TWI772770B - 影像中繼裝置及影像投影系統 - Google Patents

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Abstract

提供一種影像中繼裝置，其將表示從投影裝置射出的影像的雷射光投影至視網膜。影像中繼裝置包括：第一光學構件，對從投影裝置射入的作為平行光的影像光進行轉換以使所掃描的各光線的光軸平行且使各光線成為會聚光，該投影裝置具有照射雷射光的光源、以及基於影像資料對該雷射光進行掃描的掃描部；以及第二光學構件，將從該第一光學構件輸出的各光線轉換成平行光。

Description

影像中繼裝置及影像投影系統
本發明係關於一種影像中繼裝置及影像投影系統。
圖10A所示的作為用於取得並顯示各種資訊的單元的智慧型手機50或平板終端得到普及。在使用者對由該些裝置所顯示的畫面進行視覺識別的情況下，如果是視覺無障礙者(在視覺上沒有障礙、並且即使視力下降亦能夠利用眼鏡等矯正手段獲得一定程度的視力的人)，則能夠藉由距畫面隔開一定程度的距離進行視覺識別從而對整個畫面進行視覺識別。
然而，對於高度近視者、或在視覺上存在障礙且視力較低者，即使其能夠藉由將眼鏡(臉部)靠近來將焦點聚集在畫面上並進行視覺識別，亦僅可使畫面的一部分進入其視野，有時無法一次性地對整個畫面進行視覺識別。
另外，如圖10B所示，存在一種投影裝置(投影機)1，其將影像投影至屏幕1A或牆壁上，而非投影至終端的畫面上，其藉由增加距屏幕1A的距離，從而對顯示進行放大，然而，其亦難以使視力較低者將焦點聚集在投影顯示上並進行視覺識別。
關於此類投影機，近來銷售了一種在智慧型手機等信息終端上搭載投影機功能的設備(例如參見專利文獻1)或智慧型手機程度大小的投影機設備。
另一方面，存在一種裝置，其藉由對下降和/或不均等的視網膜功能進行補償，從而對存在視網膜功能性下降的視力障礙的個人的視力進行輔助。該裝置包括射出雷射光的光源、對從光源射出的雷射光進行掃描的掃描器、以及將由掃描器掃描的雷射光投影至視網膜的投影光學構件。該裝置經由纜線與遠程模組連接，並根據從遠程模組輸出的影像將雷射光投影至視網膜(例如參見專利文獻2)。
<先前技術文獻> <專利文獻>
專利文獻1：(日本)特開2006-330720號公報
專利文獻2：(日本)特表2015-526187號公報
然而，專利文獻1中公開的傳統的投影裝置包括光源及掃描器，並從裝置主體對影像進行投影，難以使視力較低者進行聚焦以對整個畫面進行視覺識別。
另外，專利文獻2中公開的傳統的裝置根據從遠程模組輸入的影像射出雷射光並將影像投影至視網膜，並非將用於表示從投影裝置射出的影像的雷射光投影至視網膜。
因此，本發明的實施方式的目的在於提供一種影像中繼裝置，其藉由將表示從用於影像投影的投影裝置射出的影像的雷射光投影至視網膜，從而甚至能夠使視力較低者亦能夠對聚焦的整個影像進行視覺識別。
本發明的一個實施方式提供一種影像中繼裝置，包括：第一光學構件，對從投影裝置射入的作為平行光的影像光進行轉換以使所掃描的各光線的光軸平行且使各光線成為會聚光，該投影裝置具有照射雷射光的光源、以及基於影像資料對該雷射光進行掃描的掃描部；以及第二光學構件，將從該第一光學構件輸出的各光線轉換成平行光。
能夠提供一種影像中繼裝置，其將表示從投影裝置射出的影像的雷射光投影至視網膜。
50:智慧型手機(投影裝置)
50A:微型投影機
52:顯示器
60:雷射照射部
61:光源
64:掃描部
100、200:影像中繼裝置
110、120、210、220、510:透鏡
130:透鏡鏡筒
140:殼體
150、250:托架
圖1A是示出實施方式1的影像中繼裝置100的使用示例的圖。
圖1B是示出實施方式1的影像中繼裝置100的圖。
圖2是示出影像中繼裝置100的側視圖。
圖3是示出雷射照射部60的圖。
圖4是示出沿圖1的線A-A截取的剖面的圖。
圖5是示出沿圖1的線B-B截取的剖面的圖。
圖6是示出影像中繼裝置100中的FOV與解析度之間的關係的圖。
圖7是示意性地示出影像中繼裝置100A的結構的圖。
圖8是示出實施方式2的影像中繼裝置200及其結構和動作的圖。
圖9A是實施方式2的影像中繼裝置100的立體圖。
圖9B是實施方式2的影像中繼裝置100的側視圖。
圖10A是示出傳統的智慧型手機的使用狀態的圖。
圖10B是示出在屏幕或牆壁上投影影像的投影裝置的使用狀態的圖。
圖11是示出根據實施方式3的影像中繼裝置300的圖。
圖12是示出FOVH、透光度、光量的關係的圖。
圖13是示出實施方式3的第1變形例的影像中繼裝置300A的圖。
圖14是示出實施方式3的第2變形例的影像中繼裝置300B的圖。
圖15是示出實施方式3的第3變形例的影像中繼裝置300C的圖。
圖16是示出實施方式3的第4變形例的影像中繼裝置300D的圖。
圖17是示出實施方式4的影像中繼裝置400的圖。
圖18是示出從影像中繼裝置400上拆下安裝部452及螺絲453的狀態的圖。
圖19是示出安裝部452及螺絲453的圖。
圖20是示出將影像中繼裝置400安裝到各種尺寸的微型投影機50A的狀態的圖。
圖21是示出實施方式4的第1變形例的影像中繼裝置400A的圖。
圖22是示出實施方式4的第1變形例的影像中繼裝置400A的圖。
圖23是示出使用透鏡120、120A的情況下的光路的圖。
圖24是示出使用透鏡120、120A的情況下的光路的圖。
圖25是示出實施方式4的第2變形例的影像中繼裝置400B的圖。
圖26是示出實施方式4的第2變形例的影像中繼裝置400B的圖。
圖27是示出實施方式4的第2變形例的影像中繼裝置400B的圖。
圖28是示出實施方式4的第2變形例的影像中繼裝置400B的圖。
圖29是示出實施方式5的影像中繼裝置500的圖。
圖30是示出實施方式5的變形例的影像中繼裝置500A的圖。
以下，對應用本發明的影像中繼裝置的實施方式進行說明。
<實施方式1>
圖1A是示出實施方式1的影像中繼裝置100的使用示例的圖。智慧型手機50例如是具有對影像進行掃描和投影的投影機功能的智慧型手機，並且是投影裝置的一個示例。在從該智慧型手機50投影有影像的部位設置影像中繼裝置100。藉由該影像中繼裝置100，利用麥克斯韋觀察法(Maxwellian view)將投影影像投影至使用者的視網膜上。
圖1B是影像中繼裝置100的圖。影像中繼裝置100例如安裝在包括雷射照射部60的智慧型手機50上。以下使用圖1及圖1B、以及圖2至圖7進行說明。另外，以下使用XYZ正交座標系進行說明。
圖2是示出影像中繼裝置100的側視圖。圖3是示出雷射照射部60的圖。圖4是示出沿圖1的線A-A截取的剖面的圖。圖5是示出沿圖1的線B-B截取的剖面的圖。
如圖1B、圖2所示，智慧型手機50包括殼體51、顯示器52、主屏幕按鈕(home button)53、以及雷射照射部60。殼體51存在於智慧型手機50的外表面之中的除了顯示器52以外的部分上。顯示器52以在與XY平面平行的+Z側的面上與觸控面板重疊的狀態設置。主屏幕按鈕53在顯示器52中的-Y方向側的端部處設置在X方向上的中央。
