JPWO2018061539A1 - 光走査装置及び網膜走査型ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

本発明は、光源に過電流が供給されることを防止する光走査装置及び網膜走査型ヘッドマウントディスプレイを提供することを目的とする。
本発明の光走査装置は、光源（１２５）と、前記光源に駆動電流を供給する光源駆動部（１２４）と、前記光源から照射された光を画像信号に応じて走査し、投影面に前記光を照射させる光走査部（３０）と、前記光の光量を検出する光量センサと、前記駆動電流を検出する電流センサ（１４０）と、前記光量が所定の光量以上となったとき、前記光源駆動部の動作を停止させる第一の停止制御部（１２２）と、前記駆動電流の値が所定の閾値以上となったとき、前記光源に対する前記駆動電流の供給を停止させる第二の停止制御部（１５０）と、を有する。

Description

本発明は、光走査装置及び網膜走査型ヘッドマウントディスプレイに関する。

従来から、光走査装置では、レーザに一定以上の電流が供給されることを防止するための工夫がなされている。具体的には、例えば、レーザへ電流を供給する経路に、電流ヒューズを挿入し、レーザに過電流が供給されることを防止する技術が知られている。

特許４７９２８９９号公報

従来の電流ヒューズでは、例えば網膜走査型のヘッドマウントディスプレイ等のように、電流を高速でスイッチングする場合には、その周波数特性上適用することができない。

しかしながら、特に網膜走査型の投影装置等では、安全性の観点から、光源の光量を一定値以下に制御し、光源に対する過電流を防止することが求められている。

開示の技術は、上述した事情に鑑みて成されたものであり、光源に過電流が供給されることを防止する光走査装置及び網膜走査型ヘッドマウントディスプレイを提供することを目的としている。

開示の技術は、光源（１２５）と、
前記光源に駆動電流を供給する光源駆動部（１２４）と、
前記光源から照射された光を画像信号に応じて走査し、投影面に前記光を照射させる光走査部（３０）と、
前記光の光量を検出する光量センサ（１２５ａ）と、
前記駆動電流を検出する電流センサ（１４０）と、
前記光量が所定の光量以上となったとき、前記光源駆動部（１２４）の動作を停止させる第一の停止制御部（１２２）と、
前記駆動電流の値が所定の閾値以上となったとき、前記光源に対する前記駆動電流の供給を停止させる第二の停止制御部（１５０）と、を有する光走査装置である。

尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。

開示の技術によれば、光源に過電流が供給されることを防止できる。

第一の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する第一の図である。 第一の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する第二の図である。 第二の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。 第三の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する第一の図である。 第四の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。 第四の実施形態の比較回路を説明する図である。 第五の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。 第六の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。 第七の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。 第八の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。

（第一の実施形態）
第一の実施形態の網膜走査型投影装置（ヘッドマウントディスプレイ）では、光源から出射される光量の光量に応じて、光源への電流の供給を停止させる第一の停止制御部と、光源に供給される電流に応じて光源への電流の供給を停止させる第二の停止制御部と、を設けることで、光源に供給される電流の過電流を防止する。

以下に、図面を参照して本実施形態の網膜走査型投影装置について説明する。図１は、第一の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する第一の図である。

本実施形態の網膜走査型投影装置１は、マクスウェル視を利用した網膜走査型ヘッドマウントディスプレイである。マクスウェル視とは、画像データに基づく画像光（以下、画像用光線とも云う）を一旦瞳孔の中心で収束させてから網膜上に投影することで、利用者の水晶体の機能に影響されずに利用者に画像データが表す画像を視認させる方法である。

網膜走査型投影装置１の全体的な構成について説明する。図１に示すように、網膜走査型投影装置１は、光走査用制御装置１０と、伝送ケーブル２０と、ヘッドマウント部ＨＭを有する。

光走査用制御装置１０は、利用者の衣服のポケット等に収納して携行可能な程度の大きさとされ、画像信号に応じた強度のレーザ光を画像光として出射する。光走査用制御装置１０の詳細は後述する。

伝送ケーブル２０は、光走査用制御装置１０から出射された画像光を光走査部３０まで伝送する。

ヘッドマウント部ＨＭは、光走査部３０と、眼鏡型フレーム４０と、撮像ユニット５０と、を含む。

光走査部３０は、伝送ケーブル２０によって伝送された画像光を走査して利用者の眼球（網膜）に照射することで、利用者の網膜上に画像光が示す画像を投影させる。

眼鏡型フレーム４０は、利用者の頭部に装着可能に構成されている。撮像ユニット５０は、カメラ等を有する。光走査部３０及び撮像ユニット５０は、眼鏡型フレーム４０に具備されている。

