相差によって決まる曲線である。ミラー部４０は、本開示の技術に係る「可動ミラー」の一例である。ＭＥＭＳミラー３０は、レーザ光Ｌをミラー部４０で反射することにより変向する。なお、変向とは、レーザ光Ｌの進行方向を変化させることをいう。
本実施形態の制御装置２０は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）２０Ａ、及びメモリ２０Ｂを含む。メモリ２０Ｂは、例えば、揮発性メモリであり、集光光学系１５に投影する画像を表す画像信号等の各種情報を記憶する。メモリ２０Ｂには、例えば、ＡＲグラス１０の外部から入力された画像信号が記憶される。
集光光学系１５は、ハーフミラー１６と拡散板１７とで構成されている。ハーフミラー１６には、ＭＥＭＳミラー３０により変向されたレーザ光Ｌが入射する。拡散板１７は、ハーフミラー１６のレーザ光Ｌが入射する面とは反対側の面に接合されている。
ハーフミラー１６には、ＭＥＭＳミラー３０から入射したレーザ光Ｌの一部を鏡面反射する凹面１６Ａが形成されている。ハーフミラー１６は、レーザ光Ｌの一部を鏡面反射し、かつ一部を透過させる。ハーフミラー１６を透過したレーザ光Ｌは、拡散板１７に入射する。なお、図２では、ハーフミラー１６を透過するレーザ光Ｌについては図示を省略している。
本実施形態では、凹面１６Ａは楕円面である。より具体的には、凹面１６Ａは、楕円をその２つの焦点を通る軸を中心として回転させてなる回転楕円体の一部の面である。すなわち、凹面１６Ａは、非軸楕円面である。一方の焦点から出力された光は、凹面１６Ａで鏡面反射されると、必ず他方の焦点に到達する。
ＡＲグラス１０は、凹面１６Ａの一方の焦点にＭＥＭＳミラー３０の揺動軸が位置し、他方の焦点にユーザの眼球ＥＢの中心が位置するように構成されている。この幾何学的関係により、ＭＥＭＳミラー３０から集光光学系１５に入射したレーザ光Ｌは、一部がハーフミラー１６の凹面１６Ａで反射されることにより、眼球ＥＢの中心に集光する。
拡散板１７には、ハーフミラー１６を透過したレーザ光Ｌを拡散させる複数のマイクロミラー１７Ａが形成されている。マイクロミラー１７Ａの各々は、例えば、ほぼ半球状であって、ハーフミラー１６の凹面１６Ａに向けて凸形状となるように配置されている。例えば、複数のマイクロミラー１７Ａは、ハーフミラー１６の凹面１６Ａとは反対側の面に接触している。また、複数のマイクロミラー１７Ａは、互いに隣接して、２次元状に配置されている。
例えば、ハーフミラー１６及び拡散板１７は、レーザ光Ｌを透過させる樹脂又はガラスなどの材料により形成されている。また、例えば、ハーフミラー１６及び拡散板１７は、同じ屈折率の材料により形成されている。拡散板１７は、ハーフミラー１６を透過したレーザ光Ｌの一部をマイクロミラー１７Ａの表面（すなわち、ハーフミラー１６と拡散板１７との界面）で反射させる。集光光学系１５は、全体として透光性を有するので、外部から入射する外光の一部を眼球ＥＢに向けて透過させる。
マイクロミラー１７Ａの各々は、ハーフミラー１６を透過したレーザ光Ｌを、鏡面反射方向及び鏡面反射方向以外の方向へ拡散させる。なお、鏡面反射方向とは、光が入射角と等しい方向に反射される場合における反射方向である。このように、マイクロミラー１７Ａの各々が鏡面反射方向以外の方向へもレーザ光Ｌを拡散させるので、マイクロミラー１７Ａにより拡散されたレーザ光Ｌの一部は、眼球ＥＢの瞳孔を通過し、眼球ＥＢの中心である集光点Ｐを通らずに網膜に入射する。
図３は、ＭＥＭＳミラー３０の構成の一例を示す。ＭＥＭＳミラー３０は、ミラー部４０、第１支持部４１、第１可動枠４２、第２支持部４３、第２可動枠４４、接続部４５、及び固定枠４６を有する。
ミラー部４０は、入射光を反射する反射面４０Ａを有する。反射面４０Ａは、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、又は銀の合金等の金属薄膜で形成されている。反射面４０Ａの形状は、例えば、円形状である。
第１支持部４１は、ミラー部４０の外側に、第２軸ａ２を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。第１支持部４１は、第１軸ａ１上でミラー部４０と接続されており、ミラー部４０を第１軸ａ１周りに揺動可能に支持している。
第１可動枠４２は、ミラー部４０を取り囲む矩形状の枠体であって、第１軸ａ１上で第１支持部４１を介してミラー部４０と接続されている。第１可動枠４２の上には、第１軸ａ１を挟んで対向する位置にそれぞれ圧電素子５０が形成されている。このように、第１可動枠４２上に２つの圧電素子５０が形成されることにより、一対の第１アクチュエータ５１が構成されている。