以下，將智慧型手機50的外表面之中的、除了與顯示器52所在的+Z方向側的與XY平面平行的面以及與顯示器52相反的-Z方向側的與XY平面平行的面以外的面稱為智慧型手機50的側面。
雷射照射部60從設置在智慧型手機50的殼體51的+Y方向側的側面上的開口部54(參見圖5)向+Y方向射出雷射光。由雷射照射部60射出的雷射光是能夠投射影像的雷射光。
雷射照射部60作為投影機(微型投影機(pico projector))的照射部被內置在智慧型手機50中，並且以使智慧型手機50 的+Y方向的側面面向屏幕等的狀態從雷射照射部60射出雷射光，並將影像投影至屏幕。
如圖3所示，雷射照射部60具有光源61、調整部62、平面反射鏡(mirror)63、以及掃描部64。光源61是射出紅色雷射光、綠色雷射光以及藍色雷射光的可見雷射光的光源。調節部62是用於對開口數(NA)和/或光束直徑進行調整的光學系統的調節部。掃描部64例如是雙軸的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微機電系統)反射鏡。平面反射鏡63是全反射反射鏡。
如圖3所示，在雷射照射部60中，對於從光源61射出的雷射光，在調整部62其開口數(NA)和/或光束直徑被調整，由平面反射鏡63反射，並且由掃描部64進行二維掃描。所掃描的雷射光從開口部54沿智慧型手機50的+Y方向射出。掃描部64例如以28kHz等較高的頻率振動，從而每秒投影60幀的影像。
如圖1B、圖2所示，在智慧型手機50上，安裝有對顯示器52以外的部分進行覆蓋的外殼80。外殼80是所謂的套，例如由樹脂製成。在外殼80的+Y方向側的端部設置有托架150。
如圖1B所示，外殼80具有切口部81、82、83。切口部81設置在與智慧型手機50的+Y方向側的側面相對應的部分。切口部81是以使外殼80不覆蓋智慧型手機50的+Y方向側的側面的方式被切割的部分，並且是不覆蓋智慧型手機50的 開口部54的部分。托架150例如與外殼80一體地成型，並且從切口部81的邊緣以沿+Y方向立起的方式延伸。
如圖1B所示，切口部82是以不覆蓋顯示器52的上方的方式被切割的部分，並且與切口部81連通。另外，切口部83設置在與智慧型手機50的-Y方向側的側面相對應的部分處，並且與切口部82連通。
如圖2、圖4所示，影像中繼裝置100包括透鏡110、120、透鏡鏡筒130、以及殼體140。在外殼80上安裝有托架150。透鏡110、120被殼體140及透鏡鏡筒130固定，並且經由殼體140及透鏡鏡筒130被托架150保持。換言之，托架150對用於對透鏡110、120進行固定的殼體140及透鏡鏡筒130進行保持。托架150是保持部的一個示例。
需要說明的是，儘管在此對影像中繼裝置100中不包括托架150，並且托架150與外殼80成為一體的結構進行了說明，但是托架150亦可以是包括在影像中繼裝置100中的構件。
托架150以被配置在避開顯示器52的位置處的方式，對透鏡110、120、殼體140、透鏡鏡筒130進行保持，以使得透鏡110、120、殼體140、透鏡鏡筒130不與顯示器52重疊。其目的在於，當視覺無異常者對顯示器52進行觀察時，不會遮擋顯示器52。
如圖1B及圖2所示，托架150具有從切口部81的邊緣沿+Y方向立起的基部151、從基部151的+Y方向上的端部 沿+Z方向延伸的延伸部152、以及設置在基部151上的反射鏡153。
基部151和延伸部152由樹脂製成並且一體地成形。反射鏡153是在基部151的+Z方向側具有與使XY平面向XZ平面側沿在圖2中進行觀察時的逆時針方向旋轉45度的平面平行的反射面的全反射反射鏡。反射鏡153使將從智慧型手機50的開口部54(參見圖3)沿+Y方向射出的雷射光向+Z方向反射，並使其射入至透鏡110。
需要說明的是，在此，儘管對托架150與外殼80一體地成型並且托架150經由外殼80被固定到智慧型手機50上的形態進行了說明，但是托架150亦可以是與外殼80分離的構件並被固定到外殼80上，或者可以不經由外殼80而被固定到智慧型手機50的殼體51等上。
透鏡110是第一光學構件的一個示例，並且被固定到透鏡鏡筒130之中的鏡筒部131上(特別參見圖4及圖5)。用於對透鏡110進行固定的鏡筒131被固定到殼體140上。
如圖5所示，從雷射照射部60射出並由反射鏡153反射的作為平行光的影像光21、22、23射入透鏡110。影像光21、22、23是所掃描的影像光的在不同時間的光束。透鏡110是對影像光進行轉換以使由雷射照射部60的掃描部64所掃描的各光線的光軸平行且使各光線成為會聚光的光學構件。
透鏡120是第二光學構件的一個示例，並且被固定到透鏡鏡筒130之中的鏡筒部132上(特別參見圖4及圖5)。在透鏡120的外周部上安裝有圓環狀的螺絲部141。螺絲部141 是在外周面上切出有螺紋的圓環狀的構件，並且以在內周側嵌入有透鏡120的狀態被接著。透鏡120藉由螺絲部141以能夠對其位置進行調整的方式設置在殼體140上。
從透鏡110射出的影像光21、22、23的光線射入透鏡120。透鏡120將從透鏡110射出的各光線轉換成平行光，並以使影像光21、22、23的各光線在瞳孔11的中心附近會聚的方式使其折射並射出。如圖4和圖5所示，透鏡120是向眼球射出雷射光的透鏡，並且是目鏡透鏡。透鏡鏡筒130具有鏡筒部131和132。鏡筒部131和132是分別用於設置透鏡110和120的圓筒狀的構件，並且如圖5所示以嵌套的方式組合並彼此固定。
透鏡110在鏡筒部131的-Z方向側的端部以嵌入鏡筒部131的內部的狀態被固定。透鏡110可以相對於鏡筒部131接著。
如圖4、圖5所示，螺絲部141是在外周面切出有螺紋的圓環狀的構件，並且被接著到透鏡120的外周部上。螺絲部141藉由對透鏡220進行固定並使螺絲部141旋轉，從而使透鏡220在光軸方向(+Z方向)上前後移動。
從與影像中繼裝置110連接的智慧型手機50射出的影像光(雷射光)的光束直徑有時會根據智慧型手機的種類而不同。若雷射光的光束直徑不同，則利用麥克斯韋觀察法獲得的焦點有時會略微變動。
在利用麥克斯韋觀察法進行的投影中，無論使用者的裸眼視力如何，均能夠獲得同等的視力，將其稱為焦點自由 (focus free)，然而若雷射光的光束直徑變大，則隨著使用者的視力(晶狀體的折射率)不同，利用麥克斯韋觀察法獲得的視力有時會變化。
為了應對該問題，藉由具有螺絲部141，並藉由使透鏡120在光軸方向(+Z方向)上前後移動使得透鏡110與透鏡120之間的距離變化，從而能夠與從智慧型手機50射出的雷射光的光束直徑相對應地、更精確地實現焦點自由。