ここで、画像光とは、光走査部３０により利用者の網膜上に投影される画像の元になる情報に基づき生成される光である。画像の元になる情報は、文字、数字等の記号であっても良いし、画像であっても良い。

光走査用制御装置１０は、利用者が操作可能な筐体１１と、電子回路基板１２と、操作部１３と、を備える。操作部１３は、筐体１１の側面部に設けられる。操作部１３は、電源１３ａ、フェイズスイッチ部１３ｂ、及び画像の大きさを調整させる調整部１３ｃ等を有している。電子回路基板１２は、筐体１１内に収納されるものであり、光走査用制御装置１０の動作を実現させるための複数のＩＣチップ１４が搭載されている。

光走査用制御装置１０には、外部入力端子１５（図２参照）が設けられている。光走査用制御装置１０は、外部入力端子１５を介して図示しないパーソナルコンピュータ等の外部機器から送信されるコンテンツ情報等の受信を行っている。尚、コンテンツ情報とは、利用者の網膜に投影される情報であり、例えば文字や画像、動画等である。具体的には、コンテンツ情報は、例えば、パソコン等で使用される文書ファイルや画像ファイル、動画ファイル等である。

本実施形態の光走査用制御装置１０は、２系統からの画像信号が入力可能な構成とされている。１つは撮像ユニット５０から入力される画像信号であり、もう１つは外部入力端子１５を介して外部機器から入力される画像信号である。

本実施形態の操作部１３は、撮像ユニット５０からの画像信号を網膜に投影させるか、外部機器からの画像信号を網膜に投影させるかを利用者に選択させる選択スイッチ（不図示）を有している。

図２は、第一の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する第二の図である。図２では、ヘッドマウント部ＨＭの構成と、電子回路基板１２に実装された回路ブロックとを示している。

初めに、ヘッドマウント部ＨＭについて説明する。

本実施形態のヘッドマウント部ＨＭは、光走査部３０、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）インタフェース部４２、撮像ユニット５０、光学系部６０を備えている。

光走査部３０は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーである。光走査部３０は、例えば、眼鏡型フレーム４０のツル４１に配置されている。光走査部３０は、後述するレーザモジュール１２５から出射された画像光を、駆動制御信号に基づいて、水平方向及び垂直方向に走査する。駆動制御信号は、後述するＭＥＭＳドライバ１２３から出力される。

また、本実施形態では、画像光を走査して眼球Ｇの網膜Ｇ１に画像を投影する方法として、画像を投影する領域の左上から右下に向かって光を高速に走査し、画像を表示させる方法（例えばラスタースキャン）を採用しても良い。

光走査部３０から出射された画像光は、光学系部６０により収束され、網膜Ｇ１へ投影される。尚、光学系部６０は、眼鏡型フレーム４０のツル４１に配置されている。

ＭＥＭＳインタフェース部４２は、光走査部３０（ＭＥＭＳミラー）の動作（振れ角）を検知し、光走査部３０の傾きに応じた動作情報を後述の主制御部１２１へ出力する。尚、本実施形態のＭＥＭＳインタフェース部４２は、温度センサ（不図示）を有し、光走査部３０の温度を検知し、温度情報を主制御部１２１へ出力してよい。

本実施形態の撮像ユニット５０は、撮像装置５１と、カメラインタフェース部５２とを含む。

撮像装置５１は、ＣＭＯＳ等のカメラである。カメラインタフェース部５２は、撮像装置５１から出力されたカメラの画像信号を、後述の主制御部１２１へ出力する。

次に、光走査用制御装置１０の電子回路基板１２の回路ブロックについて説明する。

電子回路基板１２は、主制御部１２１、レーザ制御部１２２、ＭＥＭＳドライバ１２３、レーザドライバ１２４、レーザモジュール（光源）１２５を有する。

また、本実施形態の電子回路基板１２は、電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換部１３０、電流センサ１４０、過電流検出部１５０、ＡＮＤ回路１６０を有する。

本実施形態では、Ｉ／Ｖ変換部１３０と、レーザ制御部１２２とが、光源の光量に応じて光源への電流の供給を停止させる第一の停止制御部を形成する。また、本実施形態では、過電流検出部１５０が、光源に供給される電流に応じて光源への電流の供給を停止させる第二の停止制御部を形成する。尚、電流センサ１４０と、過電流検出部１５０とは、後述するレーザモジュール１２５に含まれる複数色のレーザダイオード（発光素子）毎に設けられる。また、Ｉ／Ｖ変換部１３０は、後述する複数のレーザダイオードと対応した光量センサ１２５ａ毎に設けられる。

