WO2010116726A1 - ビーム走査型表示装置 - Google Patents

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WO2010116726A1
WO2010116726A1 PCT/JP2010/002516 JP2010002516W WO2010116726A1 WO 2010116726 A1 WO2010116726 A1 WO 2010116726A1 JP 2010002516 W JP2010002516 W JP 2010002516W WO 2010116726 A1 WO2010116726 A1 WO 2010116726A1
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WO
WIPO (PCT)
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scanning
unit
lens
fixed lens
curvature
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/002516
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English (en)
French (fr)
Inventor
杉山圭司
山本格也
伊藤達男
笠澄研一
黒塚章
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by パナソニック株式会社 filed Critical パナソニック株式会社
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Priority to JP2011508242A priority patent/JP5373892B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/106—Scanning systems having diffraction gratings as scanning elements, e.g. holographic scanners
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0147—Head-up displays characterised by optical features comprising a device modifying the resolution of the displayed image

Definitions

  • the present invention relates to a beam scanning display device such as an HMD (head mounted display) or HUD (head up display).
  • a beam scanning display device such as an HMD (head mounted display) or HUD (head up display).
  • a beam scanning method in which laser light (beam) is two-dimensionally scanned and directly drawn on the retina of the eye (for example, a patent).
  • the beam scanning display device includes a retinal scanning display, a retinal irradiation display, a retinal direct display, a beam scanning display, a direct view display device, an RSD (Retina Scanning Display), and a VRD (Virtual Retina Display). ), Etc.
  • FIG. 1A and FIG. 1B show a configuration example of a glasses-type HMD.
  • a spectacle-type HMD includes laser light sources 101 and 110 that emit laser light mounted on a spectacle frame, wavefront shape changing units 102 and 109 that control the wavefront of the laser light, and a laser. Scanning units 103 and 108 that scan light in a two-dimensional direction are included.
  • the laser light emitted from the laser light sources 101 and 110 is projected toward the spectacle lens by the scanning units 103 and 108. Then, the laser light is reflected by the deflecting units 104 and 107 provided on the surface of the spectacle lens, enters the user's eyes, and forms an image on the retina.
  • deflecting units 104 and 107 a half mirror, a hologram optical element (HOE) or the like is used.
  • HOE hologram optical element
  • the user can simultaneously view both the outside scenery and the image drawn by the laser beam by the deflecting units 104 and 107.
  • a mirror device or the like that scans laser light in a two-dimensional direction by vibrating one single-plate mirror in a uniaxial or biaxial direction is used.
  • the beam waist position of the scanning laser is expressed by the distance between the beam waist of the scanning laser and the scanning unit.
  • FIG. 2 shows an example of the optimum beam waist position for making the laser light toward the user's eyes parallel light in a glasses-type display device.
  • the laser light L is incident on the deflection unit 104 obliquely by the scanning unit 103.
  • a hologram mirror designed to collect light at the pupil position 133 of the user is used.
  • the appropriate beam waist position of the laser beam L varies depending on the position where the laser beam L is incident on the deflecting unit 104.
  • a locus indicated by a dotted line 201 indicates an example of an appropriate beam waist position of the laser light L. That is, even if the direction of the laser beam L changes due to the movement of the scanning unit 103, the beam that enters the human eye by performing control so that the beam waist position of the laser beam L is located on the locus indicated by the dotted line 201. Can be made parallel light.
  • the scanning unit 103 When displaying a high-quality image, it is necessary to operate the scanning unit 103 at a high speed (for example, 100 Hz or more). In this case, the beam waist position of the scanning laser needs to be changed at high speed in accordance with the operation of the scanning unit 103. Therefore, for example, a method of changing the beam waist position of the laser light at high speed by driving the optical component with a single vibration is used.
  • a high speed for example, 100 Hz or more.
  • FIG. 3 shows a configuration example of a main part of a conventional beam scanning HMD.
  • the wavefront shape changing unit 102 includes a lens. These lenses 102 a and 102 b are driven by a single vibration in synchronization with the movement of the scanning unit 103. As a result, the horizontal beam waist position and the vertical beam waist position of the scanning laser are changed.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 do not consider the problem of the size of the optical system for controlling the beam waist position as described above.
  • the present invention solves the above-described problems.
  • the means for adjusting the position of the beam waist is disposed between the scanning unit and the deflecting unit, thereby improving the image quality of the scanning image display device.
  • the objective is to simultaneously reduce the size of the optical system.
  • a scanning image display device includes a light source unit that emits a light beam, a scanning unit that scans the light beam emitted from the light source unit, and the scanning.
  • a deflection unit that deflects the scanning beam scanned by the unit in a direction toward the user's eye, and a correction unit that corrects a beam waist position of the scanning beam, the correction unit including the scanning unit and the deflection unit And a fixed lens with fixed optical performance.
  • the beam waist position of the scanning beam can be changed to the optimum position with the fixed lens, and the display image quality can be improved. Since the correction of the beam waist position is realized with a fixed lens, there is no need to drive lenses or mirrors as in the prior art, so the optical system can be miniaturized and high quality for the user. Video can be displayed.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram showing a configuration example of a conventional glasses-type HMD.
  • FIG. 1B is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a conventional glasses-type HMD. It is explanatory drawing which shows an example of the optimal beam waist position for making the laser beam which faces a user's eyes into parallel light in a spectacles type display apparatus. It is explanatory drawing which shows one structural example of the principal part of the conventional beam scanning type HMD.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram showing a configuration example of a glasses-type HMD according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the eyeglass-type HMD according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is an explanatory diagram showing changes in the beam waist position of the laser light due to the passage of the lens.
  • FIG. 7B is an explanatory diagram showing changes in the beam waist position of the laser light due to the passage of the lens.
  • FIG. 7C is an explanatory diagram showing changes in the beam waist position of the laser light due to the passage of the lens. It is explanatory drawing which shows the shape of the fixed lens which concerns on this Embodiment. It is explanatory drawing which shows the shape of the fixed lens which concerns on this Embodiment.
  • FIG. 4A is a plan view showing a configuration example of the eyeglass-type HMD according to the first embodiment.
  • FIG. 4B is a side view of the glasses-type HMD shown in FIG. 4A.
  • FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration of the eyeglass-type HMD shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the eyeglass-type HMD includes laser light sources 1 and 10 (light source unit) that emit laser light (light beam) mounted on the eyeglass frame, and a laser. It includes wavefront shape changing units 2 and 9 for controlling the wavefront of light, and scanning units 3 and 8 for scanning laser light in a two-dimensional direction.
  • laser light sources 1 and 10 light source unit
  • laser light beam mounted on the eyeglass frame
  • wavefront shape changing units 2 and 9 for controlling the wavefront of light
  • scanning units 3 and 8 for scanning laser light in a two-dimensional direction.
  • the laser light source 1 includes a red laser light source 1R, a blue laser light source 1B, and a green laser light source 1G.
  • the laser beams of the respective colors output from these laser light sources 1R, 1B, and 1G are combined and emitted.
  • laser light of any color can be output by appropriately modulating the output from each color laser light source 1R, 1B, and 1G.
  • each color laser light source 1R, 1B and 1G can be modulated in conjunction with the movement of the scanning unit 3 described later, thereby displaying an image on the retina of the user's eye.
  • a red semiconductor laser light source as the red laser light source 1R
  • a blue semiconductor laser light source 12 as the blue laser light source 1B
  • an infrared semiconductor laser light source as the green laser light source 1G
  • SHG Second-Harmonic Generation: (Second harmonic generation)
  • the laser light source of the present embodiment is not limited to this, and for example, a green semiconductor laser light source may be used as the green laser light source 1G.
  • a solid laser, a liquid laser, a gas laser, and a light emitting diode may be used instead of the semiconductor laser.
  • the output intensity of laser light is modulated in each laser light source.
  • means for modulating light output from each laser light source is a laser light source.
  • the laser beam may be modulated by using in combination.
  • the laser light sources 1 and 10 may include a light detection unit 14 (FIG. 5) that detects the direction of the user's line of sight by detecting the intensity of reflected light from the cornea of the user's eyes.
  • a light detection unit 14 FIG. 5
  • the deflecting units 4 and 7 are incident on the corneal surface obliquely, but the beam from the front of the eyeball is incident on the corneal surface perpendicularly. Therefore, the reflectivity of the beam is relatively high. For this reason, the line-of-sight direction can be detected by detecting the intensity of the reflected light from the cornea of the user's eye by the light detection unit 14.
  • the wavefront shape changing units 2 and 9 change the wavefront shapes of the beams from the laser light sources 1 and 10 so that the spot sizes of the beams deflected by the deflecting units 4 and 7 described later are within a predetermined range.
  • the waveform of the laser beam is adjusted.
  • the beam spot size is defined as the spot size on the retina of the user's eye.
  • the spot size of the beam may be a spot size at the pupil, a spot size at the cornea, or a spot size at the deflection unit, for example.
  • the spot size on the retina is the same as the pixel size to be displayed.
  • the “wavefront shape” in the present embodiment is a three-dimensional shape of a beam wavefront, and includes flat, spherical, and aspherical shapes.
  • the lens 2 a is used as the wavefront shape changing unit 2 that determines the wavefront shape of the laser light emitted from the laser light source 1.
  • the arrangement position and shape of the lens 2a are set so that the beam waist position of the laser light is optimal when the laser light is directed to the central portion (4C in FIG. 6) of the deflection unit 4. . That is, the lens 2a (wavefront shape changing portion), the line of optimum beam waist position shown in W O 6, is provided so that the beam waist positions of the laser beam is present.
  • the shape of the lens 2a according to the present embodiment is not particularly limited, and for example, a concave lens, a convex lens, a cylindrical lens, or the like can be used. Moreover, you may use combining these lenses. Further, a diffractive optical element may be used instead of the lens. In this case, the optical element can be reduced in thickness and weight.
  • the scanning units 3 and 8 two-dimensionally scan the laser beams that have passed through the wavefront shape changing units 2 and 9, respectively.
  • These scanning units 3 and 8 are single-plate small mirrors capable of two-dimensionally changing the angle of the laser beam, and MEMS (Micro-Electro-Mechanical-System) micromirrors can be used.
  • the scanning units 3 and 8 may be realized by a combination of two or more types of scanning units, such as for horizontal scanning and vertical scanning. In this case, since horizontal scanning and vertical scanning can be operated independently, control becomes easy.
  • the method of scanning the laser beam by the main scanning units 3 and 8 is not limited to the method of physically tilting the mirror.
  • a method of moving the lens or rotating the diffraction element may be used, or a liquid crystal lens may be used.
  • a method using a deflecting element such as a deformable lens, an AO element (acousto-optic element), or an EO element (electro-optical conversion element) may be used.
  • the deflecting units 4 and 7 change the directions of the beams scanned by the scanning units 3 and 8 to the direction toward the user's eyes.
  • the deflecting units 4 and 7 are formed so that the beam scanned by the scanning units 3 and 8 is diffracted and condensed on the pupil of the user's eye.
  • the deflection units 4 and 7 may include a photopolymer layer formed on the inner side (eye side) of a spectacle lens, and a Lippmann volume hologram may be formed on the photopolymer layer.
  • the hologram formed on the photopolymer layer three holograms that reflect the laser light emitted from the laser light sources of red, green, and blue colors may be formed in multiple. Moreover, it is good also as a structure by which the hologram of the 3 layers corresponding to the laser beam of each color was laminated
  • the deflecting units 4 and 7 are not limited to the configuration of deflecting using a diffraction element such as a hologram, and may be a mirror such as a concave mirror or a lens such as a convex lens. In this case, the deflection units 4 and 7 can be easily manufactured as compared with the case of using a hologram.
  • the control units 5 and 11 include an integrated circuit that controls each unit of the HMD, and controls the outputs of the respective lasers and the operations of the wavefront shape changing units 2 and 9 and the scanning units 3 and 8.
  • the control units 5 and 11 include means for determining contents to be displayed to the user.
  • the control units 5 and 11 may include a communication unit that wirelessly connects to a peripheral device such as a mobile phone and receives a video / audio signal.
  • the control units 5 and 11 may include a memory that stores an image to be presented to the user, or may acquire an image to be presented to the user from an external device wirelessly.
  • control part 5 * 11 on each of right and left of spectacles was demonstrated, this Embodiment is not limited to this, You may provide a control part only in either one of right and left. That is, one of the control unit 5 and the control unit 11 controls the operations of the laser light sources 1 and 10 corresponding to both eyes, the wavefront shape changing units 2 and 9, the scanning units 3 and 8, and the headphones 6 and 12. It is good also as composition to do. In this case, the manufacturing cost can be reduced and the weight of the entire display device can be reduced as compared with the configuration in which the control units 5 and 11 are provided on both the left and right sides of the glasses.
  • the headphone units 6 and 12 are provided with speakers (not shown) and output sound.
  • the headphone units 6 and 12 may include a battery that supplies power to each unit of the HMD.
  • the HMD since the HMD does not need to be provided with a cable for supplying power from the outside, it can be cordless, and the HMD can be mounted more easily.