一対の第１アクチュエータ５１は、第１軸ａ１を挟んで対向する位置に配置されている。第１アクチュエータ５１は、ミラー部４０に、第１軸ａ１周りの回転トルクを作用させることにより、ミラー部４０を第１軸ａ１周りに揺動させる。
第２支持部４３は、第１可動枠４２の外側に、第１軸ａ１を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。第２支持部４３は、第２軸ａ２上で第１可動枠４２と接続されており、第１可動枠４２及びミラー部４０を、第２軸ａ２周りに揺動可能に支持している。本実施形態では、第２支持部４３は、第２軸ａ２に沿って延伸したトーションバーである。
第２可動枠４４は、第１可動枠４２を取り囲む矩形状の枠体であって、第２軸ａ２上で第２支持部４３を介して第１可動枠４２と接続されている。第２可動枠４４の上には、第２軸ａ２を挟んで対向する位置にそれぞれ圧電素子５０が形成されている。このように、第２可動枠４４上に２つの圧電素子５０が形成されることにより、一対の第２アクチュエータ５２が構成されている。
一対の第２アクチュエータ５２は、第２軸ａ２を挟んで対向する位置に配置されている。第２アクチュエータ５２は、ミラー部４０及び第１可動枠４２に、第２軸ａ２の周りの回転トルクを作用させることにより、第２軸ａ２の周りにミラー部４０を揺動させる。
接続部４５は、第２可動枠４４の外側に、第１軸ａ１を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。接続部４５は、第２軸ａ２上で第２可動枠４４と接続されている。
固定枠４６は、第２可動枠４４を取り囲む矩形状の枠体であって、第２軸ａ２上で接続部４５を介して第２可動枠４４と接続されている。
本実施形態では、第１軸ａ１と第２軸ａ２とは互いに直交している。以下の説明では、第１軸ａ１に平行な方向をＸ方向とし、第２軸ａ２に平行な方向をＹ方向とし、第１軸ａ１及び第２軸ａ２に直交する方向をＺ方向とする。
図４は、ＭＥＭＳミラー３０、集光光学系１５、及び眼球ＥＢの位置関係を示す。図４に示すように、ＭＥＭＳミラー３０は、１つの揺動軸である第１軸ａ１が楕円面である凹面１６Ａの一方の焦点を通るように配置されている。具体的には、ＭＥＭＳミラー３０は、第１軸ａ１と第２軸ａ２との交点が楕円面である凹面１６Ａの一方の焦点に一致するように配置されている。この幾何学的関係により、凹面１６Ａで反射されるレーザ光Ｌの集光点Ｐは、凹面１６Ａの他方の焦点に一致する。
ＡＲグラス１０は、ユーザが装着した際に、眼球ＥＢの中心が集光点Ｐに一致するように構成されている。このため、ユーザは、ＡＲグラス１０を装着した状態でハーフミラー１６の凹面１６Ａを見た場合に、凹面１６Ａにより反射されたレーザ光Ｌの一部が瞳孔を通過して眼球ＥＢ内に入射し、集光点Ｐで集光した後、網膜に入射する。眼球ＥＢ内に入射したレーザ光Ｌは、主として、網膜のうち中心窩を含む黄斑に対応する領域に入射する。中心窩は、色及び形を認識する細胞が密集した部分であり、網膜のうち最も解像度が高い。ユーザは、網膜に投影されるレーザ光Ｌにより、映像を認識する。
ユーザは、ＭＥＭＳミラー３０によりハーフミラー１６の凹面１６Ａに投影される映像のうち、視線方向の中央に位置する部分を鮮明に認識することができる。
なお、図４では、第１軸ａ１と直交するＹＺ平面内で凹面１６Ａがレーザ光Ｌを集光点Ｐに集光する様子を示しているが、凹面１６Ａは、ＹＺ平面に限られず、２つの焦点を含むＹＺ平面以外の平面内においてもレーザ光Ｌを集光点Ｐに集光する。
図４において、符号Ｌｄは、ハーフミラー１６を透過して拡散板１７により拡散されたレーザ光Ｌ（以下、拡散光Ｌｄという。）の一部を示している。前述のように、拡散板１７は、ハーフミラー１６を透過して入射したレーザ光Ｌを、マイクロミラー１７Ａにより鏡面反射方向及び鏡面反射方向以外へ拡散させるので、一部の拡散光Ｌｄは、眼球ＥＢの中心である集光点Ｐを通らずに網膜に入射する。すなわち、拡散光Ｌｄは、網膜において、凹面１６Ａで反射されたレーザ光Ｌが入射する領域以外の領域へも入射する。
図５～図７は、本実施形態に係るＡＲグラス１０によりアイボックスが広がり、かつ視野角が広がることについて説明する。
図５は、ユーザが正面を見ている状態を示している。この場合、ハーフミラー１６の凹面１６Ａに投影される映像のうち、主として中央の映像に係るレーザ光Ｌが凹面１６Ａにより反射され、瞳孔を通過して網膜の中心窩付近に入射する。符号６０は、ユーザが脳内で認識するイメージを表している。符号６１は、イメージ６０全体のうち、ユーザが鮮明に認識することができる領域（以下、高精細領域という。）を表している。高精細領域６１は、網膜の中心窩付近の領域に対応する。図５の場合には、高精細領域６１は、イメージ６０の中央に位置する。