主制御部１２１は、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）等のプロセッサ並びにＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等により実現される。主制御部１２１には、撮像ユニット５０から出力されたカメラの画像信号と、外部入力端子１５を介して外部機器から出力されたコンテンツ情報（画像信号）の２系統の画像信号が入力される。主制御部１２１は、入力された画像信号の処理と、光走査部３０（ＭＥＭＳミラー）の駆動制御を行う。

また、主制御部１２１は、ＭＥＭＳインタフェース部４２から取得した光走査部３０の動作情報や温度情報等に基づいて、光走査部３０（ＭＥＭＳミラー）の駆動と、レーザモジュール１２５からの画像光の出射を制御する。

また、主制御部１２１は、光走査部３０の駆動を制御する駆動制御信号をＭＥＭＳドライバ１２３へ出力する。ＭＥＭＳドライバ１２３は、受信した駆動制御信号を光走査部３０へ出力する。

また、主制御部１２１は、入力された画像信号をレーザドライバ１２４へ出力する。レーザドライバ１２４は、画像信号に基づいて光源の点灯及び消灯を制御する出射制御信号を生成し、生成した出射制御信号をレーザモジュール１２５へ出力する。

レーザ制御部１２２は、ＣＰＵ等のプロセッサ並びにＲＡＭ及びＲＯＭ等により実現される。レーザ制御部１２２は、操作部１３から電源をＯＮとする操作や、ズームイン又はズームアウトの操作等がなされると、操作に応じた制御信号をレーザモジュール１２５へ出力する。尚、本実施形態のレーザ制御部１２２は、操作部１３の選択スイッチにおいて、２系統の画像信号のうちどちらの画像信号を選択する操作を受け付けると、操作に応じて、制御信号をレーザモジュール１２５へ出力する。

レーザモジュール１２５は、主制御部１２１の指示の下、例えば単一又は複数の波長の光線Ｌを光走査部３０へ出力（出射）する。この光線Ｌは、ユーザの眼球Ｇの網膜Ｇ１に画像を投影するための画像用光線である。尚、レーザモジュール１２５から出射された光源Ｌは、伝送ケーブル２０を介して光走査部３０へ伝送される。

レーザモジュール１２５は、例えば赤色レーザ光（波長：６１０ｎｍ〜６６０ｎｍ程度）、緑色レーザ光（波長：５１５ｎｍ〜５４０ｎｍ程度）、及び青色レーザ光（波長：４４０ｎｍ〜４８０ｎｍ程度）のそれぞれを出射するレーザダイオードを含む。赤色、緑色、及び青色レーザ光を出射する。本実施形態のレーザモジュール１２５は、例えばＲＧＢ（赤・緑・青）それぞれのレーザダイオードチップと３色合成デバイスとマイクロコリメートレンズと、が集積された光源等により実現される。

また、本実施形態の網膜走査型投影装置１は、光量センサ１２５ａ、温度センサ１２５ｂを備えている。光量センサ１２５ａ、温度センサ１２５ｂは、レーザモジュール１２５に含まれる各色のレーザダイオードに対応して設けられる。

光量センサ１２５ａは、レーザモジュール１２５の各レーザダイオードの光量を検知し、検知した光量情報をレーザ制御部１２２へ出力する。具体的には、光量センサ１２５ａは、各レーザダイオードの光量と対応する電流を出力し、Ｉ／Ｖ変換部１３０を介して光量と対応する電圧をレーザ制御部１２２へ出力する。温度センサ１２５ｂは、レーザモジュール１２５の各レーザダイオードの温度を検知し、検知した温度情報をレーザ制御部１２２へ出力する。

レーザ制御部１２２は、光量センサ１２５ａが検出した光量に基づいて、レーザモジュール１２５の各レーザダイオードの光量を制御する信号を生成し、レーザモジュール１２５へ出力する。

本実施形態のＩ／Ｖ変換部１３０は、光量センサ１２５ａから出力される電流を電圧へ変換し、レーザ制御部１２２へ供給する。

本実施形態のレーザ制御部１２２は、Ｉ／Ｖ変換部１３０から入力された電圧が所定の閾値電圧以上であるとき、過電流を検出したことを示す信号を出力する。言い換えれば、レーザ制御部１２２は、レーザモジュール１２５の光量が所定の光量以上であるとき、過電流を検出したことを示す信号を出力する。レーザ制御部１２２の出力は、ＡＮＤ回路１６０の一方の入力に供給される。尚、所定の光量は、レーザダイオードの特性等に応じて予め設定されているものとする。

本実施形態の電流センサ１４０は、レーザドライバ１２４からレーザモジュール１２５へ供給される電流の値を検出するためのセンサである。本実施形態の電流センサ１４０は、例えば抵抗等である。また、レーザモジュール１２５へ供給される電流とは、レーザダイオードの駆動電流である。