  • a fixed lens 40 having a fixed optical performance is used as a correction unit that corrects the beam waist position of the scanning beam.
  • the fixed lens 40 according to the present embodiment includes a fixed lens 40L for the left eye and a fixed lens 40R for the right eye.
  • the fixed lenses 40L and 40R are respectively disposed between the scanning units 3 and 8 and the deflecting units 4 and 7, and the laser light is fixed lens at the beam waist position of the laser light scanned by the scanning units 3 and 8. It changes according to the position which injects into 40L * 40R. Details of the functions and shapes of the fixed lenses 40L and 40R will be described later.
  • each member which comprises this HMD may be incorporated in one HMD, this Embodiment is not limited to this. For example, it is good also as a structure which is not provided with the headphone part among the members which comprise HMD of FIG. Moreover, each member which comprises each component of HMD may be distributed and arrange
  • the laser light source 4A and 4B is shared among a plurality of devices, such as sharing a laser light source between two HMDs, may be employed.
  • the laser light source can be provided only in one of the HMDs, and the laser light source can be connected to the other HMDs with an optical fiber.
  • it can be set as the structure which accommodates a laser light source in the housing
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing how the beam waist position of the laser light L changes in accordance with the movement of the scanning unit 3 in a configuration without the fixed lens 40L.
  • the wavefront shape changing unit 2 is set so that the beam waist position is optimized when the laser light L travels toward the center 4C of the deflecting unit 4.
  • the beam waist position of the laser beam is changed from the scanning unit 3 to the beam waist position in accordance with the operation of the scanning unit 3.
  • Draw an arc W N that is the length up to.
  • the position indicated by the arc-shaped locus W N is referred to as an uncorrected beam waist position.
  • the uncorrected beam waist position W N that is not corrected by the fixed lens 40 is greatly deviated from the optimum beam waist position W O.
  • the laser light other than the laser light directed toward the center 4C of the deflecting unit 4 does not become parallel light when passing through the pupil 33 of the user, and spreads greatly on the retina. Therefore, it is impossible to present a high-resolution video to the user as it is.
  • the ear-side portion of the deflection unit 4 (the portion closer to the scanning unit 3 than the center 4C of the deflection unit 4).
  • the non-corrected beam waist position W N of the laser beam L toward () is shifted to the back side (the direction away from the light source) from the ideal beam waist position W O.
  • the uncorrected beam waist position W N of the laser beam toward the nose side portion of the deflection unit 4 (the portion farther from the scanning unit 3 than the center 4C of the deflection unit 4) is closer to the front side than the ideal beam waist position W O ( The direction is closer to the light source.
  • the beam waist position of the laser beam toward the ear side Moves to the near side, and the beam waist position can be corrected so that the beam waist position of the laser beam toward the nose side is moved to the back side.
  • the error between the beam waist position of the laser beam L scanned by the scanning unit 3 and the ideal beam waist position W O can be reduced, so that the image quality of the image displayed on the user's eyes is improved. Can do.
  • a free-form surface lens is used as the fixed lens 40.
  • the shape of the fixed lens 40 is shown in FIGS.
  • FIG. 8 is a side view showing the shape of the fixed lens 40 as viewed from the side.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing the shape of the fixed lens 40 as viewed obliquely from above.
  • the fixed lens 40 has an incident surface 41 formed in a flat shape and an output surface 42 formed in a free-form surface.
  • the fixed lens 40 is disposed such that the incident surface 41 faces the scanning unit 3 and the emission surface 42 faces the deflecting unit 4 side.
  • the fixed lens 40 is arranged so that the laser light L directed toward the center 4 ⁇ / b> C of the deflecting unit 4 is perpendicularly incident on the central portion of the incident surface 41.
  • the exit surface 42 which is a free-form surface of the fixed lens 40, passes the ear-side region 43 closer to the scanning unit 3 than the central part thereof (laser light toward the ear-side part of the deflecting unit 4). Is designed to have a convex shape, and a nose side region 44 far from the scanning unit 3 than the central portion of the emission surface 42 (a portion through which laser light directed to the nose side portion of the deflecting unit 4 passes) is designed to have a concave shape.
  • the curvature is set to be 0 at the center of the emission surface 42.
  • the laser light toward the ear-side portion of the deflection unit 4 passes through the ear-side region 43 that is the convex surface portion of the free-form surface lens. Will do.
  • the beam waist position of the laser light toward the ear portion of the deflecting unit 4 moves in a direction approaching the light source by the action of the convex lens.
  • the laser beam toward the nose side portion of the deflecting unit 4 passes through the nose side region 44 that is the concave surface portion of the free-form surface lens.
  • the beam waist position of the laser light toward the nose side portion of the deflecting unit 4 moves in a direction away from the light source 1 by the action of the concave lens.
  • the beam waist positions of the laser beam with the scanning of the scanning unit 3, as shown in FIG. 11, in the figure, from the uncorrected beam waist position shown by the locus W N, and the correction waist position shown by the locus W C correction can do.
  • the beam waist positions of the laser beam can be brought close to the ideal beam waist position shown in the drawing trajectory W O, it is possible to improve the image quality of the image to be displayed to the eyes of the user.
  • the change in the curvature of the exit surface 42 which is a free-form surface need not be constant.
  • the difference between the uncorrected beam waist position W N and the ideal beam waist position W O increases as the distance from the laser beam toward the center 4C of the deflecting unit 4 increases toward the ear or nose.
  • a concave lens or a convex lens changes the beam waist position of laser light passing through the lens more greatly as the absolute value of the curvature thereof is larger. Therefore, in the present embodiment, when the curvature of the central portion of the free-form surface is set to 0, the absolute value of the curvature is increased every time a certain distance from the center in the ear-side region that becomes a convex lens.
  • the absolute value of the curvature is increased as the distance from the center increases.
  • symbol of curvature is reverse. That is, the absolute value of the curvature of the free-form surface is increased as the distance from the center of the lens increases. Therefore, as shown in FIG. 6, even when the difference between the uncorrected beam waist position and the ideal beam waist position increases with distance from the center, the beam waist position can be corrected appropriately.
  • the degree of change in the absolute value of the curvature need not be the same between the ear side and the nose side.
  • the degree of change in the absolute value of the curvature of the free-form surface lens is made larger in the ear side region 43 than in the nose side region 44, so that the uncorrected beam waist position W N is more appropriately set. It is closer to the ideal beam waist position W O.
  • the correction of the beam waist position with respect to the scanning of the laser beam in the horizontal direction (first direction) has been described, but the same applies to the correction of the beam waist position with respect to the scanning of the laser beam in the vertical direction (second direction). That is, when the laser beam is scanned in the vertical direction, as shown in FIG. 21, the beam waist position W NV of the laser beam when the correction by the fixed lens 40 is not performed becomes the optimum beam waist position W OV .
  • the optical performance of the fixed lens of the fixed lens 40 is determined so as to approach (match as much as possible).
  • the fixed lens of the fixed lens 40 is preferably configured such that the absolute value of the vertical curvature decreases linearly in proportion to the increase in the vertical distance from the center of curvature.
  • the fixed lens of the fixed lens 40 has a predetermined vertical curvature change width (amount of change in curvature per unit distance in the vertical direction), and each time a certain distance is made in the vertical direction from the center of curvature, a free curved surface is formed.
  • the absolute value of the curvature in the vertical direction is configured to decrease by the value of the curvature change width.
  • the curvature in the horizontal direction and the curvature in the vertical direction on the free-form surface may be set independently.
  • the horizontal curvature is changed so that the absolute value of the curvature increases as the distance from the center of the lens increases as described above, while the vertical curvature remains constant. It can be set accordingly.
  • the absolute value of the curvature in the vertical direction may be designed to decrease as the distance from the center (curvature center) of the lens increases. In this case, not only the horizontal scanning of the scanning unit 3 but also the vertical scanning can be made closer to the optimum position as shown in FIG.
  • the fixed lens 40 of the present embodiment is not limited to the plane of incidence of the incident surface 41 but may be concave or convex, or may be a free curved surface. In this case, there is an effect of optimizing the beam waist even for points other than passing through the center of the lens and reducing aberrations.
  • the fixed lens 40 may have a light-incident surface 41 and a light-emitting surface 42 having a flat surface.
  • the free-form curved incident surface 41 side is not exposed to the outside of the HMD. For this reason, it is possible to protect the lens surface of the free curved surface having a complicated structure.
  • the wavefront shape changing unit 2 is adjusted so that the beam waist position is optimized with respect to the laser light toward the center 4C of the deflecting unit 4. However, you may optimize with respect to the beam which passes another point.
  • adjusting the wavefront shape changing unit 2 so as to optimize the beam waist position with respect to the laser light toward the right end of the screen has an effect of optimizing the resolution on the right side of the screen from the center of the screen.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing an arrangement relationship of the fixed lens 40, the scanning unit 3, and the folding mirror, and is a view of these members as viewed from above.
  • FIG. 13 is explanatory drawing which shows the arrangement
  • the present embodiment is not limited to the above configuration.
  • the folding mirror 60A is disposed between the fixed lens 40 and the scanning unit 3
  • the folding mirror 60B is disposed between the scanning unit 3 and the wavefront shape changing unit 2.
  • the distance between the scanning unit 3 and the fixed lens 40 can be increased.
  • the distance between the fixed lens 40 and the scanning unit 3 can be increased while keeping the size of the optical system small.
  • the laser beam traveling toward the center 4C of the deflecting unit 4 does not necessarily pass through the center of the fixed lens 40.
  • laser light directed to a specific point in a region closer to the ear than the center 4C of the deflecting unit 4 may pass through the center of the fixed lens 40.
  • there is an effect of reducing the size of the fixed lens 40 for example, when the display screen is enlarged only on the ear side.
  • a message such as “mail received” is displayed in the display area on the ear side that does not disturb the field of view. The case where it displays is mentioned.
  • the curvature of the free curved surface of the fixed lens 40 does not have to be zero with respect to the laser light toward the center 4C of the deflecting unit 4.
  • the wavefront shape changing unit 2 optimizes the beam waist position with respect to a laser beam directed to a specific point in a region closer to the ear than the center 4C of the deflecting unit 4
  • the laser beam is emitted from the fixed lens 40.
  • Processing such as setting the curvature of the free-form surface of the portion passing through the specific point to 0 may be performed. In this case, there is an effect such as optimizing the image quality on the ear side.
  • the correction unit according to the present embodiment is not limited to the above-described configuration using one lens, and two or more lenses may be used.
  • a correction lens 40H is provided as a lens for correcting the beam waist position in the horizontal direction
  • a correction lens 40V is provided as a lens for correcting the beam waist position in the vertical direction. can do.
  • the fixed lens 40 is configured by the correction lens 40V that corrects the vertical beam waist position of the laser light and the correction lens 40H that corrects the horizontal beam waist position of the laser light. ing.
  • a free-form surface lens having a curvature only in the vertical direction can be used as the correction lens 40V
  • a free-form surface lens having a curvature only in the horizontal direction can be used as the correction lens 40H. This makes it easy to design and manufacture the correction lens 40V and the correction lens 40H.
  • the fixed lens 40 according to the present embodiment is not limited to the above configuration, and may be configured by combining a plurality of lenses other than the free-form surface lens. In this case, since it is not necessary to manufacture a special free-form surface lens when manufacturing the fixed lens 40, it is possible to simplify the manufacturing of the image display device.
  • the eyeglass-type HMD according to the present embodiment may further include an aberration correction lens 90 provided between the scanning unit 3 and the laser light source 1 as shown in FIG.
  • This aberration correction lens 90 has a free curved surface whose curvature is opposite to the free curved surface of the fixed lens 40.
  • FIG. 15 shows a configuration diagram of a glasses-type HMD (head mounted display) according to the present embodiment.
  • the wavefront shape changing unit 22 includes two movable lenses 22 a and 22 b that are driven in accordance with the operation of the scanning unit 3.
  • the wavefront shape changing unit 22 can drive the movable lenses 22a and 22b by MEMS, a mechanical actuator, or the like. That is, in the present embodiment, the correction unit that corrects the beam waist position of the scanning beam includes the fixed lens 40 and the movable lenses 22a and 22b.
  • the fixed lens 40 and the movable lenses 22a and 22b adjust the beam waist position of the laser light in accordance with the operation of the scanning unit 3.
  • the length of the beam waist position to be adjusted by the fixed lens 40 can be shortened. For this reason, the curvature of the whole fixed lens 40 can be made small, and the influence of the aberration given to a laser beam can be made small.
  • the beam waist position of the laser beam is adjusted in accordance with the operation of the scanning unit 3.
  • the beam waist position of the laser light scanned by the scanning unit 3 can be adjusted to be a more optimal position.
  • the fixed lens 40 and the movable lenses 22a and 22b in combination it is possible to realize a highly accurate adjustment of the beam waist position even when the movable lenses 22a and 22b that are smaller than the conventional lenses are applied.
  • FIG. 16 shows the beam waist position in single focus drive.
  • 16 ⁇ / b> A shows an example of a change in the beam waist position when the movable lenses 22 a and 22 b are driven with a single vibration in accordance with the operation of the scanning unit 3 without using the correction lens.