図６は、ユーザが正面から右側に視線を動かした状態を示している。この場合、ハーフミラー１６の凹面１６Ａに投影される映像のうち、主として右側の映像に係るレーザ光Ｌが瞳孔を通過して網膜の中心窩付近に入射する。図６の場合には、高精細領域６１は、イメージ６０の右側に位置する。
図７は、ユーザが正面から左側に視線を動かした状態を示している。この場合、ハーフミラー１６の凹面１６Ａに投影される映像のうち、主として左側の映像に係るレーザ光Ｌが瞳孔を通過して網膜の中心窩付近に入射する。図７の場合には、高精細領域６１は、イメージ６０の左側に位置する。
図５～図７に示されるように、本実施形態に係るＡＲグラス１０では、ハーフミラー１６の凹面１６Ａで反射されたレーザ光Ｌが眼球ＥＢの中心に集光されるので、ユーザが視線を動かすことにより瞳孔の位置が移動したとしても、凹面１６Ａに投影される映像のうちユーザが注視している領域（上述の高精細領域６１に対応）のレーザ光Ｌが常に網膜の中心窩付近に入射する。このように、本開示の技術では、ハーフミラー１６の凹面１６Ａに投影される映像のうち、ユーザが鮮明に認識できる領域はやや狭いが、注視している領域については視線を動かしても常に鮮明に認識することができる。すなわち、本開示の技術によれば、簡単な構成でアイボックスを広げることができる。
また、網膜の中心窩を含む黄斑に対応する領域以外の領域には、主として拡散光Ｌｄが入射する。この拡散光Ｌｄには、凹面１６Ａに投影される映像のうちユーザが注視している領域以外の周辺領域に係るレーザ光Ｌが拡散板１７により拡散されることにより生じたものが含まれる。このため、網膜には、凹面１６Ａに投影される映像のうち中央の映像に係るレーザ光Ｌに加えて、周辺の映像に係るレーザ光Ｌが拡散光Ｌｄとして入射する。したがって、ユーザは、低解像度ではあるが、注視している領域の周辺についても映像を認識することができるので、視野角が広がる。
また、上述のように、ハーフミラー１６と拡散板１７との屈折率を同じとすることにより、外光が拡散板１７側から集光光学系１５を透過する際におけるハーフミラー１６と拡散板１７との界面での屈折が抑制される。このように外光の屈折が抑制されることにより、集光光学系１５は、レーザ光Ｌによる映像とともに、外界の光景を歪なくユーザに観察させることができる。
図８は、従来の網膜走査方式について説明する。従来の網膜走査方式では、レーザ光Ｌは、瞳孔の中心付近で集光されてから網膜に入射する。図８は、ユーザが正面を見ている状態を示している。この場合、レーザ光Ｌの集光点Ｐが瞳孔の中心付近に位置するため、網膜に入射するレーザ光Ｌの入射角が広い。すなわち、従来の網膜走査方式では、ユーザが正視している場合には、視野角が広く、イメージ６０の全体を認識することができる。一方、従来の網膜走査方式では、ユーザが視線を動かすと、瞳孔の位置が集光点Ｐからずれるので、アイボックスが狭いという問題がある。
図９は、従来の網膜走査方式において、ユーザが正面から右側に視線を動かした状態を示している。この場合、例えば、瞳孔の右側から入射するレーザ光が瞳孔の左側に位置する虹彩で遮られる。この結果、イメージ６０のうち、右側の領域の映像が見えなくなる。このように、ユーザは、右側を見ようとして右側に視線を動かしたにも関わらず、右側の映像が見えなくなるので、ストレスを感じてしまう。
これに対して、本開示の網膜走査方式では、レーザ光Ｌは眼球ＥＢの中心に集光されるので、ユーザが視線を動かすことにより瞳孔の位置が移動したとしても、ユーザは視線の中央付近を常に鮮明に認識することができ、従来のようにストレスを感じることはない。本開示の網膜走査方式は、従来の網膜走査方式と比較して、周辺領域の解像度が低く、周辺を鮮明に認識することができないが、人間はそもそも視野の中央付近のみしか鮮明に認識することができず、文字を読む場合等には着目領域に応じて目を動かす必要がある。このため、本開示の網膜走査方式のように、ユーザは視線の中央付近を常に鮮明に認識することができさえすれば、周辺領域を鮮明に認識できなくても実用上の問題はない。
［変形例］
次に、上記実施形態の各種変形例について説明する。上記実施形態では、拡散板１７は、ハーフミラー１６を透過して入射したレーザ光Ｌを、鏡面反射方向及び鏡面反射方向以外へ拡散させるように構成されているが、当該レーザ光Ｌを、鏡面反射方向以外へのみ拡散させるように構成されていてもよい。例えば、マイクロミラー１７Ａの各々が、鏡面反射方向を中心として±５°の角度範囲外の方向へのみレーザ光Ｌを拡散させる形状とされていてもよい。このように拡散板１７を構成することにより、拡散光Ｌｄは、眼球ＥＢの中心である集光点Ｐを通らずに網膜の周辺領域にのみ入射するので、高精細領域６１が拡散光Ｌｄの入射により解像度が低下することが抑制される。これにより、イメージ６０のコントラストが向上する。