過電流検出部１５０は、レーザダイオードの駆動電流が過電流であるか否かを判定する。本実施形態の過電流検出部１５０は、電流検出部１５１と、比較器１５２と、を有する。電流検出部１５１は、電流センサ１４０に基づき、駆動電流を検出する。比較器１５２は、電流センサ１４０が検出した駆動電流と、予め設定された所定の閾値電流と比較する。本実施形態では、電流センサ１４０が検出した駆動電流が閾値電流以上となったとき、過電流を検出したものとする。言い換えれば、比較器１５２は、レーザダイオードの駆動電流が閾値電流以上となったとき、光源への電流の供給を停止させる信号を出力する。尚、所定の閾値は、レーザダイオードの特性等に応じて予め設定されているものとする。

比較器１５２による比較結果は、過電流検出部１５０の出力として、ＡＮＤ回路１６０の他方の入力へ供給される。ＡＮＤ回路１６０の出力は、レーザドライバ１２４へ供給される。レーザドライバ１２４は、ＡＮＤ回路１６０からハイレベル（以下、Ｈレベル）の信号が供給された場合に、自身の動作を停止させる。つまり、レーザドライバ１２４は、ＡＮＤ回路１６０の入力のうち、少なくとも何れか一方がＨレベルとなったとき、レーザモジュール１２５への駆動電流の供給を停止させる。

以下に、本実施形態の過電流の検出の動作について説明する。はじめに、レーザダイオードの光量に基づき過電流が検出される場合について説明する。

この場合、レーザ制御部１２２は、Ｉ／Ｖ変換部１３０から出力される電圧が、所定の閾値電圧以上となったか否かを判定する。つまり、レーザ制御部１２２は、レーザダイオードから出射される光の光量が、所定の光量以上となったか否かを判定している。

レーザ制御部１２２は、Ｉ／Ｖ変換部１３０から出力される電圧が、閾値電圧以上になると、ＡＮＤ回路１６０へ出力している信号をローレベル（以下、Ｌレベル）からＨレベルへ反転させる。

ＡＮＤ回路１６０は、一方の入力がＨレベルであるため、その出力はＨレベルとなる。よって、レーザドライバ１２４は、その動作が停止し、レーザモジュール１２５への駆動電流の供給が停止される。したがって、レーザモジュール１２５の出力も停止する。言い換えれば、レーザダイオードは消灯する。

次に、レーザダイオードの駆動電流に基づき過電流が検出される場合について説明する。

この場合、過電流検出部１５０は、電流検出部１５１により、電流センサ１４０により検出されるレーザダイオードの駆動電流の値を取得し、比較器１５２へ出力する。

比較器１５２は、この駆動電流の値が、予め設定された閾値電流以上となると、ＡＮＤ回路１６０へ出力している信号をＬレベルからＨレベルへ反転させる。

ＡＮＤ回路１６０は、一方の入力がＨレベルであるため、その出力はＨレベルとなる。よって、レーザドライバ１２４は、その動作が停止し、レーザモジュール１２５への電流の供給が停止される。したがって、レーザモジュール１２５の出力も停止する。言い換えれば、レーザダイオードは消灯する。

以上のように、本実施形態によれば、レーザダイオードの光量と、レーザダイオードの駆動電流の両方から、レーザダイオードに対する過電流を検出する。言い換えれば、本実施形態では、レーザダイオードの駆動電流が過電流となったことを、２つの独立した手法で検出し、検出結果に応じてレーザダイオードへの駆動電流の供給を停止させる。

したがって、本実施形態によれば、例えば、何らかの理由により、レーザ制御部１２２に不具合が生じている場合でも、過電流検出部１５０により過電流を検出し、レーザダイオードへの駆動電流の供給を停止させることができる。また、同様に、本実施形態によれば、何らかの理由によって、レーザダイオードの駆動電流が検出できない場合でも、レーザダイオードの光量により、過電流を検出し、レーザダイオードへの電流の供給を停止させることができる。

よって、本実施形態によれば、レーザダイオードから出射される画像光の光量の制御における安全性を向上させることができる。特に、本実施形態のように、人の網膜に対してレーザを照射する網膜走査型投影装置１では、安全性の向上の観点で有効である。

尚、本実施形態では、網膜走査型投影装置に対して本実施形態を適用するものとしたが、これに限定されない。本実施形態は、一般的な光走査部を有するプロジェクタ等の投影装置にも適用することができる。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、過電流検出部の出力の供給先がレーザモジュール１２５の電源である点が第一の実施形態と異なる。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態と異なる点のみを説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図３は、第二の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。本実施形態の網膜走査型投影装置１Ａは、電子回路基板１２Ａを有する。電子回路基板１２Ａでは、レーザモジュール１２５に含まれる各レーザダイオードのアノード側に接続され、各レーザダイオードに対して電源を供給するアノード電源部１７０を有している。