  • FIG. 16 is a relationship table between the viewing angle in the horizontal direction of the pixel drawn by the scanning unit 3 and the beam waist position of the laser beam that draws the pixel.
  • the beam waist position is indicated by the distance from the scanning unit 3.
  • 16A shows an ideal beam waist when the resolution is optimum. When a pixel with a certain viewing angle is drawn, the resolution is optimized when the beam waist position of the laser beam for drawing the pixel is on the line indicated by 16A.
  • 16C indicates the beam waist position of the laser beam when the wavefront shape changing unit is configured by a single lens as in the first embodiment.
  • the beam waist position is fixed. Therefore, in the configuration of the first embodiment, it is necessary to adjust (decrease) the difference between the beam waist position of 16A and the beam waist position of 16C using only the fixed lens 40.
  • 16B indicates the beam waist position of the laser light when the movable lenses 22a and 22b constituting the fixed lens 40 are driven by a single vibration in accordance with the scanning of the scanning unit 3.
  • the difference between the beam waist position 16B by the movable lenses 22a and 22b and the optimum beam waist position 16A is only a single lens.
  • the difference between the beam waist position 16C and the optimum beam waist position 16A is smaller. Therefore, the optical power necessary for the correction lens for bringing the beam waist position 16B by the movable lens closer to the optimum beam waist position 16A is higher than the optical power for bringing the beam waist position 16C by the single lens closer to the optimum beam waist position 15A. Only small power is required. Therefore, the curvature of the fixed lens 40 can be reduced by using a free-form surface lens as the fixed lens 40. As a result, the influence of the aberration that the fixed lens 40 has on the laser light L can be reduced.
  • the movable lenses 22a and 22b are moved by optimizing the beam waist position according to the operation of the scanning unit 3 by using the fixed lens 40 (correction lens).
  • the distance can be kept small. As a result, it is possible to reduce power consumption required for driving the wavefront shape changing unit 22.
  • movable lenses 22a and 22b cylindrical lenses having curvatures only in the horizontal direction and the vertical direction may be used, respectively.
  • the horizontal beam waist and the vertical beam waist can be controlled by only one movable lens. As a result, the design of the optical system becomes easy.
  • the movable lenses 22a and 22b may not be lenses that actually move, but may be configured by elements whose optical characteristics change by electrical control, such as liquid crystal lenses and liquid lenses. In this case, since there is no need to actually move the movable lenses 22a and 22b, there is an effect of preventing unnecessary vibration. Further, since a space for allowing the movement of the movable lenses 22a and 22b is not required, the image display device can be further reduced in size.
  • FIG. 17 shows a configuration of a main part of the eyeglass-type HMD (head mounted display) according to the third embodiment. Components similar to those in the above-described embodiments are given the same member numbers, and description thereof is omitted as appropriate.
  • the position of the ideal beam waist of the laser light L for optimizing the resolution can be changed by making the shape of the deflecting portion 34 attached to the spectacle lens portion a curved surface.
  • the locus W OF indicates the ideal beam waist position when the deflection unit 34 has a planar shape.
  • the trajectory W OC shows an example of the ideal beam waist position when the deflection unit 34 has a curved surface shape.
  • the locus W N indicates the beam waist position of the laser light scanned by the scanning unit 3 when the beam waist position is optimized only for the laser light toward the center of the screen.
  • the difference between the ideal beam waist position W OC and the beam waist position W N of the scanning laser light when the deflecting portion 34 is curved is smaller. For this reason, it is possible to improve the display resolution by making the deflecting section 34 a curved surface.
  • the optical power required for the fixed lens 40 can be reduced.
  • the influence of the aberration that the fixed lens 40 gives to the laser light can be reduced, and the resolution can be improved.
  • FIG. 18 is a side view of a beam scanning type HUD (head-up display) according to the fourth embodiment, and FIG. 19 is a bird's-eye view thereof.
  • a beam scanning unit 72 is embedded in the car 71.
  • the beam scanning unit 72 is attached below the windshield 73 of the car.
  • the beam scanning unit 72 is disposed inside the instrument panel, and space saving of the display device is achieved.
  • the beam scanning unit 72 may be arranged outside the instrument panel, not inside the instrument panel (not shown) which is an instrument part in the vehicle. In this case, it is easy to replace the beam scanning unit 72 and change the position.
  • the light scanned by the beam scanning unit 72 is reflected by the deflecting unit 4 attached to the windshield 73, passes through the half mirror 74, and reaches the eyeball 36 of the driver 35 so that an image is visually recognized.
  • the map information and warning information displayed by the beam scanning unit 72 can be viewed while confirming the outside scene through the windshield 73. For this reason, it becomes possible to improve the safety and convenience of the driver.
  • the reflected light of the laser projected on the user's retina is reflected by the half mirror 74 installed in front of the user's eyes and detected by the light detection unit 14.
  • the beam scanning unit 72 includes the laser light source 1, the wavefront shape changing unit 2, the scanning unit 3, and the control unit 5. As shown in FIG. 19, the beam scanning unit 72 is installed not on the user's front but on the side mirror side, and projects laser light obliquely onto the windshield 73. With this configuration, it is possible to increase the degree of freedom of the arrangement location of the beam scanning unit 72, and to improve the design of the vehicle.
  • the transparency of the windshield 73 can be maintained and the safety of the driver can be improved.
  • the deflecting unit 4 may reflect the light from the scanning unit 3 toward both eyes of the user instead of reflecting the light toward the left or right eye of the user. In this case, a single deflection unit 4 can display an image on both eyes of the user.
  • the half mirror 74 is installed in front of the user's eyes so that the reflected light from the user's retina is reflected to the light detection unit 14.
  • the half mirror 74 is attached to the ceiling 77 of the car by a support bar 78, and this structure detects the spot size of the laser beam on the user's retina without forcing the device to be mounted on the user's head. It can be performed.
  • the half mirror 74 and the light detection unit 14 may be installed on the glasses or hats of the driver 35 instead of installing on the car ceiling. In this case, even if the head of the driver 35 moves back and forth, the possibility that the head contacts the half mirror is reduced, so that the safety of the driver 35 can be improved.
  • the control unit 5 includes an integrated circuit that controls each unit of the HUD.
  • the control unit 5 performs the output of each laser and the operations of the wavefront shape changing unit 2, the scanning unit 3, and the light detection unit 14.
  • the wavefront shape changing unit may be the wavefront shape changing unit 22 including the movable lenses 22a and 22b as shown in FIG.
  • the control unit 5 also includes a function of controlling the operation of the wavefront shape changing unit 22.
  • the wavefront shape changing unit 22 is composed of the movable lenses 22a and 22b, the movable lenses 22a and 22b do not always operate stably in an environment with a lot of vibration such as in a car, and the camera shakes during operation. Sometimes it happens. Therefore, the spot size of the laser beam on the user's retina is detected by the light detection unit 14, and the control unit 5 controls the operation of the movable lenses 22a and 22b of the wavefront shape changing unit 22 based on the detection result, Make fine adjustments to avoid blurring. Thereby, the display quality can be stabilized.
  • the control unit 5 also includes a function for controlling the operation of the wavefront shape changing unit 2.
  • the light detection unit 14 is provided on the ceiling, and the control unit 5 is provided inside the instrument panel.
  • the communication between the light detection unit 14 and the control unit 5 can be realized by wired communication by laying a wired cable connecting the two inside the vehicle, or for information communication between the two.
  • the communication unit may be provided and realized by wireless communication.
  • the beam scanning display device of FIG. 18 uses the fixed lens 40 provided between the scanning unit 3 and the deflecting unit 4 to set the beam waist position of the laser light, as in the first embodiment. It is close to the optimal position.
  • the beam waist position is corrected by the fixed lens 40 using the fixed lens without operating the optical system (without driving the lens of the wavefront shape changing unit 2 with a single vibration). Can do. For this reason, a high quality image can be provided to the user even in an environment with a lot of vibration such as a car.
  • FIG. 18 and FIG. 19 only one of the user's eyes is shown. However, it goes without saying that another set of the beam scanning unit 72, the deflecting unit 4, and the light detecting unit 14 may be prepared to control the radius of curvature of the beam for both eyes.
  • FIG. 20 shows a configuration diagram of the beam scanning display device in this embodiment. Note that the description of the same components as those in Embodiment 1 is omitted.
  • the scanning unit 3 scans the laser light from the light source 1 and displays an image on the screen 80a. At this time, when the beam waist of the laser beam scanned by the scanning unit 3 is on the screen 80a, the display resolution can be maximized.
  • a dotted line in FIG. 20A indicates the locus of the beam waist position W N when correction by the fixed lens 40 is not performed.
  • the optical performance of the fixed lens 40 is determined so that the beam waist position W N of the laser light scanned by the scanning unit 3 coincides with the screen 80a whose display surface is curved.
  • negative optical power is applied to the laser light for drawing the image on the upper portion of the screen 80a so as to keep the beam waist position away from the scanning unit 3.
  • the shape of the fixed lens 40 is determined so as to give a positive optical power so that the beam waist position is brought close to the scanning unit 3 with respect to the laser light for drawing the image below the screen 80a.
  • a simple curved screen 80a is used as the screen.
  • the screen is not limited to this.
  • a screen composed of a plurality of curved surfaces may be used. In this case, it is possible to design with a high degree of freedom using a plurality of curved surfaces, and it is possible to improve the design of the dashboard of the car. Moreover, you may use the screen which combines a plane and a curved surface.
  • a screen having a curved surface need not be limited to a dashboard of a car, and may be a display form using an indoor wall surface as a screen.
  • the control processing in each embodiment described above is performed by the CPU interpreting and executing predetermined program data stored in a storage device (ROM, RAM, hard disk, etc.) that can execute the processing procedure described above.
  • the program data may be introduced into the storage device via the recording medium, or may be directly executed from the recording medium.
  • the recording medium refers to a recording medium such as a semiconductor memory such as a ROM, a RAM, a flash memory, a magnetic disk memory such as a flexible disk or a hard disk, an optical disk such as a CD-ROM, DVD or BD, or a memory card such as an SD card.
  • the recording medium is a concept including a communication medium such as a telephone line or a conveyance path.
  • the beam scanning display device is scanned by the light source unit that emits the light beam, the scanning unit that scans the light beam emitted from the light source unit, and the scanning unit.
  • a deflection unit that deflects the scanned beam in a direction toward the user's eye, and a correction unit that corrects a beam waist position of the scanning beam, and the correction unit is disposed between the scanning unit and the deflection unit.
  • a fixed lens provided and having fixed optical performance.
  • the light beam emitted from the light source unit is scanned by the scanning unit and then deflected in the direction toward the user's eyes by the deflecting unit.
  • a fixed lens with fixed optical performance is provided between the scanning unit and the deflecting unit, and this fixed lens corrects the beam waist position of the scanning beam scanned by the scanning unit. It functions as a part.
  • the fixed lens has a free curved surface, and the curvature of the free curved surface depends on the incident position of the scanning beam on the free curved surface so that the scanning beam toward the user's eyes becomes parallel light. Preferably they are different.
  • the beam waist position is corrected so that the scanning beam toward the user's eye becomes parallel light. It is possible to achieve both improvement in image quality and downsizing of the optical system without driving a lens or the like.
  • the deflection unit includes at least two regions, a first region relatively closer to the scanning unit and a second region farther from the scanning unit than the first region,
  • the curvature of the position where the scanning beam incident on the area enters the free curved surface of the fixed lens and the curvature of the position where the scanning beam incident on the second area enters the free curved surface of the fixed lens are positive or negative. Preferably they are different.
  • deviation part in the relative positional relationship between the scanning part in a deflection
  • the beam waist position is corrected so that the scanning beam toward the user's eyes becomes parallel light.
  • the curvature of the position where the scanning beam incident on the first region is incident on the free curved surface of the fixed lens is set so as to exert an action of a convex lens on the scanning beam.
  • the beam waist position of the scanning beam incident on the first region near the scanning unit in the deflecting unit can be moved to a position near the scanning unit by the action of the convex lens.
  • the beam waist position of the scanning beam can be corrected to the optimum beam waist position.
  • the fixed lens has a center of curvature at which the value of the curvature of the free-form surface is 0, and the curvature in the first direction of the free-form surface of the fixed lens is in the first direction of the center of curvature. It is preferable that the absolute value of the curvature increases as the distance increases.
  • the optimum beam waist position is optimal even when the optimum beam waist position varies greatly depending on the incident position of the scanning beam in the first direction (for example, the horizontal direction in the spectacles type HMD). It becomes possible to approach the correct position.
  • the fixed lens may be configured such that the absolute value of the curvature in the first direction increases linearly in proportion to an increase in the distance in the first direction from the center of curvature. preferable.
  • the fixed lens of the correction unit has a predetermined curvature change width (amount of change in curvature per unit distance in the first direction) in the first direction, and is constant in the first direction from the center of curvature. Every time the distance is changed, the absolute value of the curvature in the first direction on the free-form surface is linearly increased by the value of the curvature change width.