次に、上記実施形態の各種変形例について説明する。上記実施形態では、拡散板１７は、ハーフミラー１６を透過して入射したレーザ光Ｌを、鏡面反射方向及び鏡面反射方向以外へ拡散させるように構成されているが、当該レーザ光Ｌを、鏡面反射方向以外へのみ拡散させるように構成されていてもよい。例えば、マイクロミラー１７Ａの各々が、鏡面反射方向を中心として±５°の角度範囲外の方向へのみレーザ光Ｌを拡散させる形状とされていてもよい。このように拡散板１７を構成することにより、拡散光Ｌｄは、眼球ＥＢの中心である集光点Ｐを通らずに網膜の周辺領域にのみ入射するので、高精細領域６１が拡散光Ｌｄの入射により解像度が低下することが抑制される。これにより、イメージ６０のコントラストが向上する。
また、上記実施形態では、拡散板１７を光透過性としているが、拡散板１７を光反射性としてもよい。例えば、ハーフミラー１６と拡散板１７との界面（すなわち、マイクロミラー１７Ａの表面）に、レーザ光Ｌを高反射する金属膜等の光反射膜を形成する。また、拡散板１７を金属等の光反射性を有する部材で形成してもよい。このように、拡散板１７を光反射性とすると、外光が集光光学系１５を透過しないので、没入型の映像を投影する光走査装置を構成することができる。
また、上記実施形態で示したＭＥＭＳミラー３０の構成は適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、第１アクチュエータ５１及び第２アクチュエータ５２を環状としているが、第１アクチュエータ５１及び第２アクチュエータ５２のうちの一方又は両方をミアンダ構造とすることも可能である。また、第１支持部４１及び第２支持部４３として、トーションバー以外の構成の支持部材を用いることも可能である。
また、制御装置２０のハードウェア構成は種々の変形が可能である。制御装置２０の処理部は、１つのプロセッサで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）の組み合わせ、及び／又は、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
１０ ＡＲグラス
１１ フレーム
１２ レンズ
１３ テンプル
１４ モジュール
１５ 集光光学系
１６ ハーフミラー
１６Ａ 凹面
１７ 拡散板
１７Ａ マイクロミラー
２０ 制御装置
２０Ａ ＦＰＧＡ
２０Ｂ メモリ
２２ ＭＥＭＳドライバ
２４ 発光装置
２５ レーザドライバ
２６ 合波光学系
２７ レーザ光源
２８ コリメータ
３０ ＭＥＭＳミラー
４０ ミラー部
４０Ａ 反射面
４１ 第１支持部
４２ 第１可動枠
４３ 第２支持部
４４ 第２可動枠
４５ 接続部
４６ 固定枠
５０ 圧電素子
５１ 第１アクチュエータ
５２ 第２アクチュエータ
６０ イメージ
６１ 高精細領域
ＥＢ 眼球
Ｌ レーザ光
Ｌｄ 拡散光
Ｐ 集光点
ａ１ 第１軸
ａ２ 第２軸
１１ フレーム
１２ レンズ
１３ テンプル
１４ モジュール
１５ 集光光学系
１６ ハーフミラー
１６Ａ 凹面
１７ 拡散板
１７Ａ マイクロミラー
２０ 制御装置
２０Ａ ＦＰＧＡ
２０Ｂ メモリ
２２ ＭＥＭＳドライバ
２４ 発光装置
２５ レーザドライバ
２６ 合波光学系
２７ レーザ光源
２８ コリメータ
３０ ＭＥＭＳミラー
４０ ミラー部
４０Ａ 反射面
４１ 第１支持部
４２ 第１可動枠
４３ 第２支持部
４４ 第２可動枠
４５ 接続部
４６ 固定枠
５０ 圧電素子
５１ 第１アクチュエータ
５２ 第２アクチュエータ
６０ イメージ
６１ 高精細領域
ＥＢ 眼球
Ｌ レーザ光
Ｌｄ 拡散光
Ｐ 集光点
ａ１ 第１軸
ａ２ 第２軸
Claims (6)
- レーザ光を出射する光源と、
少なくとも１軸周りに揺動する可動ミラーを有し、前記光源から出射された前記レーザ光を前記可動ミラーで反射することにより変向するミラー装置と、
前記ミラー装置により変向された前記レーザ光を集光する集光光学系と、
を備え、
前記集光光学系は、凹面を有するハーフミラーと、
前記凹面側から前記ハーフミラーを透過した前記レーザ光を拡散させる複数のマイクロミラーが形成された拡散板と、を含む、
光走査装置。 - 前記集光光学系は、前記ミラー装置により変向された前記レーザ光を眼球の中心に集光する、
請求項１に記載の光走査装置。 - 前記凹面は楕円面であり、
前記楕円面の一方の焦点に前記可動ミラーの揺動軸が位置し、他方の焦点に眼球の中心が位置する、
請求項２に記載の光走査装置。 - 前記拡散板は、前記凹面側からハーフミラーを透過した前記レーザ光を、鏡面反射方向以外の方向へ拡散させる、