また、本実施形態の電子回路基板１２Ａでは、過電流検出部１５０が実装されている。過電流検出部１５０は、その出力が、レーザモジュール１２５へ電力を供給するアノード電源部１７０へ供給される。

本実施形態では、過電流検出部１５０の出力がＬレベルかにＨレベルへ反転したとき、アノード電源部１７０からのレーザモジュール１２５に対する電力の供給を停止させる。したがって、本実施形態によれば、過電流検出部１５０が過電流を検出した場合には、レーザダイオードへの駆動電流の供給は停止する。

尚、レーザモジュール１２５に対する電力の供給は、例えば、過電流検出部１５０の出力がＨレベルかにＬレベルへ反転したときに停止されても良い。この場合は、比較器１５２は、レーザダイオードの駆動電流が閾値以上となったときに、出力がＨレベルからＬレベルに反転するものとする。

このように、本実施形態では、第一の実施形態と同様に、本実施形態では、レーザダイオードの駆動電流が過電流となったことを、２つの独立した手法で検出し、検出結果に応じてレーザダイオードへの駆動電流の供給を停止させる。よって、本実施形態によれば、レーザダイオードから出射される画像光の光量の制御における安全性を向上させることができる。

（第三の実施形態）
以下に図面を参照して第三の実施形態について説明する。第三の実施形態では、アノード電源部１７０内で過電流を検出する点が第二の実施形態と異なる。よって、以下の第三の実施形態の説明では、第二の実施形態と異なる点のみを説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図４は、第三の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。本実施形態の網膜走査型投影装置１Ｂは、電子回路基板１２Ｂを有する。電子回路基板１２Ｂは、アノード電源部１７０Ａを有する。

本実施形態のアノード電源部１７０Ａは過電流検出部１５０Ａを有する。

過電流検出部１５０Ａは、電流検出部１５１Ａと、比較器１５２Ａとを有する。電流検出部１５１Ａは、アノード電源部１７０Ａ内において、複数のレーザダイオードに対して供給される駆動電流の値を検出する。

比較器１５２Ａは、電流検出部１５１Ａで検出された駆動電流の値と閾値とを比較し、検出された駆動電流が閾値以上となったとき、アノード電源部１７０Ａからのレーザモジュール１２５に対する電力の供給を停止させる。したがって、本実施形態によれば、過電流検出部１５０Ａが過電流を検出した場合には、レーザダイオードへの駆動電流の供給は停止する。

以上のように、本実施形態によれば、第一の実施形態と同様に、本実施形態では、レーザダイオードの駆動電流が過電流となったことを、２つの独立した手法で検出し、検出結果に応じてレーザダイオードへの駆動電流の供給を停止させる。よって、本実施形態によれば、レーザダイオードから出射される画像光の光量の制御における安全性を向上させることができる。

（第四の実施形態）
以下に図面を参照して第四の実施形態について説明する。第四の実施形態では、第一の停止制御部と、第二の停止制御部とを回路により構成した。以下の第四の実施形態の説明では、第一の実施形態と異なる点のみを説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図５は、第四の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。

本実施形態の網膜走査型投影装置１Ｃは、電子回路基板１２Ｃを有する。電子回路基板１２Ｃは、第一の停止制御部として、Ｉ／Ｖ変換部１３０、比較回路２１０、ＯＲ回路２１５、ラッチ回路２２０を有し、第二の停止制御部として、比較回路２３０、ＯＲ回路２４０、ラッチ回路２５０と、を有する。

ラッチ回路２２０から出力される信号と、ラッチ回路２５０から出力される信号とは、ＡＮＤ回路２６０へ入力される。ＡＮＤ回路２６０から出力される信号は、レーザドライバ１２４へ供給される。

本実施形態の比較回路２１０は、Ｉ／Ｖ変換部１３０から出力される電圧が入力される。尚、Ｉ／Ｖ変換部１３０には、各色のレーザダイオードに対応した光量センサ１２５ａ毎の出力電流が入力され、電圧へ変換される。したがって、比較回路２１０には、各色のレーザダイオード毎に、光量と対応した電圧が入力される。尚、本実施形態のＩ／Ｖ変換部１３０から出力される電圧は、光量センサ１２５ａによって検知される光量が大きいほど小さくなり、光量が小さいほど大きくなる。