  • the fixed lens can have a shape in which the curvature of the free-form curved surface in the first direction changes at a constant ratio, and the design and manufacture becomes easy.
  • the absolute value variation width of the curvature in the first direction in the region where the scanning beam incident on the first region is incident on the free curved surface of the fixed lens is the scanning beam incident on the second region. It is preferable that the absolute value change width of the curvature in the first direction in the region incident on the free curved surface of the fixed lens is larger.
  • the change in the optimal beam waist position is more in the first region (for example, spectacles) of the deflecting unit than the scanning beam toward the second region (for example, the nose side region in the spectacle-type HMD) of the deflecting unit.
  • the type HMD it is possible to cope with a case where the scanning beam toward the ear side region is larger.
  • the fixed lens is configured such that the absolute value of the curvature in the second direction intersecting the first direction linearly decreases in proportion to the increase in the distance in the second direction from the curvature center. It is preferable to be configured.
  • the fixed lens of the correction unit has a predetermined curvature change width (amount of change in curvature per unit distance in the second direction) in the second direction (for example, the vertical direction in the eyeglass-type HMD).
  • the absolute value of the curvature in the second direction on the free-form surface is linearly reduced by the value of the curvature change width every time a certain distance is made in the second direction from the center of curvature.
  • the fixed lens can have a shape in which the curvature of the free-form surface in the second direction changes at a constant ratio, and the design and manufacture becomes easy.
  • the fixed lens includes an incident surface on which the scanning beam is incident and an exit surface from which the scanning beam is emitted, and a free curved surface of the fixed lens is formed only on the exit surface. Preferably it is.
  • the free-form surface of the fixed lens is formed on the exit surface instead of the entrance surface, the area where the scanning beam is incident on the free-form surface can be enlarged. This makes it easy to set an appropriate curvature according to the scanning angle of the scanning beam on the free-form surface of the fixed lens.
  • the apparatus further includes at least one folding mirror provided on an optical path from the light source unit to the fixed lens, and from when the scanning beam is scanned by the scanning unit to when entering the correction unit.
  • the folding mirror is preferably arranged so that an optical path distance is longer than a separation distance between the scanning unit and the correction unit.
  • the optical path distance from when the scanning beam is scanned by the scanning unit to the incident on the correction unit is extended by the folding mirror, the area where the scanning beam is incident on the free-form surface is enlarged. be able to. This makes it easy to set an appropriate curvature according to the scanning angle of the scanning beam on the free-form surface of the fixed lens.
  • the lens further includes an aberration correction lens provided between the scanning unit and the light source unit, and the aberration correction lens has a free curved surface whose curvature is opposite to that of the free curved surface of the fixed lens. It is preferable to have.
  • the aberration correction lens provided between the scanning unit and the light source unit suppresses the influence of the aberration caused by the fixed lens, and the coma aberration can be easily corrected. Thereby, it is possible to further improve the image quality of the video displayed to the user.
  • the fixed lens includes a first fixed lens having a first free curved surface in a first direction and a second fixed lens having a second free curved surface in a second direction intersecting the first direction. It is preferable that each curvature of the second free-form surface varies depending on the incident position of the scanning beam so that the scanning beam toward the user's eyes becomes parallel light.
  • the correction unit further includes at least one movable lens that is provided between the scanning unit and the light source unit and has variable optical performance.
  • the correction unit correction unit that corrects the beam waist position of the scanning beam includes the fixed lens and the movable lens. This makes it possible to change the beam waist position of the scanning beam more precisely by using not only a fixed lens but also a movable lens. Therefore, the adjustment accuracy of the beam waist position of the scanning beam is improved, and the display image quality can be further improved. Further, the combined use of the fixed lens and the movable lens can reduce the adjustment amount of the beam waist position in the fixed lens. For this reason, the curvature of the entire fixed lens can be reduced, and the influence of aberration on the light beam can be reduced. In addition, by using the fixed lens and the movable lens in combination, it is possible to achieve a highly accurate adjustment of the beam waist position even when a movable lens that is smaller than the conventional one is applied.
  • the movable lens is arranged in accordance with the operation of the scanning unit so that the beam waist position of the scanning beam approaches the ideal beam waist position for the scanning beam toward the user's eyes to become parallel light. It is preferable to change the position of the movable lens.
  • the position variable type movable lens that changes the position of the movable lens is used, and the beam waist position can be easily changed according to the operation of the scanning unit.
  • the movable lens is electrically connected with the operation of the scanning unit so as to bring the beam waist position of the scanning beam closer to the ideal beam waist position for the scanning beam toward the user's eyes to become parallel light.
  • a liquid crystal element that changes optical performance is preferable.
  • a liquid crystal element that electrically changes optical performance is used as the movable lens. This eliminates the need for a mechanism for actually changing the position of the movable lens, so that it is possible to reduce the size of the display device and to suppress the occurrence of extra vibration.
  • the fixed lens corrects a difference between the beam waist position of the scanning beam changed by the movable lens and the ideal beam waist position so that the scanning beam toward the user's eyes becomes parallel light. It is preferable to have a curved surface shape.