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の光走査装置。 - 前記ハーフミラーと前記拡散板とは、同じ屈折率の材料により形成されている、
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の光走査装置。 - 前記可動ミラーは、互いに直交する第１軸及び第２軸の周りに揺動可能に構成されている、
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の光走査装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021202877A JP2023088179A (ja) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | 光走査装置 |
| EP22212179.0A EP4198611B1 (en) | 2021-12-14 | 2022-12-08 | Light scanning device |
| CN202211589649.2A CN116263541A (zh) | 2021-12-14 | 2022-12-12 | 光扫描装置 |
| US18/064,526 US20230185082A1 (en) | 2021-12-14 | 2022-12-12 | Light scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021202877A JP2023088179A (ja) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023088179A true JP2023088179A (ja) | 2023-06-26 |
Family
ID=84462747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021202877A Pending JP2023088179A (ja) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | 光走査装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230185082A1 (ja) |
| EP (1) | EP4198611B1 (ja) |
| JP (1) | JP2023088179A (ja) |
| CN (1) | CN116263541A (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014045340A1 (ja) * | 2012-09-18 | 2014-03-27 | パイオニア株式会社 | 光学素子、光源ユニット及びヘッドアップディスプレイ |
| WO2014180509A1 (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-13 | Lemoptix Sa | A projection device |
| CN107820592B (zh) | 2015-02-17 | 2021-07-06 | 谷歌有限责任公司 | 用于在可穿戴式平视显示器中进行适眼区扩大的系统、设备和方法 |
| JP2019184752A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示装置 |
-
2021
- 2021-12-14 JP JP2021202877A patent/JP2023088179A/ja active Pending
-
2022
- 2022-12-08 EP EP22212179.0A patent/EP4198611B1/en active Active
- 2022-12-12 US US18/064,526 patent/US20230185082A1/en active Pending
- 2022-12-12 CN CN202211589649.2A patent/CN116263541A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4198611A1 (en) | 2023-06-21 |
| CN116263541A (zh) | 2023-06-16 |
| EP4198611B1 (en) | 2024-05-08 |
| US20230185082A1 (en) | 2023-06-15 |
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