比較回路２１０は、入力される電圧毎に、この電圧と、所定の閾値電圧（第一の閾値電圧）とを比較した結果を示す信号を出力する。尚、本実施形態の第一の閾値電圧は、光量センサ１２５ａの特性に応じて決められる。光量センサ１２５ａは、例えば、フォトダイオード等である。

具体的には、比較回路２１０は、入力された電圧が第一の閾値電圧未満であるときＨレベルの信号を出力し、入力された電圧が第一の閾値電圧以上であるときＬレベルの信号を出力する。言い換えれば、比較回路２１０は、各色のレーザダイオードの光量が所定の光量以上となったときに、Ｈレベルの信号を出力する。

ＯＲ回路２１５は、比較回路２１０から出力される信号が入力される。言い換えれば、比較回路２１０は、各色のレーザダイオード毎の比較の結果を示す信号が入力される。ＯＲ回路２１５は、比較回路２１０から供給される信号の全てがＬレベルの信号である場合は、Ｌレベルの信号を出力する。また、ＯＲ回路２１５は、比較回路２１０から供給される信号のうち、何れかの信号がＨレベルであったとき、Ｈレベルの信号を出力する。

ＯＲ回路２１５から出力される信号は、ラッチ回路２２０へ入力される。ラッチ回路２２０は、ＯＲ回路２１５からＨレベルの信号が入力されると、ラッチ回路２２０がリセットされるまで、Ｈレベルの信号の出力を維持する。尚、ラッチ回路２２０がリセットされるときとは、例えば、網膜走査型投影装置１Ｃの電源がオフされる場合である。

本実施形態の比較回路２３０は、レーザモジュール１２５に含まれる各レーザダイオードのカソード側の電圧が入力される。比較回路２３０は、入力される各電圧と、所定の閾値電圧（第二の閾値電圧）とを比較し、入力された電圧が第二の閾値電圧未満であるときＨレベルの信号を出力し、入力された電圧が第二の閾値電圧以上であるときＬレベルの信号を出力する。言い換えれば、比較回路２３０は、各色のレーザダイオードに供給される駆動電流が閾値電流以上となったとき、Ｈレベルの信号を出力する。尚、本実施形態の第二の閾値電圧は、各レーザダイオードの特性に応じて決められる。

比較回路２３０から出力される信号は、ＯＲ回路２４０に入力される。ＯＲ回路２４０から出力される電圧は、ラッチ回路２５０へ入力される。ラッチ回路２５０から出力される信号は、ＡＮＤ回路２６０へ入力される。

比較回路２３０、ＯＲ回路２４０、ラッチ回路２５０の動作は、比較回路２１０、ＯＲ回路２１５、ラッチ回路２２０と同様であるから、説明を省略する。

ＡＮＤ回路２６０は、ラッチ回路２２０から出力される信号と、ラッチ回路２５０から出力される信号のうち、何れか一方又は両方がＨレベルである場合に、レーザドライバ１２４に対して、Ｌレベルの信号を出力する。

本実施形態のレーザドライバ１２４は、Ｌレベルの信号が入力されると、動作がディスエーブルに設定され、レーザモジュール１２５への駆動電流の供給が停止される。

次に、図６を参照して、本実施形態の比較回路２１０、２３０について説明する。比較回路２１０、２３０の構成は同様であるから、図６では、本実施形態の比較回路の一例として、比較回路２３０の構成を説明する。図６は、第四の実施形態の比較回路を説明する図である。

本実施形態の比較回路２３０は、コンパレータ２３１、２３２、２３３を有する。コンパレータ２３１、２３２、２３３のそれぞれにおいて、一方の入力には、第二の閾値電圧となる電圧Ｖｔｈが入力される。

コンパレータ２３１の入力のうち、他方の入力には緑色の光を発光するレーザダイオードのカソード側の電圧が入力される。そして、コンパレータ２３１は、カソード側の電圧が、電圧Ｖｔｈ未満となると、Ｈレベルの信号を出力する。カソード側の電圧が、電圧Ｖｔｈ未満となる場合とは、レーザダイオードによる電圧降下分が大きく、レーザダイオードに供給される駆動電流が過大となった過電流の状態を示す。

コンパレータ２３２の入力のうち、他方の入力には、赤色の光を発光するレーザダイオードのカソード側の電圧が入力される。そして、コンパレータ２３２は、カソード側の電圧が、電圧Ｖｔｈ未満となると、Ｈレベルの信号を出力する。コンパレータ２３３の入力のうち、他方の入力には青色の光を発光するレーザダイオードのカソード側の電圧が入力される。そして、コンパレータ２３３は、カソード側の電圧が、電圧Ｖｔｈ未満となると、Ｈレベルの信号を出力する。