  • the beam waist position of the scanning beam is corrected by the movable lens, and the beam waist position is corrected by the fixed lens for the amount that cannot be corrected by the movable lens.
  • the beam waist position of the scanning beam can be brought closer to the ideal beam waist position more accurately.
  • the deflection section has a curved surface shape.
  • the deflecting portion has a curved surface, so that the ideal beam waist position for making the scanning beam toward the user's eyes parallel light can be brought closer to the beam waist position of the actual scanning beam. As a result, higher quality video can be provided to the user.
  • a beam scanning display device is a beam scanning display device that scans a light beam to display information on a screen, and emits the light beam from the light source unit.
  • a scanning unit that scans the screened light beam toward the screen, and a correction unit that corrects a beam waist position of the scanning beam scanned by the scanning unit so as to approach the display surface of the screen, and
  • the correction unit includes a fixed lens that is provided at a position through which the scanning beam scanned by the scanning unit passes and whose optical performance is fixed.
  • the light beam emitted from the light source unit is scanned by the scanning unit, and then passes through the fixed lens and is irradiated onto the screen.
  • the fixed lens functions as a correction unit that corrects the beam waist position of the scanning beam scanned by the scanning unit.
  • the beam scanning display device has beam waist position correction means and the like, and can be applied to uses such as a display device, a display system, a display method, and a display program.

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Abstract

　走査型画像表示装置は、レーザビームを出射する光源部と、前記レーザビームを第１方向及び前記第１方向と交差する第２方向に２次元走査する走査ミラーと、前記走査ミラーの駆動を制御する制御部とを含み、前記制御部は、前記第１方向の走査周波数が前記第２方向の走査周波数よりも高い周波数となるように前記走査ミラーを駆動するとともに、前記第２方向の走査周波数の周期に同期させて前記第１方向の走査周波数を変化させることにより前記第１方向の走査振幅を変化させる。

Description

ビーム走査型表示装置
　本発明は、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）等のビーム走査型表示装置に関するものである。
　従来、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等の表示装置において、レーザ光（ビーム）を２次元走査して、眼の網膜に直描する方式（以下、ビーム走査方式、と記す）がある（例えば、特許文献１参照）。ビーム走査方式の表示装置は、網膜走査ディスプレイ、網膜照射ディスプレイ、網膜直描ディスプレイ、ビーム走査ディスプレイ、直視型表示装置、ＲＳＤ（Ｒｅｔｉｎａｌ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｄｉｓｐｌａｙ：網膜走査ディスプレイ）、ＶＲＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅｔｉｎａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ：仮想網膜ディスプレイ）、などとも呼ばれている。
　図１Ａ及び図１Ｂは、眼鏡型のＨＭＤの一構成例を示している。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、眼鏡型のＨＭＤは、眼鏡フレームに搭載されたレーザ光を発光するレーザ光源１０１・１１０、レーザ光の波面を制御する波面形状変更部１０２・１０９、及びレーザ光を二次元方向に走査する走査部１０３・１０８を含んでいる。
　レーザ光源１０１・１１０から出射されるレーザ光は、走査部１０３・１０８によって眼鏡レンズに向かって投影される。そして、レーザ光は、眼鏡レンズの表面に設けられた偏向部１０４・１０７によって反射され、ユーザの眼に入射し、網膜上に画像を形成する。これらの偏向部１０４・１０７には、ハーフミラー、ホログラム光学素子（ＨＯＥ：Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）等が用いられる。ユーザは、偏向部１０４・１０７によって、外の景色と、レーザ光によって描かれる画像との両方を同時に視聴することが可能になる。走査部１０３・１０８には、一枚の単板ミラーを一軸、もしくは二軸方向に振動させることでレーザ光を二次元方向に走査するミラーデバイス等が用いられる。
　また、レーザ光の波面曲率を変更することで、ユーザに表示する画像に遠近感を与える方法も考えられている（例えば、特許文献２参照）。
　しかしながら、ビーム走査方式の表示装置において、広い視野角と高い解像度を実現するためには、レーザ光の走査に合わせて走査レーザのビームウェスト位置を変更する必要がある。なお、本明細書において、ビームウェスト位置は、走査レーザのビームウェストと走査部との距離によって表現される。
　ビーム走査方式の表示装置において高い解像度を実現するためには網膜上でのビームスポット径を小さくする必要がある。人間の眼は集光レンズになっている。このため、ビーム径が大きく、かつ平行なレーザ光（曲率半径が無限大のレーザ光）を眼に入射すると、入射光は人間の眼の網膜上で小さなスポットに集光される。これにより、解像度の高い映像を網膜上に描写することが可能になる。眼鏡型のビーム走査方式の表示装置においてユーザの眼に入射するビームを平行光にするためには、走査部の動きに合わせて走査レーザのビームウェスト位置を変更する必要がある。すなわち、走査部による走査レーザが偏向部に入射する場所に応じて、走査レーザのビームウェストの位置を変更する。これにより、偏向部からユーザの眼に向かうレーザ光を平行光にすることが可能になる。
　図２は、眼鏡型の表示装置において、ユーザの眼に向かうレーザ光を平行光にするための最適ビームウエスト位置の一例を示している。
　図２に示すように、レーザ光Ｌは、走査部１０３によって偏向部１０４に対し斜めに入射される。偏向部１０４としては、ユーザの瞳孔位置１３３に光を集光する作用を持つように設計されたホログラムミラーが用いられる。
　ここで、レーザ光Ｌの適切なビームウェスト位置は、レーザ光Ｌが偏向部１０４へ入射される位置に応じて変化する。図中、点線２０１で示す軌跡は、レーザ光Ｌの適切なビームウェスト位置の一例を示している。すなわち、走査部１０３の動きによってレーザ光Ｌの向きが変っても、レーザ光Ｌのビームウェスト位置が、点線２０１で示す軌跡上に位置するように制御を行うことで人間の目に入射するビームを平行光にすることができる。
　高画質の画像を表示する際には、走査部１０３を高速に動作させる必要がある（例えば１００Ｈｚ以上）。この場合、走査レーザのビームウェスト位置も走査部１０３の動作にあわせて高速に変更する必要がある。そこで、例えば、光学部品を単振動駆動することで高速にレーザ光のビームウェスト位置を変更する方法を用いている。
　図３は、従来のビーム走査型のＨＭＤの要部の一構成例を示している。
　図３に示すように、波面形状変更部１０２は、レンズを備えている。これらのレンズ１０２ａ・１０２ｂは、それぞれ走査部１０３の動きに同期して単振動駆動される。これにより、走査レーザの水平方向のビームウェスト位置及び垂直方向のビームウェスト位置が変更される。
　しかしながら、上記の従来の方法のように、レンズ等を単振動駆動させることによってレーザ光のビームウェスト位置を高速に変更する方法では、レンズ駆動のためのアクチュエータなどが必要となりＨＭＤの光学系が大きくなってしまう。眼鏡型ＨＭＤにおいては、装着性やデザイン上の観点から、光学系を小型化することが求められており、レンズを駆動する方式ではこの要求に応えることが難しい。
　また、アクチュエータを用いてレンズの位置を変更する方法では、走査部の動作と、アクチュエータの動作とがずれた場合、理想のビームウェスト位置と実際のビームウェスト位置とが大きくずれてしまうという問題が生じる。そして、このずれを調節するためのサーボ機能を導入すると、更に光学系が大型化する。
　しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、上記のようなビームウェスト位置を制御するための光学系の大きさの問題に対する考慮がなされていない。
特開平１０－３０１０５５号公報 特開２００４－１９１９４６号公報
　本発明は、前記課題を解決するものでビーム走査型表示装置において、走査部と偏向部との間にビームウェストの位置を調節する手段を配置することで、走査型画像表示装置の画質向上と光学系の小型化を両立することを目的とする。
　本発明の一局面に係る走査型画像表示装置は、上記の目的を達成するために、光ビームを出射する光源部と、前記光源部から出射された光ビームを走査する走査部と、前記走査部で走査された走査ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向部と、前記走査ビームのビームウェスト位置を補正する補正部と、を含み、前記補正部は、前記走査部と前記偏向部との間に設けられ、光学性能が固定されている固定レンズを含んでいる。
　上記の構成によれば、固定レンズでもって、走査ビームのビームウェスト位置を最適な位置に変更することが可能になり、表示画質の向上を図ることができる。そして、ビームウェスト位置の補正を固定レンズで実現しているため、従来のようにレンズやミラーなどを駆動する必要がないので、光学系の小型化を図りながらも、ユーザに対して高品質な映像を表示することが可能になる。
　本発明のさらに他の目的、特徴、及び優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
図１Ａは、従来の眼鏡型のＨＭＤの一構成例を示す説明図である。図１Ｂは、従来の眼鏡型のＨＭＤの一構成例を示す説明図である。 眼鏡型の表示装置において、ユーザの眼に向かうレーザ光を平行光にするための最適ビームウェスト位置の一例を示す説明図である。 従来のビーム走査型のＨＭＤの要部の一構成例を示す説明図である。 図４Ａは、本発明の一実施の形態に係る眼鏡型のＨＭＤの一構成例を示す説明図である。図４Ｂは、本発明の一実施の形態に係る眼鏡型のＨＭＤの一構成例を示す説明図である。 図４Ａ及び図４Ｂに示す眼鏡型ＨＭＤの要部構成を示す説明図である。 固定レンズを備えない構成におけるレーザ光のビームウェスト位置の変化を示す説明図である。 図７Ａは、レンズの通過によるレーザ光のビームウェスト位置の変化を示す説明図である。図７Ｂは、レンズの通過によるレーザ光のビームウェスト位置の変化を示す説明図である。図７Ｃは、レンズの通過によるレーザ光のビームウェスト位置の変化を示す説明図である。 本実施の形態に係る固定レンズの形状を示す説明図である。 本実施の形態に係る固定レンズの形状を示す説明図である。 本実施の形態に係る補正部の配置例を示す説明図である。 本実施の形態に係る補正部により補正された走査ビームのビームウェスト位置の一例を示す説明図である。 本実施の形態に係る走査部と補正部との間の折り返しミラーの配置を示す説明図である。 本実施の形態に係る走査部と光源との間の折り返しミラーの配置を示す説明図である。 本実施の形態に係る補正部が複数のレンズからなる構成における配置例を示す説明図である。 本発明の他の実施の形態に係るビーム走査型表示装置の要部の一構成例を示す説明図である。 単焦点駆動でのビームウェスト位置を示すグラフである。 本発明のさらに他の実施の形態に係る眼鏡型ＨＭＤの要部構成を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るビーム走査型のＨＵＤの側面図である。 図１８に示すビーム走査型のＨＵＤの鳥瞰図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るビーム走査型表示装置の構成図を示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係る垂直方向のレーザ光の走査に対するビームウェスト位置の補正を示す説明図である。 本発明の他の実施の形態に係る眼鏡型のＨＭＤの要部構成の一例を示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
　（実施の形態１）
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、本発明に係るビーム走査型表示装置として、眼鏡型ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）を例示して説明する。
　図４Ａは、本実施の形態１に係る眼鏡型ＨＭＤの一構成例を示す平面図である。図４Ｂは、図４Ａに示す本眼鏡型ＨＭＤの側面図である。図５は、図４Ａ及び図４Ｂに示す眼鏡型ＨＭＤの詳細構成を示す図である。
　図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、本実施の形態に係る眼鏡型ＨＭＤは、眼鏡フレームに搭載されたレーザ光（光ビーム）を発光するレーザ光源１・１０（光源部）、レーザ光の波面を制御する波面形状変更部２・９、及びレーザ光を二次元方向に走査する走査部３・８を含んでいる。
　図５に示すように、レーザ光源１は、赤色レーザ光源１Ｒ、青色レーザ光源１Ｂ、及び緑色レーザ光源１Ｇを備えている。これらのレーザ光源１Ｒ、１Ｂ及び１Ｇから出力される各色のレーザ光は、合波されて出射される。この際、各色レーザ光源１Ｒ、１Ｂ及び１Ｇからの出力を適切に変調することで、任意の色のレーザ光を出力することができる。