圖6是示出影像中繼裝置100中的FOV(field of view：視場角)與解析度之間的關係的圖。圖6中示出了掃描部64、透鏡110、120、瞳孔11、以及視網膜12。藉由改變透鏡120的NA(開口數)以改變放大率，從而能夠擴大或縮小向視網膜12上投影的影像的視場角。若增大NA則視場角變大，若減小NA則視場角變小。
假設用作掃描部64的MEMS反射鏡的直徑為1.0mm，水平視場角為大約40度。例如，若以使視場角為MEMS反射鏡的水平視場角的兩倍的方式對由一對透鏡110、120所產生的放大率進行改變，則視場角變為2倍的80度，光束直徑變為1/2。亦即，視網膜12上的光束直徑變為2倍。如此一來，藉由改變透鏡110、120的NA(開口數)以改變放大率，從而能夠對投影至視網膜12上的影像的視場角和解析度進行調整。
接著，使用圖5和圖6對上述影像中繼裝置100的光學動作進行說明。
從智慧型手機50的雷射照射部60射出的影像光21、22、23的各光線是由雷射照射部60的掃描部64掃描的光線，並且是所掃描的影像光的在不同時間的光線。在圖6中的該各光線的直線中，中心的直線表示光線的光軸，兩側的直線表示光線的端，兩側的直線的間隔相當於光線的直徑。
從雷射照射部60射出的各光線的光軸擴散，並且各光線大致為平行光。
各該光線分別被反射鏡153反射並被引導至透鏡110，並以使各光線的光軸平行且使各光線成為會聚光的方式被透鏡110轉換。
被透鏡110轉換成會聚光的各光線在透鏡鏡筒130的內部傳播並射入透鏡120。此時，各光線在透鏡110與透鏡120之間的大致中央聚光。
接著，透鏡120將各光線轉換成平行光，並以使各光線在位於透鏡120的外側(+Z方向側)的使用者的眼球10的瞳孔11的中心附近會聚的方式使各光線折射並射入瞳孔11。
以使射入該瞳孔11的各光線根據使用者的眼球內的特性在視網膜12上聚光並成像的方式，利用透鏡120將各光線轉換成平行光。
由此，能夠將從智慧型手機50等投影裝置投影的投影影像光線按照麥克斯韋觀察法以焦點自由的方式投影到視網膜上。
在此，包括透鏡110及120的光學系統可以在作為MEMS反射鏡的掃描部64的掃描原點與虹膜的中心(瞳孔11的中心)之間具有共軛的關係。另外，包括透鏡110及120的光學系統可以在光源61與視網膜12之間具有共軛的關係。藉由具有該關係，使得由光源61所射出、並根據影像資料由掃描部64所掃描的雷射光在視網膜12上成像。
另外，如果以不對由智慧型手機50的雷射照射部60射出的雷射光的輸出進行調整的方式使其射入視網膜12，則輸出有時會過大。在該情況下，可以設成圖7所示的結構。圖7是示意性地示出影像中繼裝置100A的結構的圖。
影像中繼裝置100A具有在影像中繼裝置100中增加了ND(Neutral Density：中性密度)濾光鏡160A、液晶快門160B、半反射鏡170A、PD(Photo Detector：光偵測器)170B、遮光控制部180的結構。除此以外，在圖7中僅示出了透鏡110、120以及雷射照射部60，並省略了其他構件。
ND濾光鏡160A和液晶快門160B以該順序配置在雷射照射部60與透鏡110之間的光路上。ND濾光鏡160A是用於減少從雷射照射部60射入的雷射光的量的濾光鏡。液晶快門160B是其開閉控制由遮光控制部180進行、並且藉由對開放的時間進行調節而對透射的光量進行調節的光學器件。該ND濾光鏡160A和液晶快門160B例如可以由托架150保持以設置在反射鏡153的面前側，或者可以由殼體140保持以設置在透鏡110的面前側。需要說明的是，在利用ND濾光鏡160A所進行的減光充分的情況下，為了簡化裝置結構，可以為未 設置液晶快門160B的結構，關於ND濾光鏡160A的設置位置，可以設置在雷射光射入影像中繼裝置100至向眼球10射出的光路上的任意位置。
半反射鏡170A設置在透鏡110與120之間的光路上，並且使一部分光透射，並將剩餘的光向PD170B反射。向PD170B反射的光量可以為入射光的一小部分。
PD170B對由半反射鏡170A反射的雷射光的光量進行偵測，並將表示光量的信號輸出至遮光控制部180。PD170B是利用光電轉換將光轉換為電信號的元件。
遮光控制部180基於從PD170B輸入的表示光量的信號，進行液晶快門160B的開閉控制。當偵測到透射液晶快門160B的雷射光的光量超過即使直接射入到人的視網膜上亦沒有問題程度(例如大約0.39μW)時，遮光控制部180關閉液晶快門160B。
需要說明的是，例如可以使用微電腦作為遮光控制部180。可以包括電池作為用於向微電腦供電的電源，或者可以是從智慧型手機50供電的結構。微電腦例如可以由托架150保持。在具有電池的情況下，電池亦例如可以由托架150保持。
如上所述，在影像中繼裝置100中，從雷射照射部60射出的雷射光被反射鏡153反射，其光量由ND濾光鏡160A和液晶快門160B調整，通過透鏡110及120而射入使用者的眼球10的瞳孔11，並在視網膜12上成像。
因此，能夠提供一種影像中繼裝置100，其即使為智慧型手機50等通用的投影裝置，亦能夠按照麥克斯韋觀察法以焦點自由的方式將從該投影裝置射出的用於表示影像的光投影到視網膜12上。
當有視力障礙的人觀看智慧型手機50的影像時，會不得不將眼球極端地靠近顯示器52，從而部分地進行視覺識別。若使用包含雷射光源並進行視網膜投影的RID(Retinal Imaging Display：視網膜成像顯示器)設備，則會使在視網膜12上所得到的影像的視覺識別性提高，但是其會例如經由HDMI(註冊商標)纜線將智慧型手機50連接至RID設備，並且RID設備基於影像資料對雷射光進行掃描，利用HDMI纜線來連接RID設備與智慧型手機50麻煩且複雜。
另外，在使用HMD(Head Mount Display：頭戴式顯示器)類型的RID設備的情況下，需要安裝到頭部的作業。
相比之下，影像中繼裝置100無需使用HDMI纜線，亦無需安裝到頭部的作業。藉由利用影像中繼裝置100對從包括雷射照射部60的智慧型手機50射出的雷射光進行中繼，從而能夠容易且簡便地將智慧型手機50的影像投影至視網膜12。影像中繼裝置100的使用者能夠經由影像中繼裝置100直接地看到由從智慧型手機50輸出的雷射光所產生的影像，並且能夠看到高畫質的整個畫面。
需要說明的是，儘管以上對影像中繼裝置100包括2個透鏡110和120的形態進行了說明，但是亦可以考慮裝置的小型化或設計、影像的反轉等，設置複數組共軛的透鏡對。 另外，可以如使用圖6所說明地改變放大率來調整視場角或解析度。
另外，儘管以上對影像中繼裝置100被安裝到包括雷射照射部60的智慧型手機50(投影裝置)的形態進行了說明，但是投影裝置不限於智慧型手機50，亦可以是包含雷射照射部60的平板電腦、包含雷射照射部60的小型的投影機等。
<實施方式2>
圖8是示出實施方式2的影像中繼裝置200及其結構和動作的圖。
在圖8中，智慧型手機50是與實施方式1同樣的具有投影機功能的投影裝置。
影像中繼裝置200包括透鏡210、透鏡220、反射鏡253、收納部242、以及螺絲部241。