コンパレータ２３１、２３２、２３３のそれぞれから出力される信号は、ＯＲ回路２４０へ入力される。

したがって、本実施形態では、レーザモジュール１２５に含まれる複数のレーザダイオードのうち、１つでも過電流が発生した場合には、レーザドライバ１２４は無効とされ、レーザモジュールへの駆動電流の供給が停止される。

このように、本実施形態では、各レーザダイオードの光量が所定の光量以上となった場合と、各レーザダイオードの駆動電流が閾値以上となった場合と、の両方において、レーザモジュール１２５に対する駆動電流の供給を停止させることができる。

したがって、本実施形態によれば、第一の停止制御部と、第二の停止制御部とを回路により構成し、レーザ制御部１２２を介さずに、光源に過電流が供給されることを防止でき、安全性を向上させることができる。
（第五の実施形態）
以下に図面を参照して、第五の実施形態について説明する。第五の実施形態は、第四の実施形態と、レーザ制御部１２２による制御とを組み合わせた点のみ、第四の実施形態と相違する。よって、以下の第五の実施形態の説明では、第四の実施形態との相違点についてのみ説明し、第四の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第四の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図７は、第五の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。図７に示す網膜走査型投影装置１Ｄは、電子回路基板１２Ｄを有する。電子回路基板１２Ｄでは、Ｉ／Ｖ変換部１３０から出力される電圧が、レーザ制御部１２２に供給される。

レーザ制御部１２２は、Ｉ／Ｖ変換部１３０から出力される電圧が、所定の閾値電圧以上となった場合、つまり、光量センサ１２５ａが検出した光量が所定の光量以上となった場合に、レーザドライバ１２４に対して、駆動電流の供給を停止させる。

つまり、本実施形態では、光量センサ１２５ａの光量に基づき、レーザドライバ１２４の動作を停止させる２つの第一の停止制御部を有することになる。

したがって、本実施形態によれば、光源に過電流が供給されることを防止でき、安全性を向上させることができる。

（第六の実施形態）
以下に図面を参照して、第六の実施形態について説明する。第六の実施形態は、第四の実施形態に、第一の実施形態を組み合わせたものである。

図８は、第六の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。図８に示す網膜走査型投影装置１Ｅは、電子回路基板１２Ｅを有する。電子回路基板１２Ｅでは、レーザダイオードに対する駆動電流の過電流を、電流センサ１４０と、比較回路２３０と、の２系統により検出する。言い換えれば、本実施形態の網膜走査型投影装置１Ｅは、レーザダイオードに供給される駆動電流に基づき駆動電流の供給を停止する２つの第二の停止制御部を有する。

したがって、本実施形態によれば、光源に過電流が供給されることを防止でき、安全性を向上させることができる。

（第七の実施形態）
以下に図面を参照して、第七の実施形態について説明する。第七の実施形態は、第四の実施形態に、第二の実施形態を組み合わせたものである。

図９は、第七の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。図９に示す網膜走査型投影装置１Ｆは、電子回路基板１２Ｆを有する。電子回路基板１２Ｆでは、レーザダイオードに対する駆動電流の過電流を、電流センサ１４０が検出すると、アノード電源部１７０からのレーザダイオードに対する電力の供給を停止させる。また、本実施形態では、レーザダイオードに対する駆動電流の過電流を、比較回路２３０が検出すると、レーザドライバ１２４からの駆動電流の供給を停止させる。

言い換えれば、本実施形態の網膜走査型投影装置１Ｆは、レーザダイオードに供給される駆動電流に基づき駆動電流の供給を停止する２つの第二の停止制御部を有する。

したがって、本実施形態によれば、光源に過電流が供給されることを防止でき、安全性を向上させることができる。
（第八の実施形態）
以下に図面を参照して、第八の実施形態について説明する。第八の実施形態は、第四の実施形態に、第三の実施形態を組み合わせたものである。

図１０は、第八の実施形態の網膜走査型投影装置を説明する図である。図１０に示す網膜走査型投影装置１Ｇは、電子回路基板１２Ｇを有する。電子回路基板１２Ｇでは、アノード電源部１７０Ａの電流検出部１５１により、レーザダイオードに対する駆動電流の過電流を検出し、アノード電源部１７０Ａからのレーザダイオードに対する電力の供給を停止させる。また、本実施形態では、レーザダイオードに対する駆動電流の過電流を、比較回路２３０が検出すると、レーザドライバ１２４からの駆動電流の供給を停止させる。

言い換えれば、本実施形態の網膜走査型投影装置１Ｇは、レーザダイオードに供給される駆動電流に基づき駆動電流の供給を停止する２つの第二の停止制御部を有する。

したがって、本実施形態によれば、光源に過電流が供給されることを防止でき、安全性を向上させることができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態にあげた構成、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