　さらに、各色レーザ光源１Ｒ、１Ｂ及び１Ｇからの出力は、後述する走査部３の動きと連動させて変調することで、ユーザの眼の網膜上に映像を表示することができる。
　図５の構成では、赤色レーザ光源１Ｒとして赤色半導体レーザ光源、青色レーザ光源１Ｂとして青色半導体レーザ光源１２、緑色レーザ光源１Ｇとして赤外線半導体レーザ光源及び赤外線を緑色に変換するＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ－Ｈａｒｍｏｎｉｃ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：第２次高調波発生）素子が組合された光源を用いている。しかしながら、本実施の形態のレーザ光源はこれに限定されず、例えば、緑色レーザ光源１Ｇとして緑色半導体レーザ光源を用いてもよい。また、各レーザ光源１Ｒ、１Ｂ及び１Ｇとして、半導体レーザに代えて、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ、発光ダイオードを用いてもよい。
　図５では、各レーザ光源内でレーザ光の出力強度の変調を行っているが、本実施の形態はこれに限定されず、各レーザ光源から出力された光を変調する手段を、レーザ光源と組み合わせて用いることで、レーザ光を変調してもよい。
　また、上記レーザ光源１・１０は、ユーザの眼の角膜からの反射光の強度を検出することで、ユーザの視線方向を検出する光検出部１４（図５）を備えていてもよい。
　偏向部４・７により人間の眼の方向へ偏向されるビームの多くは、角膜表面に対して斜めから入射するが、眼球に対して正面からのビームは、角膜表面に対して垂直に入射するため、ビームの反射率は比較的高くなる。このため、光検出部１４にてユーザの眼の角膜からの反射光の強度を検出することによって、視線方向を検出することができる。
　波面形状変更部２・９は、レーザ光源１・１０からのビームの波面形状をそれぞれ変化させて、後述の偏向部４・７で偏向されたビームのスポットサイズが所定の範囲内となるようにレーザ光の波形を調整している。
　以下、ビームのスポットサイズをユーザの眼の網膜でのスポットサイズと定義して説明する。しかしながら、ビームのスポットサイズは、例えば、瞳孔でのスポットサイズ、角膜でのスポットサイズ、偏向部でのスポットサイズとしてもよい。なお、網膜でのスポットサイズは、表示する画素サイズと同一である。
　なお、本実施の形態における「波面形状」は、ビーム波面の３次元形状であり、平面、球面、非球面の形状を含むものとする。
　図５の構成では、レーザ光源１から出射されるレーザ光の波面形状を決定する波面形状変更部２としてレンズ２ａを用いている。
　本実施の形態では、レンズ２ａの配置位置および形状は、レーザ光が偏向部４の中心部分（図６の４Ｃ）に向かうときにレーザ光のビームウェスト位置が最適になるように設定されている。すなわち、レンズ２ａ（波面形状変更部）は、図６のＷＯに示す最適ビームウェスト位置の線上に、レーザ光のビームウェスト位置が存在するように設けられている。
　なお、本実施の形態に係るレンズ２ａの形状は特に限定されるものではなく、例えば、凹面レンズ、凸面レンズ、シリンドリカルレンズ等を用いることができる。また、これらのレンズを組み合わせて用いてもよい。さらに、レンズに代えて、回折光学素子を用いても良い。この場合、光学素子の薄型化及び軽量化を実現することができる。
　走査部３・８は、それぞれ波面形状変更部２・９を通過したレーザ光を２次元走査する。これらの走査部３・８としては、レーザ光の角度を２次元的に変更することができる単板小型ミラーで、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ－Ｓｙｓｔｅｍ）マイクロミラーを用いることができる。なお、走査部３・８は、水平走査用と垂直走査用のように２種以上の走査部の組合せで実現してもよい。この場合、水平走査と垂直走査とを独立に動作させることができるため、制御が容易になる。
　なお、本走査部３・８によるレーザ光の走査の方法はミラーを物理的に傾ける方法に限定されず、例えば、レンズを移動したり、回折素子を回転したりする方法でもよいし、液晶レンズ、可変形状レンズ、ＡＯ素子（音響光学素子）、またはＥＯ素子（電気－光変換素子）などの偏向素子を用いる方法でもよい。
　偏向部４・７は、走査部３・８で走査されたビームの向きをそれぞれユーザの眼に向かう方向へ変更する。偏向部４・７は、走査部３・８で走査されたビームがユーザの眼の瞳孔に回折・集光されるように形成されている。これらの偏向部４・７は、例えば、眼鏡のレンズの内側（眼の側）に形成されたフォトポリマー層を含み、該フォトポリマー層にリップマン体積ホログラムが形成された構成とすることができる。
　上記フォトポリマー層に形成されるホログラムとして、赤色、緑色及び青色の各色のレーザ光源から出射されるレーザ光を反射する３つのホログラムを多重に形成してもよい。また、各色のレーザ光に対応した３層のホログラムが積層された構成としてもよい。
　上記のホログラムの波長選択性を利用した構成によれば、光源波長以外の波長の光（外界からの光の大部分）に対しては回折の影響を与えることなく透過させると共に、光源波長の光のみを回折させる。この結果、透過型のディスプレイを実現することができる。
　なお、本偏向部４・７は、ホログラム等回折素子を用いて偏向する構成に限定されず、凹面鏡等のミラーや、凸レンズ等のレンズを用いてもよい。この場合、ホログラムを用いる場合より、偏向部４・７を簡単に製造することができる。
　制御部５・１１は、ＨＭＤ各部を制御する集積回路を備え、各レーザの出力及び波面形状変更部２・９、走査部３・８の動作を制御する。制御部５・１１は、ユーザに表示する内容を決定する手段を備える。なお、制御部５・１１は、携帯電話等の周辺機器と無線接続して映像音声信号を受信する通信手段を備えていてもよい。また、制御部５・１１は、ユーザに提示すべき画像を格納したメモリを備えていてもよいし、無線によって外部機器からユーザに提示すべき画像を取得しても良い。
　なお、眼鏡の左右それぞれに制御部５・１１を備えた構成について説明したが、本実施の形態はこれに限定されず、左右の何れか一方にのみ制御部を設けてもよい。すなわち、制御部５又は制御部１１のいずれか一方が、両眼に対応する各レーザ光源１・１０、波面形状変更部２・９、走査部３・８及びヘッドホン６・１２の各動作を制御する構成としてもよい。この場合、制御部５・１１が眼鏡の左右双方に設けられている構成に比べ、製造コストを削減することができると共に、表示装置全体の軽量化を実現することができる。
　ヘッドホン部６・１２は、スピーカー（不図示）を備え、音声を出力する。なお、ヘッドホン部６・１２には、ＨＭＤ各部へ電源供給するバッテリーを備えていてもよい。この場合、ＨＭＤは外部からの電源供給のためのケーブルを備える必要が無いため、コードレス化を実現することができ、ＨＭＤの装着性の向上を図ることができる。
　本実施の形態では、走査ビームのビームウェスト位置を補正する補正部として、光学性能が固定されている固定レンズ４０が用いられている。なお、本実施の形態に係る固定レンズ４０は、左目用の固定レンズ４０Ｌと、右目用の固定レンズ４０Ｒとを含む。
　固定レンズ４０Ｌ・４０Ｒは、それぞれ走査部３・８と偏向部４・７との間に配置されており、走査部３・８で走査されたレーザ光のビームウェスト位置を、レーザ光が固定レンズ４０Ｌ・４０Ｒに入射する位置に応じて変更する。固定レンズ４０Ｌ・４０Ｒの機能及び形状の詳細については後述する。
　なお、本ＨＭＤを構成する各部材は、１台のＨＭＤにすべて内蔵されていてもよいが本実施の形態はこれに限定されるものではない。例えば、図４のＨＭＤを構成する部材のうち、ヘッドホン部を備えていない構成としてもよい。また、ＨＭＤの各構成要素を構成する各部材が分散して配置されていてもよい。また、制御部５・１１を構成する構成部材の一部が、走査部３・８や波面形状変更部２・９に一部含まれていてもよい。また、制御部５・１１を構成する構成部材の一部が、走査部３・８や波面形状変更部２・９に一部含まれていてもよい。また、例えば、レーザ光源を２つのＨＭＤで共有する等、図４Ａ及び図４Ｂに示す各部を複数の機器間で共有する構成であってもよい。レーザ光源を複数のＨＭＤで共有する場合、レーザ光源は何れか一つのＨＭＤにのみ設け、当該レーザ光源をその他のＨＭＤと光ファイバで接続する構成とすることができる。あるいは、レーザ光源を複数のＨＭＤとは別の筐体に収納し、当該レーザ光源と複数のＨＭＤとをそれぞれ光ファイバで接続する構成とすることができる。
　次に、レーザの走査にあわせてビームウェスト位置を補正する固定レンズ４０Ｌ・４０Ｒの働きについて詳細に説明する。以下、説明の簡略化のため、ＨＭＤのうち片方の目である左目に対応する構成についてのみ説明するが、右目に対応する構成についても同様の処理が行われることは言うまでもない。
　図６は、固定レンズ４０Ｌを有しない構成において、レーザ光Ｌのビームウェスト位置が走査部３の動きにあわせてどのように変化するかを示した説明図である。
　前述の通り、本波面形状変更部２は、レーザ光Ｌが偏向部４の中心４Ｃに向かう際に、ビームウェスト位置が最適になるように設定されている。図６に示すように、走査部３の動作にあわせてビームウェスト位置の変更を行わない場合、レーザ光のビームウェスト位置は走査部３の動作に合わせて、半径が走査部３からビームウェスト位置までの長さである円弧ＷＮを描く。以下、円弧状の軌跡ＷＮが示す位置を無補正ビームウェスト位置と呼ぶ。図６から明らかなように、固定レンズ４０による補正を行わない無補正ビームウェスト位置ＷＮは、最適なビームウェスト位置ＷＯから大きくずれている。このため、偏向部４の中心４Ｃに向かうレーザ光以外は、ユーザの瞳孔３３を通過する際に平行光とはならずに網膜上で大きく広がってしまう。そのため、このままではユーザに解像度の高い映像を提示することは出来ない。
　そこで、本実施の形態は、以下に説明するように、レーザ光のビームウェスト位置の補正を行う補正部として、走査部３と偏向部４との間に固定レンズ４０が配置された特徴的構成を備えている。
　一般的に、レーザ光は、凸面レンズを通過すると、そのビームウェスト位置は手前側（光源に近づく方向）に移動する一方、凹面レンズを通過すると、そのビームウェスト位置は奥側（光源から遠ざかる方向）に移動する。
　すなわち、ビームウェスト位置ＷＡを持つレーザ光Ｌ（図７Ａ）に対して、光源１とビームウェスト位置ＷＡとの間に凸レンズ４０ａを配置した場合、図７Ｂに示すように、レーザ光Ｌのビームウェストは手前側（光源に近づく方向）に移動し、図７Ｂ中ＷＢで示す位置にビームウェストが形成される。一方、ビームウェスト位置ＷＡを持つレーザ光Ｌ（図７Ａ）に対して、光源とビームウェスト位置ＷＡとの間に凹レンズ４０ｂを配置した場合、図７Ｃに示すように、レーザ光Ｌのビームウェストは奥側（光源から遠ざかる方向）に移動し、図７Ｃ中ＷＣで示す位置にビームウェストが形成される。
　無補正ビームウェスト位置ＷＮと、最適なビームウェスト位置ＷＯとを比較すると、図６に示すように、偏向部４の耳側部分（偏向部４の中心４Ｃよりも走査部３に近い部分）に向かうレーザ光Ｌの無補正ビームウェスト位置ＷＮは、理想ビームウェスト位置ＷＯよりも奥側（光源から遠ざかる方向）にずれている。また、偏向部４の鼻側部分（偏向部４の中心４Ｃよりも走査部３から遠い部分）に向かうレーザ光の無補正ビームウェスト位置ＷＮは、理想ビームウェスト位置ＷＯよりも手前側（光源に近づく方向）にずれている。
　そのため、偏向部４の耳側部分に向かうレーザ光は凸面レンズを通過させ、偏向部４の鼻側部分に向かうレーザ光は凹面レンズを通過させれば、耳側に向かうレーザ光のビームウェスト位置は手前側に移動し、鼻側に向かうレーザ光のビームウェスト位置を奥側に移動するようにビームウェスト位置を補正することができる。これにより、走査部３で走査されたレーザ光Ｌのビームウェスト位置と、理想ビームウェスト位置ＷＯとの誤差を小さくすることができるため、ユーザの眼に表示される映像の画質を改善することができる。
　本実施の形態では、固定レンズ４０として自由曲面レンズを用いている。本固定レンズ４０の形状を、図８及び図９に示している。図８は、固定レンズ４０を側面から見たときの形状を示す側面図である。図９は、固定レンズ４０を斜め上方から見たときの形状を示す説明図である。図８及び図９に示すように、本実施の形態において、固定レンズ４０は、その入射面４１が平面状に、出射面４２が自由曲面形状に形成されている。上記固定レンズ４０は、入射面４１が走査部３側に、出射面４２が偏向部４側を向くように配置されている。さらに、図１０に示すように、固定レンズ４０は、偏向部４の中心４Ｃに向かうレーザ光Ｌが入射面４１の中心部分に対して垂直に入射するように配置される。
　図８及び図９に示すように、固定レンズ４０の自由曲面である出射面４２は、その中心部分より走査部３に近い耳側領域４３（偏向部４の耳側部分に向かうレーザ光が通過する部分）が凸面形状に、出射面４２の中心部分より走査部３から遠い鼻側領域４４（偏向部４の鼻側部分に向かうレーザ光が通過する部分）が凹面形状に設計されている。なお、出射面４２の中心では曲率が０になるように設定されている。
　固定レンズ４０として、上記の構成の自由曲面レンズを図１０に示すように配置することで、偏向部４の耳側部分に向かうレーザ光は自由曲面レンズの凸面部分である耳側領域４３を通過することになる。この結果、偏向部４の耳側部分に向かうレーザ光のビームウェスト位置は凸レンズの作用により、光源に近づく方向に移動する。
　一方、偏向部４の鼻側部分に向かうレーザ光は、自由曲面レンズの凹面部分である鼻側領域４４を通過する。この結果、偏向部４の鼻側部分に向かうレーザ光のビームウェスト位置は凹レンズの作用により、光源１から遠ざかる方向に移動する。その結果、図１１に示すように走査部３の走査に伴うレーザ光のビームウェスト位置は、図中、軌跡ＷＮで示す無補正ビームウェスト位置から、軌跡ＷＣで示す補正ウェスト位置へと補正することができる。この結果、レーザ光のビームウェスト位置は、図中軌跡ＷＯで示す理想ビームウェスト位置に近づけることができ、ユーザの眼に表示する映像の画質の改善が可能となる。
　なお、自由曲面である出射面４２の曲率の変化は一定である必要はない。図６に示すように、無補正ビームウェスト位置ＷＮと、理想ビームウェスト位置ＷＯとの差は、偏向部４の中心４Ｃに向かうレーザ光から耳側、もしくは鼻側に離れるほど大きくなる。一般に、凹レンズ又は凸レンズはその曲率の絶対値が大きいほど、レンズを通過するレーザ光のビームウェスト位置を大きく変化させる。そのため、本実施の形態では、自由曲面の中心部分の曲率を０としたとき、凸レンズとなる耳側領域では曲率の絶対値を中心から一定距離離れるごとに大きくしている。同様に、凹レンズとなる鼻側領域でも曲率の絶対値を中心から一定距離離れるごとに大きくしている。なお、耳側領域と鼻側領域とでは凹凸が逆であるため、曲率の符号は反対になっている。すなわち、自由曲面の曲率の絶対値をレンズの中心から離れるほど大きくしている。このため、図６のように、無補正ビームウェスト位置と理想ビームウェスト位置との差が中心から離れるほど大きくなる場合においても、ビームウェスト位置の補正を適切に行うことができる。
　また、自由曲面である出射面４２の曲率がレンズ中心からの距離で変化する場合においても、耳側と鼻側とで曲率の絶対値の変化度合が同じである必要は無い。本実施の形態では図６に示すように、偏向部４に対して斜めからレーザ光を入射する場合、無補正ビームウェスト位置ＷＮと理想ビームウェスト位置ＷＯとの差は、鼻側より耳側の方が大きくなっている。そのため、本実施の形態では、自由曲面レンズにおける曲率の絶対値の変化の度合を、鼻側領域４４より耳側領域４３の方を大きくすることで、無補正ビームウェスト位置ＷＮをより適切に理想ビームウェスト位置ＷＯに近づけている。