透鏡210是第一光學構件的一個示例，並且其是被固定到收納部242內的透鏡鏡筒(未示出)上，並使從智慧型手機50投影的影像光的各光線的光軸平行且使各光線成為會聚光的方式進行轉換的光學構件。
反射鏡253以使從透鏡210射出的影像光的光路彎曲的方式進行反射。在圖8中使光成大致直角的方式進行反射。
透鏡220是第二光學構件的一個示例，並且被固定到收納部242內的透鏡鏡筒(未示出)上，將被反射鏡253反射的影像光轉換為平行光，並以使影像光的各光線在眼球10的瞳孔11的中心附近會聚的方式使其折射並射出。
螺絲部241對透鏡220進行固定，並且使透鏡220沿光軸方向(+Z方向)前後移動。
托架250將智慧型手機50與影像中繼裝置200連接，並與實施方式1同樣地被安裝到外殼80上。
接著，使用圖8對實施方式2的影像中繼裝置200的動作進行說明。
從智慧型手機50射出並投影至眼球10的影像光(在圖中表示為3條)是所掃描的影像光21、22、23的不同時間的光線。
從智慧型手機50射出的影像光21、22、23的各光線是與實施方式1同樣地被掃描的光線，並且是影像光的不同時間的光線。從智慧型手機50射出的各光線的光軸擴散，並且各光線為大致平行光。
影像光21、22、23分別射入透鏡210，並被透鏡210以使各光線的光軸平行並使各光線變成會聚光的方式轉換。
被透鏡210轉換成會聚光的各光線被反射鏡253向著大致直角方向反射，並射入相對於透鏡210以成大致直角的方式配置的透鏡220。
並且，利用透鏡220，將各光線轉換成平行光，並以使各光線會聚在位於透鏡220的外側(+Z方向側)的使用者的眼球10的瞳孔11的中心附近的方式使其折射並射入瞳孔11。
以使該射入瞳孔11的各光線利用使用者的眼球內的特性在視網膜12上聚光並成像的方式，利用透鏡220將各光線轉換成平行光。
由此，能夠按照麥克斯韋觀察法以焦點自由的方式將從智慧型手機50等投影裝置投影的投影影像光線投影到視網膜上。
與實施方式1同樣，設置螺絲部241，以藉由使透鏡220在光軸方向上前後移動以使其與透鏡210之間的距離變化，從而能夠與從智慧型手機50射出的雷射光的光束直徑相對應地、更精確地實現焦點自由。
在實施方式2的結構中，藉由在透鏡210與透鏡220之間具有用於將光線以成大致直角的方式反射並彎曲的反射鏡250，從而將透鏡220相對於透鏡210以成大致直角方向的方式配置，從而與實施方式1所示的結構相比，能夠縮短2個透鏡間的距離，因此能夠實現小型化。
另外，儘管在實施方式2中示出了透鏡220相對於透鏡210成大致直角的結構，但是可以根據使用者的使用狀態、透鏡的大小或配置關係，將該透鏡220相對於透鏡210的角度設定為大致直角以外的角度，亦可以構成為能夠使反射鏡253的配置和透鏡220的配置自由地可變。
圖9A、圖9B是實施方式2的影像中繼裝置100的立體圖和側視圖。該些圖是影像中繼裝置200相對於智慧型手機50傾斜大約5°(+Y方向)設置的情況的圖。如該些圖所示 可以看出，在實施方式2中，與實施方式1相比，影像中繼裝置200相對於智慧型手機50的突出較小。
如上所述，在影像中繼裝置200中，與實施方式1的影像中繼裝置100同樣，從雷射照射部60射出的雷射光被反射鏡253反射，通過透鏡210及220而射入使用者的眼球10的瞳孔11，並在視網膜12上成像。
因此，能夠提供一種影像中繼裝置200，其即使為智慧型手機50等通用的投影裝置，亦能夠按照麥克斯韋觀察法以焦點自由的方式將從該投影裝置射出的用於表示影像的光投影到視網膜12上。
另外，由於影像中繼裝置200相對於智慧型手機50的突出較小，因此能夠提供不會干擾顯示器52並且對於視覺無障礙者而言使用更方便的影像中繼裝置200。
<實施方式3>
圖11是示出根據實施方式3的影像中繼裝置300的圖。圖11示出了與沿圖1的線B-B截取的剖面對應的剖面結構。需要說明的是，對與實施方式1、2相同的構成要素賦予相同符號，並省略其說明。
影像中繼裝置300安裝在包括雷射照射部60的微型投影機50A上。微型投影機50A具有雷射照射部60A。雷射照射部60A與圖1A等所示的智慧型手機50的雷射照射部60類似。
影像中繼裝置300包括透鏡110、透鏡120、反射鏡253、ND濾光鏡360A、360B、360C、透鏡托架355A、以及透鏡蓋 355B。其中，透鏡110、反射鏡253以及ND濾光鏡360A、360B、360C被配置在與實施方式1的影像中繼裝置100的托架150類似的托架的內部，但是在此省略了托架。
藉由配置在透鏡110與透鏡120之間的反射鏡253，光路以成大致直角的方式彎曲。另外，透鏡120由透鏡托架355A保持。透鏡蓋355B安裝在透鏡托架355A的+Z方向側。透鏡托架355A和透鏡蓋355B是影像中繼裝置300的未示出的托架的一部分。需要說明的是，彎曲的角度不限於該角度，例如可以如圖9B所示在Y方向傾斜。
3片ND濾光鏡360A、360B、360C在反射鏡253與透鏡120之間的光路上從反射鏡253側向透鏡120側以此順序串列地配置。在以下說明中，在不特別地對ND濾光鏡360A、360B、360C進行區別的情況下，僅將其稱為ND濾光鏡360。
雖然影像中繼裝置300的使用者藉由注視透鏡蓋355B來對影像進行視覺識別，但是由雷射照射部60A輸出的雷射光的輸出例如為數十mW，對於使用者直接對影像進行視覺識別而言過大。為了確保使用者的安全，影像中繼裝置300在透鏡110與透鏡120之間的光路上串列地插入3片ND濾光鏡360。
在此，3片ND濾光鏡360之中的任意2片ND濾光鏡具有能夠適合作為雷射產品安全標準的IEC60825的等級1(以下稱為等級1)的減光率。將3片ND濾光鏡360之中的任意2片ND濾光鏡構成為具有能夠適合等級1的減光率的目的在 於，萬一3片ND濾光鏡360A、360B、360C之中的任意1片破損，亦會利用剩下的2片來確保等級1的安全性。
另外，在此，雖然對具有3片ND濾光鏡360的形態進行了說明，但是ND濾光鏡360為2片以上即可。亦即，在N為2以上的整數的情況下，影像中繼裝置300包括N片ND濾光鏡360，並且以將任意的N-1片ND濾光鏡360串列地配置的狀態獲得等級1的減光率。
在此，根據美國食品醫藥品局(FDA)的視網膜投影設備的按照安全性確定的標準，作為HMD(Head Mount Display：頭戴式顯示器)，射入人的視網膜不會產生問題的雷射光的輸出的上限為0.39μW。
為了藉由複數片ND濾光鏡360將從雷射照射部60A照射的數十mW的雷射光減光至0.39μW，利用複數片ND濾光鏡360所產生的減光率為大約十萬分之一。
雖然為了實現即使1片破損亦可確保安全性，使用了2片以上的ND濾光鏡360，但是為了藉由2片ND濾光鏡360來實現十萬分之一的減光率，1片ND濾光鏡360需要具有0.01%級別的減光率，特別從批量生產的角度來看其製造並不容易。