また、本国際出願は、２０１６年９月３０日に出願された日本国特許出願２０１６−１９４８６１に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１６−１９４８６１の全内容を本国際出願に援用する。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ 網膜走査型投影装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ 光走査用制御装置
１１ 筐体
１１ａ ベース部
１１ｃ 蓋部
１１ｄ 突部
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ、１２Ｇ 電子回路基板
１３ 操作部
１４ ＩＣチップ
１５ 外部入力端子
２０ 伝送ケーブル
３０ 光走査部
４０ 眼鏡型フレーム
４２ ＭＥＭＳインタフェース部
５０ 撮像ユニット
５１ 撮像装置
５２ カメラインタフェース部
６０ 光学系部
ＨＭ ヘッドマウント部
１２１ 主制御部
１２２ レーザ制御部
１２３ ＭＥＭＳドライバ
１２４ レーザドライバ
１２５ レーザモジュール
１３０ Ｉ／Ｖ変換部
１４０ 電流センサ
１５０、１５０Ａ 過電流検出部
１５１、１５１Ａ 電流検出部
１５２、１５２Ａ 比較器
１６０、２６０ ＡＮＤ回路
１７０、１７０Ａ アノード電源部
２１０、２３０ 比較回路
２１５、２４０ ＯＲ回路
２２０、２５０ ラッチ回路

Claims (7)

1. 光を出射する光源と、
   前記光源に駆動電流を供給する光源駆動部と、
   前記光源から照射された光を画像信号に応じて走査し、投影面に前記光を照射させる光走査部と、
   前記光の光量を検出する光量センサと、
   前記駆動電流を検出する電流センサと、
   前記光量が所定の光量以上となったとき、前記光源駆動部の動作を停止させる第一の停止制御部と、
   前記駆動電流の値が所定の閾値以上となったとき、前記光源に対する前記駆動電流の供給を停止させる第二の停止制御部と、を有する光走査装置。
2. 前記第二の停止制御部は、
   前記駆動電流の値が前記閾値以上となったとき、前記光源駆動部の動作を停止させる請求項１記載の光走査装置。
3. 前記第二の停止制御部は、
   前記駆動電流の値が前記閾値以上となったとき、前記光源に対する電力の供給を遮断する請求項１記載の光走査装置。
4. 前記第一の停止制御部は、
   前記光源に、予め設定された電流以上の電流が供給される過電流を検出したとき、前記光源駆動部の動作を停止させる信号を出力するレーザ制御部であり、
   前記第二の停止制御部は、
   前記駆動電流の値を検出する電流検出部と、前記駆動電流の値と予め設定された所定の閾値とを比較し、前記駆動電流が前記所定の閾値以上となったとき、前記光源駆動部の動作を停止させる信号を出力する比較器と、を有する過電流検出部であり、
   前記第一の停止制御部の出力が一方の入力に供給され、前記第二の停止制御部の出力が他方の入力に供給され、出力が前記光源駆動部に供給されるＡＮＤ回路し、
   前記光源駆動部は、前記ＡＮＤ回路の出力に応じて、前記駆動電流の供給を停止する、請求項１に記載の光走査装置。
5. 前記第二の停止制御部は、前記光源に電力を供給する電源部に含まれ、
   前記駆動電流の値を検出する電流検出部と、前記駆動電流の値と予め設定された所定の閾値とを比較し、前記駆動電流が前記所定の閾値以上となったとき、前記光源に対する電力の供給を遮断させる比較器と、を有する、請求項１記載の光走査装置。
6. 前記第一の停止制御部は、
   前記光量センサにより検出された光量と対応する電圧が第一の閾値電圧未満となったとき、前記光源駆動部の動作を停止させる信号を出力し、
   前記第二の停止制御部は、
   前記光源のカソード側の電圧が、第二の閾値電圧未満となったとき、前記光源駆動部の動作を停止させる信号を出力する、請求項１記載の光走査装置。
7. 光を出射する光源と、
   前記光源に駆動電流を供給する光源駆動部と、
   前記光源から照射された光を画像信号に応じて走査し、前記光を利用者の網膜に照射させる光走査部と、
   前記光の光量を検出する光量センサと、
   前記駆動電流を検出する電流センサと、
   前記光量が所定の光量以上となったとき、前記光源駆動部の動作を停止させる第一の停止制御部と、
   前記駆動電流の値が所定の閾値以上となったとき、前記光源に対する前記駆動電流の供給を停止させる第二の停止制御部と、を有する網膜走査型ヘッドマウントディスプレイ。

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