　上記では、水平方向（第１方向）のレーザ光の走査に対するビームウェスト位置の補正について説明したが、垂直方向（第２方向）のレーザ光の走査に対するビームウェスト位置の補正についても同様である。すなわち、レーザ光が垂直方向に走査される場合において、図２１に示すように、固定レンズ４０による補正を行っていない場合のレーザ光のビームウェスト位置ＷＮＶが、最適なビームウェスト位置ＷＯＶに近づくように（出来るだけ一致するように）、固定レンズ４０の固定レンズの光学性能が決定される。固定レンズ４０の固定レンズは、曲率中心部からの垂直方向の距離の増加に比例して、垂直方向の曲率の絶対値が線形的に減少するように構成されていることが望ましい。すなわち、固定レンズ４０の固定レンズは、所定の垂直曲率変化幅（垂直方向における単位距離あたりの曲率の変化量）を有し、曲率中心部から垂直方向に一定距離はなれる毎に、自由曲面の垂直方向の曲率の絶対値が、当該曲率変化幅の値の分だけ減少するように構成されている。これにより、図２１に示す最適なビームウェスト位置ＷＯＶに近づくように、垂直方向のビームウェスト位置を適切に補正することができる。
　なお、自由曲面における水平方向の曲率と、垂直方向の曲率とをそれぞれ独立して設定してもよい。この場合、例えば、水平方向の曲率は前述のようにレンズの中心から離れるほどに曲率の絶対値が大きくなるように変化させる一方、垂直方向の曲率は一定のままにする等、他の条件に応じて適宜設定することができる。また、上記のように、垂直方向の曲率の絶対値がレンズの中心（曲率中心部）から離れるほど減少するように設計してもよい。この場合、走査部３の水平方向の走査だけでなく、図２１に示すように、垂直方向の走査にも対応してビームウェストの位置を最適な場所に近づけることができる。
　また、本実施の形態の固定レンズ４０は、その入射面４１が平面形状のものに限定されず、凹面又は凸面形状のものであってよく、自由曲面形状のものであってもよい。この場合、レンズ中心を通る点以外に対してもビームウェストを最適にし、収差を小さくする効果がある。
　なお、固定レンズ４０は、その入射面４１が自由曲面形状で、出射面４２が平面形状のものであってもよい。この場合、自由曲面形状の入射面４１側は、ＨＭＤの外側に露出されない。このため、構造が複雑な自由曲面形状の方のレンズ面を保護することができる。
　また、本実施の形態においては、偏向部４の中央４Ｃに向かうレーザ光に対して、ビームウェスト位置が最適になるように波面形状変更部２が調節されている。しかしながら、他の点を通るビームに対して最適化していても良い。例えば、画面右端に向かうレーザ光に対してビームウェスト位置が最適になるように波面形状変更部２を調節することで、画面中央より画面右側の解像度を最適化する効果がある。
　本実施の形態に係る他の構成例について図１２及び図１３を参照し、以下に説明する。
　図１２は、固定レンズ４０、走査部３及び折り返しミラーの配置関係を示す説明図であり、これらの部材を上方から見た図である。一方、図１３は、図１２に示す部材の配置関係を示す説明図であり、これらの部材を側面から見た図である。
　上述した例では、固定レンズ４０を、走査部３と偏向部４との間に直接配置する構成について説明したが、本実施の形態は上記の構成に限定されるものではない。
　図１２及び図１３に示す構成では、固定レンズ４０と走査部３との間に折り返しミラー６０Ａを配置し、走査部３と波面形状変更部２との間に折り返しミラー６０Ｂを配置している。
　このように、固定レンズ４０と走査部３との間に、折り返しミラー等を設けることで、走査部３と固定レンズ４０との距離を長くすることができる。これにより、光学系のサイズを小さく保ったまま、固定レンズ４０と走査部３との距離を長くすることができる。固定レンズ４０と走査部３との距離が長くなると、走査に伴ってレーザ光が固定レンズ４０に入射する領域が大きくなり、レーザ光の入射位置ごとにビームウェスト位置を補正するための最適な曲率を設定しやすくなる効果がある。
　また、偏向部４の中心４Ｃに向かうレーザ光は、必ずしも固定レンズ４０の中心を通らなくても良い。例えば、偏向部４の中心４Ｃよりも耳側の領域における特定の点に向かうレーザ光が固定レンズ４０の中心を通るようにしてもよい。この場合、耳側だけ表示画面を大きく表示する場合などに、固定レンズ４０の大きさを小さくする効果がある。表示画面の耳側だけを大きくする例としては、眼鏡型ＨＭＤを装着したままユーザが外を歩いているときに、視界の邪魔にならない耳側の表示領域に「メール受信あり」等のメッセージを表示する場合が挙げられる。
　また、偏向部４の中心４Ｃに向かうレーザ光に対して固定レンズ４０の自由曲面の曲率を０にしなくてもよい。例えば、偏向部４の中心４Ｃよりも耳側の領域における特定の点に向かうレーザ光に対して、波面形状変更部２がビームウェスト位置を最適化していた場合、そのレーザ光が固定レンズ４０の当該特定の点を通過する部分の自由曲面の曲率を０にするなどの処理を行っても良い。この場合、耳側の画質を最適にするなどの効果がある。
　また、本実施の形態に係る補正部は、１枚のレンズを用いた上記の構成に限定されず、２枚以上のレンズを用いてもよい。この場合、例えば、図１４に示す構成のように、水平方向のビームウェスト位置を補正するレンズとして補正用レンズ４０Ｈを、垂直方向のビームウェスト位置を補正するレンズとして補正用レンズ４０Ｖを設ける構成にすることができる。
　すなわち、図１４の構成では、レーザ光の垂直方向のビームウェスト位置を補正する補正用レンズ４０Ｖと、レーザ光の水平方向のビームウェスト位置を補正する補正用レンズ４０Ｈとによって固定レンズ４０が構成されている。
　この場合、補正用レンズ４０Ｖとして、垂直方向のみ曲率をもつ自由曲面レンズを用いることができ、補正用レンズ４０Ｈとして、水平方向にのみ曲率をもつ自由曲面レンズを用いることができる。このため、補正用レンズ４０Ｖ及び補正用レンズ４０Ｈの設計及び製造を容易にすることが可能になる。
　しかしながら、本実施の形態に係る固定レンズ４０は、上記の構成に限定されず、自由曲面レンズ以外のレンズを複数枚組み合わせることによって構成してもよい。この場合、固定レンズ４０を製造する際に特殊な自由曲面レンズを製造する必要がなくなるため、画像表示装置の製造を簡易化することが可能になる。
　また、本実施の形態に係る眼鏡型ＨＭＤは、図２２に示すように、走査部３とレーザ光源１との間に設けられた収差補正レンズ９０をさらに含む構成とすることができる。この収差補正レンズ９０は、前記固定レンズ４０の自由曲面とは曲率の正負が逆方向の自由曲面を有するものである。この収差補正レンズ９０により、固定レンズ４０による収差の影響が抑制され、コマ収差を容易に補正することができる。よって、収差補正レンズ９０を設けることにより、ユーザに表示する映像の画質をさらに改善することが可能になる。
　（実施の形態２）
　本実施の形態に係る他の実施の形態について図面を参照し、以下に説明する。実施の形態１と同様な構成要素については同様の部材番号を付し、その説明を適宜省略する。
　図１５は、本実施の形態に係る眼鏡型ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）の構成図を示している。本実施の形態２では、波面形状変更部２２が、走査部３の動作にあわせて駆動される２つの可動レンズ２２ａ及び２２ｂを含んでいる。波面形状変更部２２は、可動レンズ２２ａ及び２２ｂを、ＭＥＭＳまたは機械的なアクチュエータ等により駆動することができる。すなわち、本実施の形態では、走査ビームのビームウェスト位置を補正する補正部を、固定レンズ４０と可動レンズ２２ａ及び２２ｂとを含む構成としている。そして、これらの固定レンズ４０と可動レンズ２２ａ及び２２ｂとによって、走査部３の動作にあわせたレーザ光のビームウェスト位置の調整を行っている。
　このように、波面形状変更部２２として可動レンズ２２ａ及び２２ｂを用いることで、固定レンズ４０で調整すべきビームウェスト位置の長さを短くすることができる。このため、固定レンズ４０全体の曲率を小さくすることができ、レーザ光に与える収差の影響を小さくすることができる。
　このように、固定レンズからなる固定レンズ４０と、可動レンズ２２ａ及び２２ｂを含む波面形状変更部２２とを組み合せて、走査部３の動作にあわせてレーザ光のビームウェスト位置の調整をおこなうことにより、走査部３で走査されたレーザ光のビームウェスト位置をより最適な位置となるように調節することが可能となる。また、固定レンズ４０と可動レンズ２２ａ及び２２ｂとの併用により、従来よりも小型の可動レンズ２２ａ及び２２ｂを適用しても、ビームウェスト位置の高精度な調整を実現することが可能である。
　図１６は、単焦点駆動でのビームウェスト位置を示している。図１６中、１６Ａは、補正用レンズを使用せずに、可動レンズ２２ａ及び２２ｂを走査部３の動作にあわせて単振動駆動した場合のビームウェスト位置の変化の例を示す。図１６は、走査部３によって描画される画素の水平方向の視野角と、その画素を描画するレーザ光のビームウェスト位置の関係表であり、ビームウェスト位置は走査部３からの距離で示している。１６Ａは、解像度が最適となる場合の理想ビームウェストを示したものである。ある視野角の画素が描画される際に、その画素を描画するレーザ光のビームウェスト位置が１６Ａで示す線上にあるときに、解像度が最適化される。１６Ｃは、波面形状変更部が実施の形態１のように単レンズで構成されている場合のレーザ光のビームウェスト位置を示している。この場合、１６Ｃから明らかなように、ビームウェスト位置は、固定となる。よって、実施の形態１の構成では、固定レンズ４０のみにより、１６Ａのビームウェスト位置と１６Ｃのビームウェスト位置との差を調整（小さく）する必要があった。
　図１６中、１６Ｂは、固定レンズ４０を構成する可動レンズ２２ａ及び２２ｂを走査部３の走査にあわせて単振動駆動した場合のレーザ光のビームウェスト位置を示している。
　１６Ｂと１６Ｃとを、それぞれ理想ビームウェスト位置１６Ａと比較すれば明らかなように、可動レンズ２２ａ・２２ｂによるビームウェスト位置１６Ｂと、最適なビームウェスト位置１６Ａとの差異は、単レンズのみを使用した場合のビームウェスト位置１６Ｃと最適なビームウェスト位置１６Ａとの差異よりも小さくなる。そのため、可動レンズによるビームウェスト位置１６Ｂを最適ビームウェスト位置１６Ａに近づけるための補正用レンズに必要な光学パワーは、単レンズによるビームウェスト位置１６Ｃを最適ビームウェスト位置１５Ａに近づけるための光学パワーよりも小さいパワーしか要しない。そのため、固定レンズ４０として、自由曲面レンズを用いることにより、固定レンズ４０の曲率を小さくすることができる。この結果、固定レンズ４０がレーザ光Ｌに与える収差の影響を小さく抑えることができる。
　また、本実施の形態のように、走査部３の動作にあわせたビームウェスト位置の最適化を、固定レンズ４０（補正用レンズ）を利用して行うことで、可動レンズ２２ａ及び２２ｂを移動させる距離を小さく抑えることができる。この結果、波面形状変更部２２の駆動に必要な消費電力を低減することが可能になる。
　なお、本実施の形態に係る可動レンズ２２ａ及び２２ｂとして、それぞれ水平方向、垂直方向にのみ曲率をもつシリンドリカルレンズを用いてもよい。この場合、水平方向のビームウェストの制御と垂直方向のビームウェストの制御を、それぞれ片方の可動レンズのみで行うことが可能になる。この結果、光学系の設計が容易となる。
　なお、可動レンズ２２ａ及び２２ｂは、実際に位置が動くレンズではなく、液晶レンズや液体レンズのように電気的な制御によって光学特性が変化する素子によって構成されていてもよい。この場合、可動レンズ２２ａ及び２２ｂを実際に動かす必要がなくなるため余計な振動を防ぐ効果がある。また、可動レンズ２２ａ及び２２ｂの動きを許容するためのスペースが不要となるため、画像表示装置のさらなる小型化を実現することができる。
　（実施の形態３）
　本実施の形態に係る他の実施の形態について図面を参照し、以下に説明する。
　図１７は、本実施の形態３に係る眼鏡型ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）の要部の構成を示す。そして、前述の各実施の形態と同様な構成要素については同一の部材番号を付し、その説明を適宜省略する。
　本実施の形態では、眼鏡レンズ部分に取り付けられる偏向部３４の形状を曲面形状とすることで、解像度を最適にするためのレーザ光Ｌの理想ビームウェストの位置を変更することができる構成としている。図１７中、軌跡ＷＯＦは、偏向部３４が平面形状の場合における理想ビームウェスト位置を示している。一方、軌跡ＷＯＣは、偏向部３４が曲面形状の場合における理想ビームウェスト位置の例を示している。ここで、図１７中、軌跡ＷＮは画面中央に向かうレーザ光に対してのみビームウェスト位置を最適化した場合の、走査部３によって走査されるレーザ光のビームウェスト位置を示している。図１７から明らかなように、偏向部３４を曲面とした場合の理想ビームウェスト位置ＷＯＣの方が、走査レーザ光のビームウェスト位置ＷＮとの差異が小さくなる。このため、偏向部３４を曲面形状にすることで表示解像度を向上させることが可能になる。
　また、固定レンズ４０及び波面形状変更部２によって走査レーザ光のビームウェスト位置ＷＮを補正する際にも、固定レンズ４０に要する光学パワーを小さくすることができる。この結果、固定レンズ４０がレーザ光に与える収差の影響を小さくし、解像度を向上させることができる。
　（実施の形態４）
　本実施の形態に係る他の実施の形態について図面を参照し、以下に説明する。前述の各実施の形態と同様な構成要素については同一の部材番号を付し、その説明を適宜省略する。
　本実施の形態では、車両や航空機に搭載されるＨＵＤ（Ｈｅａｄ　Ｕｐ　Ｄｉｓｐｌａｙ）をビーム走査型の表示装置で実現する際に、走査部と偏向部との間にビームウェストを調節する調節部を配置することで、ＨＵＤの画質向上と光学系の小型化を両立する構成について説明する。
　図１８は、本実施の形態４に係るビーム走査型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）の側面図、図１９にその鳥瞰図を示す。
　図１８に示すように、車７１の内部に、ビーム走査ユニット７２が埋め込まれている。ビーム走査ユニット７２は車のフロントガラス７３の下方に取り付けられている。本実施の形態では、ビーム走査ユニット７２がインストルメント・パネルの内部に配置されており、表示装置の省スペース化が図られている。
　なお、ビーム走査ユニット７２は、車内の計器類部分であるインストルメント・パネル（不図示）の内部ではなく、インストルメント・パネルの外部に配置してもよい。この場合、ビーム走査ユニット７２の交換や位置の変更が容易になる。
　ビーム走査ユニット７２によって走査された光はフロントガラス７３に取り付けられた偏向部４によって反射され、ハーフミラー７４を通過し、ドライバー３５の眼球３６に到達することで映像が視認される。上記の構成のＨＵＤでは、フロントガラス７３越しに外界風景を確認しながら、ビーム走査ユニット７２によって表示される地図情報や警告情報を見ることができる。このため、ドライバーの安全性や利便性を向上させることが可能になる。ユーザの網膜上に投影されたレーザの反射光は、ユーザの眼前に設置されたハーフミラー７４によって反射され、光検出部１４によって検出される。
　なお、本実施の形態ではビーム走査ユニット７２は、レーザ光源１、波面形状変更部２、走査部３、及び制御部５から構成されている。図１９に示すように、ビーム走査ユニット７２はユーザの正面ではなく、サイドミラー側に設置され、フロントガラス７３に対して斜めからレーザ光を投影する。この構成により、ビーム走査ユニット７２の配置場所の自由度を高めることができ、車両のデザイン性を向上させる効果がある。
　なお、上記の構成において、偏向部４は、フロントガラス７３に着脱可能に設けてもよい。この場合、フロントガラス７３へのディスプレイの表示が不要な場合は偏向部４を一時的に取り外すことにより、フロントガラス７３の透過性を保ち、ドライバーの安全性を向上させることができる。