另外，如果ND濾光鏡360為3片，則每1片的減光率為數%級別，因此成為現實的數值。另一方面，由於ND濾光鏡360比較昂貴，因此若為4片以上，則影像中繼裝置300的製造成本會增大。
因此，ND濾光鏡360的數量例如最佳為3片，在實施方式3中，影像中繼裝置300包括3片ND濾光鏡360。
另外，在作為以包括邊緣的方式投影到視網膜上的影像的水平方向的視場角的FOVH為通常的26度的情況下，將射入人的視網膜不會產生問題的雷射光的輸出的上限設為0.31μW，若以視場範圍的面積將該值換算成FOVH為40度和60度的情況，則40度的情況下為大約0.639μW，60度的情況下為大約1.34μW。在影像中繼裝置300中，例如設想FOVH為40度或60度。
在此，由雷射照射部60A照射的雷射光包括RGB的雷射光。在光的R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)之中，由於B的波長最短且能量最強，因此RGB的比率例如為2：1：0.7。
RGB之中最需要注意的顏色為B，只要確保B中的等級1的安全性，則對於R和G亦能夠確保等級1的安全性。
FOVH為60度的情況下的B的雷射光的輸出為RGB的3色情況下的1.3μW之中的0.25μW。亦即，在FOVH為60度的情況下，藉由利用3片ND濾光鏡360進行減光以使B的雷射光的輸出為0.25μW即可。
在此，對在為3片ND濾光鏡360且0.25μW的情況下1片破損的情況進行分析。若1片ND濾光鏡360的減光率為2.2%，則0.25μW×(100%/2.2%)=11.36μW。
另外，在等級1下，關於可投影至人的視網膜的輸出，對於B(波長465μm)為77μW，對於G(波長515μm)為390μW，對於R(波長640μm)為390μW。
亦即，在FOVH為60度的情況下，由3片ND濾光鏡360所減光的B的雷射為0.25μW，若在1片ND濾光鏡360的減光率為2.2%的情況下1片破損，則作為由剩餘的2片所減光的雷射光之中的B的雷射光的輸出的11.36μW充分地低於作為等級1中的B的雷射光的輸出的上限的77μW。因此，在影像中繼裝置300中，即使3片ND濾光鏡360之中的1片破損亦能夠確保等級1的安全性。
圖12是示出FOVH、透光度、光量的關係的圖。在圖12中，示出了在FOVH為40度和60度的情況下，即使3片ND濾光鏡360之中的1片破損亦能夠由利用剩餘的2片所減光的雷射光的輸出來確保等級1的安全性的透光度的組合。需要說明的是，透光度與減光率為相同含義。
在FOVH為40度的情況下，若將ND濾光鏡360A、360B、360C的透光度均設定為2.2%，則光量為大約0.639μW。在FOVH為60度的情況下，若將ND濾光鏡360A、360B、360C的透光度分別設定為2.2%、2.2%、4.6%，則光量為大約1.34μW。
如上所述，根據實施方式3，藉由在透鏡110與透鏡120之間的光路上串列地設置3片ND濾光鏡360A、360B、360C，從而能夠將由雷射照射部60A所照射的數十mW的雷射光減光至數十μW。若為數十μW的雷射光，則即使射入使用者 的視網膜亦能夠確保安全性。其原因在於，為等級1的上限水平以下。
因此，能夠提供將從微型投影機50A射出的用於表示影像的雷射光投影至視網膜的影像中繼裝置300。
另外，即使1片ND濾光鏡360破損，亦能夠由剩餘的2片ND濾光鏡360來確保等級1的安全性。因此，能夠提供確保了破損時的安全性的影像中繼裝置300。
圖13是示出實施方式3的第1變形例的影像中繼裝置300A的圖。圖13示出了與沿圖1的線B-B截取的剖面對應的剖面結構。需要說明的是，對與實施方式1、2的影像中繼裝置100、200、以及實施方式3的影像中繼裝置300相同的構成要素賦予相同符號，並省略其說明。
影像中繼裝置300A包括透鏡110、透鏡120、反射鏡253、ND濾光鏡360、偏光板370A、370B，透鏡托架355A、以及透鏡蓋355B。影像中繼裝置300A被安裝在包括雷射照射部60的微型投影機50A上。
影像中繼裝置300A包括1片ND濾光鏡360。1片ND濾光鏡360的減光率並非能夠達到等級1的水平。
2片偏光板370A、370B分別是第一偏光板和第二偏光板的一個示例。偏光板370A被構成為能夠相對於偏光板370B旋轉，並且藉由使偏光板370A旋轉，偏光板370B的偏光軸相對於偏光板370A的偏光軸的角度變化，從而能夠使透射偏光板370A和偏光板370B的光線的透射率改變。
更具體地，例如，在由反射鏡253反射並透射ND濾光鏡360的雷射光的直線偏光的方向為Y方向(雷射光一邊在YZ平面內偏光一邊沿+Z方向行進)的情況下，被固定的偏光板370B具有使該直線偏光的雷射光全部透射的偏光特性。
另外，偏光板370A具有與偏光板370B相同的偏光特性，並且被構成為能夠在XY平面內以雷射光的光軸為中心旋轉。
若使用該偏光板370A、370B，則藉由對偏光板370A相對於偏光板370B的旋轉角度進行調節，從而能夠對透射偏光板370A的雷射光的透射率進行調整。
在偏光板370A的偏光軸和偏光板370B的偏光軸的朝向相同、且被設定在具有相等的偏光特性的旋轉位置時，雖然偏光板370A和偏光板370B使透射ND濾光鏡360的雷射光全部透射，但是若偏光板370A在XY平面內旋轉90度，則2個偏光軸的相對角度變為90度，在理論上偏光板370A的透射率變為零。
因此，藉由對偏光板370A的旋轉位置進行調整，從而能夠對透射偏光板370B的光相對於射入ND濾光鏡360的雷射光的透射率(減光率)進行設定，例如能夠將由雷射照射部60A所照射的數十mW的雷射光減光至數十μW程度。如此一來，能夠使透射偏光板370B的光的B分量的輸出滿足等級1。
因此，能夠提供將從微型投影機50A射出的用於表示影像的光投影至視網膜上的影像中繼裝置300A。
圖14是示出實施方式3的第2變形例的影像中繼裝置300B的圖。圖14示出了與沿圖1的線B-B截取的剖面對應的剖面結構。需要說明的是，對與實施方式1、2的影像中繼裝置100、200、以及實施方式3的影像中繼裝置300相同的構成要素賦予相同符號，並省略其說明。
影像中繼裝置300B包括透鏡110、透鏡120、反射鏡253B、ND濾光鏡360A、360B、360C、透鏡托架355A、以及透鏡蓋355B。影像中繼裝置300B包括在背面側具有噴磨(blasting)處理層253B1的反射鏡253B，來代替圖11所示的影像中繼裝置300的反射鏡253。反射鏡253B的背面是指反射鏡253B的與照射有雷射光的正面相反的相反側的面。
另外，反射鏡253B並非全反射的反射鏡，而是部分反射的反射鏡。藉由使用以部分反射的反射鏡構成的反射鏡253B，從而將正面處的反射率抑制得更低，並使一定的光量向背面透射，從而能夠獲得與ND濾光鏡360同樣的減光效果。
通常，在反射鏡中，雖然正面處的反射為主體，但是亦會發生背面側的反射。雖然背面側的反射與正面處的反射相比非常弱，但是光路會偏離出與反射鏡厚度相對應的量。因此，有時反射鏡的正面的反射光與反射鏡的背面的反射光不會在使用者的視網膜上成像於相同的位置，而是發生像的滲 出(bleeding)或像的重疊(鬼影(ghost))。
設置在反射鏡253B的背面側的噴磨處理層253B1可以藉由對反射鏡253B的背面進行噴磨加工處理來製作。該噴磨處理層253B1例如可以利用噴砂(sand blasting)處理來實現。
在影像中繼裝置300B中，在透鏡110與透鏡120之間的光路上串列地設置3片ND濾光鏡360A、360B、360C，並且在反射鏡253B的背面設置噴磨處理層253B1。由此，能夠將從雷射照射部60A照射、被反射鏡253B的正面減光並反射而透射ND濾光鏡360A、360B、360C的雷射光減光至大約數十μW。若為數十μ的雷射光，則即使射入使用者的視網膜亦能夠確保安全性。其原因在於，為等級1的上限水平以下。
另外，未被反射鏡253B的正面反射而到達背面的由虛線箭頭表示的雷射光由於被噴磨處理層253B1擴散並吸收，因此未射入ND濾光鏡360A、360B、360C。
因此，能夠提供一種能夠將從微型投影機50A射出的用於表示影像的雷射光投影至視網膜，同時抑制了影像的滲出或重疊(鬼影)的影像中繼裝置300B。
另外，即使1片ND濾光鏡360破損，亦能夠利用剩餘的2片ND濾光鏡360來確保等級1的安全性。因此，能夠提供一種確保破損時的安全性，同時抑制了影像的滲出或重疊(鬼影)的影像中繼裝置300B。
圖15是示出實施方式3的第3變形例的影像中繼裝置300C的圖。圖15示出了與沿圖1的線B-B截取的剖面對應 的剖面結構。需要說明的是，對與實施方式1、2的影像中繼裝置100、200、以及實施方式3的影像中繼裝置300相同的構成要素賦予相同符號，並省略其說明。
影像中繼裝置300C包括透鏡110、透鏡120、反射鏡253C、ND濾光鏡360A、360B、360C、透鏡托架355A、以及透鏡蓋355B。影像中繼裝置300C包括反射鏡253C，來代替圖14所示的影像中繼裝置300B的反射鏡253B。在反射鏡253C是正面與背面不平行、並且背面相對於正面傾斜的反射鏡。換言之，反射鏡253C是側面形狀為梯形的反射鏡。
如實施方式3的第2變形例所述，通常，在反射鏡中，雖然正面處的反射為主體，但是亦會發生背面側的反射。雖然背面側的反射與正面處的反射相比非常弱，但是光路會偏離出與反射鏡厚度相對應的量。因此，有時反射鏡的正面的反射光與反射鏡的背面的反射光不會在使用者的視網膜上成像，而是發生像的滲出或像的重疊(鬼影)。
由於反射鏡253C的背面相對於正面傾斜，因此未被反射鏡253C的正面反射而是如虛線箭頭所示到達反射鏡253C的背面的雷射光能夠以與如實線箭頭所示被反射鏡253C的正面反射的雷射光不同的角度被反射，不射入使用者的瞳孔、或即使射入使用者的瞳孔亦不到達視網膜。
在影像中繼裝置300C中，能夠將從雷射照射部60A照射、被反射鏡253C的正面減光並反射而透射ND濾光鏡360A、360B、360C的雷射光減光至大約數十μW。若為數十μ的雷 射光，則即使射入使用者的視網膜亦能夠確保安全性。其原因在於，為等級1的上限水平以下。
另外，未被反射鏡253C的正面反射而是到達背面的雷射光能夠以與被反射鏡253C的正面反射的雷射光不同的角度被反射，不射入使用者的瞳孔、或即使射入使用者的瞳孔亦不到達視網膜。
因此，能夠提供一種能夠將從微型投影機50A射出的用於表示影像的雷射光投影至視網膜，同時抑制了影像的滲出或重疊(鬼影)的影像中繼裝置300C。
另外，即使1片ND濾光鏡360破損，亦能夠利用剩餘的2片ND濾光鏡360來確保等級1的安全性。因此，能夠提供一種確保破損時的安全性，同時抑制了影像的滲出或重疊(鬼影)的影像中繼裝置300C。
需要說明的是，亦可以構成為圖16所示的影像中繼裝置300D，來代替圖15所示的影像中繼裝置300C。圖16是示出實施方式3的第4變形例的影像中繼裝置300D的圖。影像中繼裝置300D包括背面彎曲成凸狀的反射鏡253D，來代替圖15所示的影像中繼裝置300C的反射鏡253C。
若使用背面彎曲的反射鏡253D，則能夠使未被反射鏡253D的正面反射而是到達背面的雷射光能夠以與被反射鏡253D的正面反射的雷射光不同的角度被反射，不射入使用者的瞳孔、或即使射入使用者的瞳孔亦不到達視網膜。需要說明的是，反射鏡253D的背面亦可以彎曲成凹狀。
<實施方式4>
圖17是示出實施方式4的影像中繼裝置400的圖。影像中繼裝置400安裝在微型投影機50A上。圖18示出了影像中繼裝置400的外觀。
影像中繼裝置400具有托架450。與實施方式3的影像中繼裝置300類似，影像中繼裝置400包括透鏡110、透鏡120、反射鏡253、ND濾光鏡360A、360B、360C。其中，透鏡120從托架450的透鏡蓋455的中央的開口部露出，並且透鏡110、透鏡120、反射鏡253、ND濾光鏡360A、360B、360C內置在托架450中。
托架450具有基部451、安裝部452、螺絲453、透鏡托架455A、以及透鏡蓋455B。在此，除了圖17以外，使用圖18及圖19進行說明。圖18是示出從影像中繼裝置400上拆下安裝部452及螺絲453的狀態的圖。圖19是示出安裝部452及螺絲453的圖。
基部451是具有將微型投影機50A的+Y方向側的端部嵌入內部的結構的殼體。與基部451的開口451D連通的內部空間的尺寸與微型投影機50A的尺寸匹配。
基部451在+Z方向側的表面的-Y方向側具有一對卡合孔451A1、451A2、451A3。一對卡合孔451A1、451A2、451A3分別沿X方向設置。此外，一對卡合孔451A1、451A2、451A3從+Y方向側向-Y方向側按該順序配置。
一對卡合孔451A1、451A2、451A3貫穿基部451的+Z方向側的壁部，並且，作為一個示例，卡合孔451A1、卡合孔451A3是在平面圖中在X方向上具有長度方向的矩形的孔 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方向側的端部的位置在X方向上與卡合孔451A1及卡合孔451A3的位置匹配。
安裝部452具有基部452A、一對卡合部452B、固定部452C、以及貫穿孔452D。基部452A是在平面圖中為矩形的板狀的部分，並且在背面側(微型投影機50A側)設置有一對卡合部452B。
雖然圖19示出了一對卡合部452B之中的一個，但是一對卡合部452B在X方向上隔開間隔設置。一對卡合部452B的X方向上的間隔等於一對卡合孔451A1、451A3的X方向上的間隔。另外，各卡合部452B的X方向上的長度與卡合孔451A1、451A3的X方向上的長度匹配。
卡合部452B從基部452A的背面側向-Z方向突出，並且在-Y方向上彎曲。該卡合部452B能夠插入到卡合孔451A1、451A2、451A3中。藉由將一對卡合部452B插入到一對卡合孔451A1或451A3中並使其在-Y方向上滑動，從而能夠使一對卡合部452B與一對卡合孔451A1或451A3卡合。另外，若將一對卡合部452B插入到一對卡合孔451A2中，並使其在-Y方向上滑動並卡合並且在-X方向上滑動，則能夠在與相對於卡合孔451A1或451A3卡合的情況在X方向上相等的位置處，使其相對於一對卡合孔451A2卡合。
固定部452C是與基部452A的-Y方向側連接的部分，並且由於其經由拱形的彎折部452C1與基部452A連接，因此能夠相對於基部452A在±Z方向上彎折。固定部452C在平面 圖中具有大致三角形的形狀，並且-Y方向側的頂點側的部分在X方向上彎曲。由於固定部452C與微型投影機50A的+Z方向側的表面抵接，因此固定部452C相對於彎折部452C1的-Y方向側的部分向-Z方向突出並且厚度增厚。
貫穿孔452D在固定部452C的-Y方向側設置在X方向上的寬度的大致中心處。螺絲453被插入貫穿孔452D中。
螺絲453在螺絲頭453A(參見圖19)被插入固定部452C的貫穿孔452D的狀態下，被擰入例如設置在微型投影機50A的+Z方向側的表面上的螺絲孔50A1(參見圖18)中。關於設置在微型投影機50A的+Z方向側的表面上的螺絲孔50A1的直徑，在通常的微型投影機中，多數情況下使用用於固定設置在三腳架上的1/4英寸螺絲(6.35mm的螺絲)，因此只要將螺絲頭453A形成為1/4英寸螺絲，便能夠提高通用性，並且亦能夠應對使用不同的微型投影機的情況。
在使一對卡合部452B與一對卡合孔451A1、451A2、451A3之中的任意一個卡合的狀態下，藉由將螺絲453的螺絲頭453A擰入微型投影機50A的螺絲孔50A1中，從而將該安裝部452固定到微型投影機50A上。如此一來，將能夠將托架450安裝到微型投影機50A上。
關於使一對卡合部452B與一對卡合孔451A1、451A2、451A3之中的哪個卡合，根據微型投影機50A的Y方向上的尺寸、或從微型投影機50A的+Y方向側的端部至螺絲孔50A1的距離選擇即可。一對卡合孔451A1、451A2、451A3 的位置在Y方向上不同，並且以能夠應對各種微型投影機50A的方式設置有3種。
與實施方式3的透鏡托架355A類似，透鏡托架455A對透鏡120進行保持。透鏡托架455A安裝在基部451的+Y方向側的端部的+Z方向側。在透鏡托架455A上，安裝有與實施方式3的透鏡蓋355B類似的透鏡蓋455B。
圖20是示出將影像中繼裝置400安裝到各種尺寸的微型投影機50A的狀態的圖。圖20的(A)、(B)、(C)示出了螺絲孔50A1的位置不同的3個微型投影機50A。需要說明的是，在圖20的(A)~(C)中，省略了安裝部452的卡合部452B，示出了卡合孔451A1、451A2、451A3。
在圖20(A)中，卡合部452B被固定到卡合孔451A1。在圖20(B)中，卡合部452B被固定到卡合孔451A3。在圖20(C)中，卡合部452B被固定到卡合孔451A2。
如此一來，藉由將安裝部452安裝到卡合孔451A1、451A2、451A3之中的任意一個，從而能夠將影像中繼裝置400的托架450安裝到螺絲孔50A1的位置不同的各種尺寸的微型投影機50A上。
需要說明的是，雖然在此對影像中繼裝置400包括具有Y方向上的位置不同的3種卡合孔451A1、451A2、451A3的托架450的形態進行了說明，但是卡合孔的個數可以是任意個數。
圖21及圖22是示出實施方式4的第1變形例的影像中繼裝置400A的圖。影像中繼裝置400A包括托架450，並且 托架450具有基部451、透鏡托架455A、以及透鏡蓋455B。在此，省略了托架450的安裝部452及螺絲453。
圖21所示的用於保持透鏡120的透鏡托架455A被螺紋固定到基部451上，並且能夠更換為圖22所示的用於保持透鏡120A的透鏡托架455A1。
透鏡120例如是FOVH為40度的透鏡，透鏡120A例如是FOVH為60度的透鏡。透鏡120A比透鏡120厚並且焦距短。因此，透鏡托架455A1比透鏡托架455A短。
圖23及圖24是示出使用透鏡120、120A的情況下的光路的圖。透鏡110例如是FOVH為40度的透鏡。
如圖23所示，在使用透鏡120的情況下，從透鏡110、120到雷射光在透鏡110與透鏡120之間會聚的點P的距離均等於L1。另外，透鏡120的WD(Working Distance：工作距離)為L3。
如圖24所示，在使用透鏡120A的情況下，從透鏡110、120到雷射光在透鏡110與透鏡120之間會聚的點P的距離分別為L1、L2(L1>L2)。其原因在於，透鏡120A的FOVH較大。另外，透鏡120A的WD為L4(L4<L3)。
由於透鏡120A的FOVH為60度，大於透鏡120A的FOVH(40度)，因此向使用者的視網膜12射入更寬的雷射光，提供更大的影像。
圖25至圖28是示出實施方式4的第2變形例的影像中繼裝置400B的圖。影像中繼裝置400B與實施方式4的影像中繼裝置400的不同之處在於具有托架450B。
托架450B具有基部451B、安裝部452、透鏡托架455A、以及透鏡蓋455B。需要說明的是，雖然托架450B亦具有螺絲453(參見圖17)，但是在此省略。
基部451B與實施方式4的托架450的基部451的不同之處在於以使透鏡托架455A在XZ平面內能夠旋轉90度的方式進行保持。需要說明的是，在圖26及圖28中，省略了基部451。
在圖25及圖26中，以使透鏡120朝向+Z方向側的方式對透鏡托架455A及透鏡罩455B進行取向，在此情況下，使用者將從雷射照射部60A輸出的橫屏的影像視覺識別為橫屏的影像。
另外，在圖27及圖28中，以使透鏡120朝向-X方向側的方式將透鏡托架455A及透鏡罩455B旋轉，在此情況下，使用者將從雷射照射部60A輸出的豎屏的影像視覺識別為豎屏的影像。
對此進行說明。在從雷射照射部60A輸出的影像為橫屏影像的情況下，當托架450B被設置為圖25、圖26的方向時，由反射鏡253所反射的投影影像為橫屏影像。
在此，若如圖27、圖28所示將托架450B旋轉90度，則雖然從雷射照射部60A輸出的影像原樣保持為橫屏影像，但是被投影至反射鏡253的影像為豎屏影像。其原因在於，在對橫屏影像進行反射鏡反射時，雖然以長度方向為水平方向、寬度方向為垂直方向來視覺識別，但是若將反射鏡253向右方向旋轉90度，則將其視覺識別為橫屏影像的右側的寬 度方向變成下部的縱向的影像。換言之，若使用鏡子從側面觀看則會將橫屏的影像看成豎屏。
如此一來，根據實施方式的第2變形例，能夠獲得能夠應對從雷射照射部60A輸出的橫屏影像和豎屏影像的影像中繼裝置400B。
<實施方式5>
圖29是示出實施方式5的影像中繼裝置500的圖。影像中繼裝置500具有與實施方式3的影像中繼裝置300類似的結構。圖29示出了影像中繼裝置500的構成要素之中的透鏡110、透鏡120、反射鏡253。向透鏡110射入從雷射照射部60的掃描部64照射的雷射光。
在透鏡110和透鏡120之間雷射光會聚的位置P處配置有指標501。指標501例如是視力檢查用的指標，在透鏡的薄膜上，在沿水平方向和垂直方向延伸並交叉的2個直線的交點處繪製有圓。該指標例如可以用作視場檢查的注視指標。
由於只要在點P處配置指標，便會在視網膜12上成像出指標的影像，因此若利用掃描部64對雷射光進行掃描以繪製汽車等影像，則會在視網膜12上成像出在汽車等影像上重疊有視場檢查用的注視指標的影像。
因此，根據實施方式5，能夠提供使用於視場檢查的注視指標等的影像成像在視網膜12上的影像中繼裝置500。
需要說明的是，可以配置具有各種影像的透明薄膜來代替指標501。
圖30是示出實施方式5的變形例的影像中繼裝置500A的圖。影像中繼裝置500A具有將圖29所示的影像中繼裝置500的反射鏡253更換為部分透射反射鏡553並添加了透鏡510的結構。透鏡510與部分透射反射鏡553的背面之間的距離等於部分透射反射鏡553的正面與透鏡110的位置之間的距離。
在部分透射反射鏡553的背面配置有樹550作為被攝體。樹550的影像透射部分透射反射鏡553，經由透鏡120射入瞳孔11內，並在視網膜12上成像。
因此，若利用掃描部64對雷射光進行掃描以繪製汽車等影像，則會在視網膜12上成像出在汽車等影像上重疊有樹550影像的影像。雖然在此示出了樹550，但是可以用各種被攝體的影像來代替樹550重疊在從雷射照射部60輸出的影像上。即，可以在使用者的視網膜12成像出AR(Augmented Reality：擴增實境)影像。
因此，根據實施方式5的變形例，能夠提供能夠在視網膜12上成像出AR影像的影像中繼裝置500。
以上對本發明的示例性的實施方式的影像中繼裝置進行了說明，但本發明並不限於具體公開的實施方式，在不脫離申請專利範圍的情況下，可進行各種變形或變更。
本申請案係主張基於2019年3月28日申請的日本發明專利申請案第2019-063722號、2020年3月9日申請的日本發明專利申請案第2020-040194號的優先權，其全部內容係藉由參照而併入本國際申請中。
50:智慧型手機(投影裝置)
51:殼體
52:顯示器
53:主屏幕按鈕
80:外殼
81:切口部
82:切口部
83:切口部
100:影像中繼裝置
120:透鏡
140:殼體

Claims (14)

  1. 一種影像中繼裝置，包括：第一光學構件，具有照射雷射光的光源、以及基於影像資料對該雷射光進行掃描的掃描部，對從投影裝置射入的平行光的各光線進行轉換，以使該各光線的光軸為平行且該各光線成為會聚光，該投影裝置基於該影像資料對該雷射光進行掃描，作為影像光輸出；第二光學構件，將從該第一光學構件輸出的各光線轉換成平行光，使其在使用者的瞳孔附近會聚；減光濾光鏡，對該各光線進行減光；位置調節部，使該第一光學構件與該第二光學構件之間的距離變化；以及保持部，相對於該投影裝置對該第一光學構件及第二光學構件進行保持，為了改善利用麥克斯韋觀察法(Maxwellian view)獲得的焦點精度，而因應該各光線的光束直徑，利用該位置調節部來使該第一光學構件與該第二光學構件之間的距離變化。
  2. 如請求項1之影像中繼裝置，其中，該第二光學構件在使用者的使用狀態下被接目，該第一光學構件及該第二光學構件構成在該掃描部的掃描原點與瞳孔中心之間共軛的光學系統。
  3. 如請求項1之影像中繼裝置，其中， 該減光濾光鏡為N(N為2以上的整數)片的減光濾光鏡，且N-1片具有能夠適合作為雷射產品安全標準的IEC60825的等級1之減光率。
  4. 如請求項1之影像中繼裝置，其中，該影像光是以R、G、B三色的雷射光所構成，該減光濾光鏡將該B的雷射光減光至0.25μW以上、11.36μW以下。
  5. 如請求項1之影像中繼裝置，其中，該位置調節部藉由對該第二光學構件的位置進行調節，而使該第二光學構件與該第一光學構件之間的距離變化。
  6. 如請求項1之影像中繼裝置，其中，該保持部具有：第一保持部，相對於該投影裝置對該第一光學構件進行保持；以及第二保持部，相對於該投影裝置經由第一保持部對該第二光學構件進行保持，並且相對於該第一保持部拆裝自如，該第二保持部能夠更換為對視場角及視角與該第二光學構件不同的另一第二光學構件進行保持的第二保持部。
  7. 如請求項1之影像中繼裝置，其中，該保持部具有能夠相對於從該投影裝置射入的平行光的光軸旋轉的旋轉機構，藉由使該旋轉機構旋轉，從而能夠對由使用者經由該第二光學構件所視覺識別的影像在橫屏的圖像與豎屏的圖像之間進行切換。
  8. 如請求項1之影像中繼裝置，其中， 該第二光學構件的視場角為比第一視場角大之第二視場角時，該減光濾光鏡的透射率被設定為該第二光學構件的視場角為該第一視場角時的第1透射率更高的第2透射率。
  9. 如請求項1之影像中繼裝置，其中，能夠安裝繪製有預定影像的透明構件，該透明構件在該第一光學構件與該第二光學構件之間設置在該各光線會聚的會聚位置，並且使該各光線透射。
  10. 如請求項9之影像中繼裝置，其中，該預定影像表示視力檢查用的指標。
  11. 如請求項8之影像中繼裝置，其中，該第二光學構件的該第一視場角為40度時，該減光濾光鏡將該影像光減光到0.639μW，該第二光學構件的該第二視場角為60度時，該減光濾光鏡將該影像光減光到1.34μW。
  12. 一種影像投影系統，包括：投影裝置，具有照射雷射光的光源、以及基於影像資料對該雷射光進行掃描的掃描部，並且基於該影像資料將該雷射光掃描作為影像光輸出；影像中繼裝置，對從該投影裝置輸出的雷射光進行中繼；以及保持部，相對於該投影裝置對該影像中繼裝置進行保持，該影像中繼裝置具有： 第一光學構件，對從該投影裝置射入的作為平行光的各光線進行轉換，以使該各光線的光軸平行且使該各光線成為會聚光；及第二光學構件，將從該第一光學構件輸出的各光線轉換成平行光，且使其在使用者的瞳孔附近會聚；減光濾光鏡，對該各光線進行減光；以及位置調節部，使該第一光學構件與該第二光學構件之間的距離變化，為了改善利用麥克斯韋觀察法(Maxwellian view)獲得的焦點精度，而因應該各光線的光束直徑，來使該第一光學構件與該第二光學構件之間的距離變化。
  13. 如請求項12之影像投影系統，其中，該影像光是以R、G及B三色的雷射光所構成，該減光濾光鏡為N(N為2以上的整數)片的減光濾光鏡，且N-1片具有能夠適合作為雷射產品安全標準的IEC60825的等級1之減光率，將該B的雷射光減光至0.25μW以上、11.36μW以下。
  14. 如請求項12之影像投影系統，其中，該影像中繼裝置的該第二光學構件在使用者的使用狀態下被使用者接目，該第二光學構件使轉換成該平行光的各光線在該使用者的瞳孔附近會聚，並將從該投影裝置輸出的該影像光投影至使用者的視網膜。
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