　なお、偏向部４は、走査部３からの光をユーザの左右いずれかの眼に向かって反射するのではなく、ユーザの両方の目に向かって反射させてもよい。この場合、一つの偏向部４によってユーザの両目に映像を表示することが可能になる。
　また、本実施の形態においては、ユーザの眼前にハーフミラー７４を設置することで、ユーザの網膜上からの反射光を光検出部１４に反射させる。ハーフミラー７４は、車の天井７７に支持棒７８によって取り付けられており、この構造によってユーザの頭部への装置の装着を強制することなしに、ユーザの網膜上におけるレーザ光のスポットサイズの検出を行うことができる。なお、ハーフミラー７４および光検出部１４は、車の天井に設置する代わりにドライバー３５の眼鏡や帽子に設置しても良い。この場合、ドライバー３５の頭が前後に動いてもハーフミラーに頭が接触する可能性が減るため、ドライバー３５の安全性を向上させることができる。
　制御部５は、ＨＵＤ各部を制御する集積回路を備えている。各レーザの出力および、波面形状変更部２、走査部３及び光検出部１４の動作が制御部５によって行われる。
　また、波面形状変更部を、図１５に示したように可動レンズ２２ａ及び２２ｂを含む波面形状変更部２２とすることもできる。この場合、制御部５は、波面形状変更部２２の動作を制御する機能も含んでいる。波面形状変更部２２を可動レンズ２２ａ及び２２ｂで構成する場合、車中など振動の多い環境においては、当該可動レンズ２２ａ及び２２ｂが常時安定的に動作しているわけではなく、動作中にぶれが生じることもある。そこで、光検出部１４によりユーザの網膜上におけるレーザ光のスポットサイズの検出を行い、この検出結果に基づいて制御部５が波面形状変更部２２の可動レンズ２２ａ及び２２ｂの動作を制御して、ぶれが生じないように微調整する。これにより、表示品質の安定化を図ることができる。
　また、制御部５は、波面形状変更部２の動作を制御する機能も含んでいる。図１８に示す構成では、光検出部１４は天井に設けられており、制御部５は、インストルメント・パネル内部に設けられている。この場合における光検出部１４と制御部５と間の通信としては、車の内部に両者を接続する有線ケーブルを敷設して有線通信によって実現することもできるし、両者間で情報通信を行うための通信部を設けて無線通信によって実現してもよい。
　本実施の形態において、図１８のビーム走査型表示装置は、実施の形態１と同様に、走査部３と偏向部４との間に設けられた固定レンズ４０によって、レーザ光のビームウェスト位置を最適な位置に近づけている。また、本実施の形態では、光学系を動作させずに（波面形状変更部２のレンズを単振動駆動させる等することなく）、固定レンズを用いた固定レンズ４０によりビームウェスト位置を補正することができる。このため、車など振動の多い環境においても、ユーザに品質の高い映像を提供することができる。
　なお、図１８及び図１９では、ユーザの両眼の一方のみを示している。しかしながら、ビーム走査ユニット７２、偏向部４、光検出部１４をもう一組用意し、両目に対してビームの曲率半径の制御を行っても良いことは言うまでもない。
　（実施の形態５）
　本実施の形態では、車のダッシュボードなど曲面形状をもつスクリーンに対して情報表示を行う際に、ビーム走査型表示装置を用いる場合を例示する。本実施の形態におけるビーム走査型表示装置の構成図を図２０に示す。なお実施の形態１と同様の構成要素に対しては、その説明を省略する。
　本実施の形態においては、光源１からのレーザ光を走査部３によって走査し、スクリーン８０ａ上に映像を表示する。この時、走査部３によって走査されるレーザ光のビームウェストが、スクリーン８０ａ上にある場合に、最も表示解像度を高くすることが出来る。図２０（Ａ）中における点線は、固定レンズ４０による補正を行っていない場合のビームウェスト位置ＷＮの軌跡を示している。本実施の形態では、走査部３によって走査されるレーザ光のビームウェスト位置ＷＮが、表示面が湾曲しているスクリーン８０ａに一致するように固定レンズ４０の光学性能が決定される。
　図２０（Ａ）の構成例では、スクリーン８０ａの上部の映像を描画するレーザ光に対しては、ビームウェスト位置を走査部３から遠ざけるように負の光学パワーを与えている。一方、スクリーン８０ａの下部の映像を描画するレーザ光に対しては、ビームウェスト位置を走査部３に近づけるように正の光学パワーを与えるように固定レンズ４０の形状が決定される。
　図２０（Ａ）に示す構成では、スクリーンとして、単純な曲面スクリーン８０ａを用いている。しかしながら、スクリーンはこれに限定されず、例えば、図２０（Ｂ）に示すように、複数の曲面から構成されるスクリーンを用いてもよい。この場合、複数の曲面を用いて自由度の高い設計が可能であり、車のダッシュボードのデザイン性を高めることが可能になる。また、平面と曲面とを組み合わせてなるスクリーンを用いてもよい。
　なお、上記の例では、曲面形状をもつスクリーン８０ａへ情報を表示する構成として、車のダッシュボードに情報を表示する形態について説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。例えば、曲面形状をもつスクリーンは車のダッシュボードに限定する必要は無く、室内の壁面などをスクリーンとして用いる表示形態であってもよい。
　なお、上記した各実施の形態での制御処理は、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）に格納された上述した処理手順を実行可能な所定のプログラムデータが、ＣＰＵによって解釈実行されることで実現される。この場合、プログラムデータは、記録媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記録媒体上から直接実行されてもよい。なお、記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクメモリ、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤやＢＤ等の光ディスクやＳＤカード等のメモリカード等の記録媒体をいう。また、記録媒体は、電話回線や搬送路等の通信媒体も含む概念である。
　以上のように、本発明の一局面に係るビーム走査型表示装置は、光ビームを出射する光源部と、前記光源部から出射された光ビームを走査する走査部と、前記走査部で走査された走査ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向部と、前記走査ビームのビームウェスト位置を補正する補正部と、を含み、前記補正部は、前記走査部と前記偏向部との間に設けられ、光学性能が固定されている固定レンズを含んでいる。
　上記の構成によれば、光源部から出射された光ビームは、走査部で走査された後、偏向部でユーザの眼に向かう方向へ偏向される。ここで、走査部と偏向部との間には、光学性能が固定されている固定レンズが設けられており、この固定レンズが、走査部で走査された走査ビームのビームウェスト位置を補正する補正部として機能する。
　これにより、固定レンズでもって、走査ビームのビームウェスト位置を最適な位置に変更することが可能になり、表示画質の向上を図ることができる。そして、ビームウェスト位置の補正を固定レンズで実現しているため、従来のようにレンズやミラーなどを駆動する必要がないので、光学系の小型化を図りながらも、ユーザに対して高品質な映像を表示することが可能になる。
　上記の構成において、前記固定レンズは自由曲面を有し、当該自由曲面の曲率は、ユーザの眼に向かう走査ビームが平行光になるように、走査ビームの前記自由曲面への入射位置に応じて異なっていることが好ましい。
　上記の構成によれば、固定レンズの自由曲面の曲率を走査ビームの射位置に応じて異ならせることによって、ユーザの眼に向かう走査ビームを平行光にするようにビームウェスト位置を補正するので、レンズ等を駆動することなく画質向上と光学系の小型化を両立することができる。
　上記の構成において、前記偏向部は、相対的に前記走査部に近い第１領域と、当該第１領域よりも前記走査部から遠い第２領域との少なくとも２つの領域を有し、前記第１領域に入射する走査ビームが前記固定レンズの自由曲面に入射する位置の曲率と、前記第２領域に入射する走査ビームが前記固定レンズの自由曲面に入射する位置の曲率とでは、曲率の正負が異なることが好ましい。
　上記の構成によれば、偏向部における走査部との間の相対的な位置関係において、偏向部は走査部に近い第１領域と、走査部から遠い第２領域とを含んでいる（例えば、眼鏡型ＨＭＤの場合、第１領域が耳側領域であり、第２領域が鼻側領域となる）。そして、第１領域に入射する走査ビームが固定レンズの自由曲面に入射する位置の曲率と、第２領域に入射する走査ビームが固定レンズの自由曲面に入射する位置の曲率とで、曲率の正負を異ならせることによって、ユーザの眼に向かう走査ビームを平行光にするようにビームウェスト位置を補正する。これにより、眼鏡型ＨＭＤのように偏向部に対して斜めから光ビームを投射することにより、最適なビームウェスト位置が走査ビームの偏向部への入射位置によって大きく異なる場合においても、走査ビームのビームウェスト位置を正しく補正することが可能になる。
　上記の構成において、前記第１領域に入射する走査ビームが前記固定レンズの自由曲面に入射する位置の曲率は、前記走査ビームに対して凸レンズの作用を及ぼすように設定されていることが好ましい。
　上記の構成によれば、凸レンズの作用により、偏向部における走査部に近い第１領域に入射する走査ビームのビームウェスト位置を、走査部に近い位置に移動させることができる。これにより、走査ビームのビームウェスト位置を最適なビームウェスト位置に補正することが可能になる。
　上記の構成において、前記固定レンズは、自由曲面の曲率の値が０になる曲率中心部を有し、前記固定レンズの自由曲面における第１方向の曲率は、前記曲率中心部の第１方向の距離が大きくなるほど曲率の絶対値が大きくなることが好ましい。
　上記の構成によれば、最適なビームウェスト位置が走査ビームの偏向部への第１方向（例えば、眼鏡型ＨＭＤでは水平方向）の入射位置によって大きく変化している場合でも、ビームウェスト位置を最適な位置に近づけることが可能になる。
　上記の構成において、前記固定レンズは、前記第１方向の曲率の絶対値が前記曲率中心部からの第１方向の距離の増加に比例して線形的に増加するように構成されていることが好ましい。
　上記の構成によれば、補正部の固定レンズは、第１方向に所定の曲率変化幅（第１方向における単位距離あたりの曲率の変化量）を有し、曲率中心部から第１方向に一定距離はなれる毎に、自由曲面における第１方向の曲率の絶対値が、当該曲率変化幅の値の分だけ線形増加するように構成されている。これにより、固定レンズは、自由曲面の第１方向の曲率が一定の比率で変化する形状とすることが可能となり、その設計および製造が容易となる。
　上記の構成において、前記第１領域に入射する走査ビームが前記固定レンズの自由曲面に入射する領域における前記第１方向の曲率の絶対値変化幅は、前記第２領域に入射する走査ビームが前記固定レンズの自由曲面に入射する領域における前記第１方向の曲率の絶対値変化幅よりも大きいことが好ましい。
　上記の構成によれば、最適なビームウェスト位置の変化が、偏向部の第２領域（例えば、眼鏡型ＨＭＤでは鼻側領域）に向かう走査ビームよりも、偏向部の第１領域（例えば、眼鏡型ＨＭＤでは耳側領域）に向かう走査ビームの方がより大きい場合に対応することが可能となる。
　上記の構成において、前記固定レンズは、前記第１方向と交差する第２方向の曲率の絶対値が前記曲率中心部からの第２方向の距離の増加に比例して線形的に減少するように構成されていることが好ましい。
　上記の構成によれば、補正部の固定レンズは、第２方向（例えば、眼鏡型ＨＭＤでは垂直方向）に所定の曲率変化幅（第２方向における単位距離あたりの曲率の変化量）を有し、曲率中心部から第２方向に一定距離はなれる毎に、自由曲面における第２方向の曲率の絶対値が、当該曲率変化幅の値の分だけ線形減少するように構成されている。これにより、固定レンズは、自由曲面の第２方向の曲率が一定の比率で変化する形状とすることが可能となり、その設計および製造が容易となる。また、走査ビームが第２方向に走査された際に、固定レンズから受ける収差の影響を抑えることが可能になる。
　上記の構成において、前記固定レンズは、前記走査ビームが入射される入射面と、当該走査ビームが出射される出射面とを含み、前記固定レンズの自由曲面が、前記出射面にのみ形成されていることが好ましい。
　上記の構成によれば、固定レンズの自由曲面が、入射面ではなく出射面に形成されているので、走査ビームが自由曲面に入射する面積を拡大することができる。これにより、走査ビームの走査角に応じた適切な曲率を、固定レンズの自由曲面に設定することが容易となる。
　上記の構成において、前記光源部から前記固定レンズまでの光路上に設けられた少なくとも一枚の折り返しミラーをさらに備え、前記走査ビームが前記走査部で走査されてから前記補正部に入射するまでの光路距離が、前記走査部と前記補正部との間の離間距離よりも長くなるように、前記折り返しミラーが配置されていることが好ましい。
　上記の構成によれば、折り返しミラーによって走査ビームが前記走査部で走査されてから前記補正部に入射するまでの光路距離が延長されるので、当該走査ビームが自由曲面に入射する面積を拡大することができる。これにより、走査ビームの走査角に応じた適切な曲率を、固定レンズの自由曲面に設定することが容易となる。
　上記の構成において、前記走査部と前記光源部との間に設けられた収差補正レンズをさらに含み、前記収差補正レンズは、前記固定レンズの自由曲面とは曲率の正負が逆方向の自由曲面を有することが好ましい。
　上記の構成によれば、走査部と前記光源部との間に設けられた収差補正レンズにより、固定レンズによる収差の影響が抑制され、コマ収差を容易に補正することができる。これにより、ユーザに表示する映像の画質をさらに改善することが可能になる。
　前記固定レンズは、第１方向に第１自由曲面を有する第１固定レンズと、第１方向と交差する第２方向に第２自由曲面を有する第２固定レンズとを含み、前記第１自由曲面及び第２自由曲面の各曲率は、前記ユーザの眼に向かう走査ビームが平行光になるように、前記走査ビームの入射位置に応じて異なることが好ましい。
　上記の構成によれば、第１方向に第１自由曲面を有する第１固定レンズと第２方向に第２自由曲面を有する第２固定レンズとを、別々に設計・製造することが可能になる。これにより、固定レンズの設計・製造が容易となる。
　上記の構成において、前記補正部は、前記走査部と前記光源部との間に設けられ、光学性能が可変である少なくとも１つの可動レンズをさらに含むことが好ましい。
　上記の構成によれば、走査ビームのビームウェスト位置を補正する補正部補正部を、固定レンズと可動レンズとを含む構成としている。これにより、固定レンズだけでなく可動レンズをも併用して、走査ビームのビームウェスト位置をより精密に変更することが可能になる。よって、走査ビームのビームウェスト位置の調整精度が向上し、表示画質のさらなる向上を図ることができる。また、固定レンズと可動レンズとの併用により、固定レンズにおけるビームウェスト位置の調整量を削減できる。このため、固定レンズ全体の曲率を小さくすることができ、光ビームに与える収差の影響を小さくすることができる。また、固定レンズと可動レンズとの併用により、従来よりも小型の可動レンズを適用しても、ビームウェスト位置の高精度な調整を実現することが可能である。
　上記の構成において、前記可動レンズは、ユーザの眼に向かう走査ビームが平行光になるための理想ビームウェスト位置に、走査ビームのビームウェスト位置を近づけるように、前記走査部の動作にあわせて当該可動レンズの位置を変更することが好ましい。
　上記の構成によれば、可動レンズの位置を変更する位置可変型の可動レンズが用いられており、走査部の動作にあわせてビームウェスト位置を容易に変更することが可能になる。
　上記の構成において、前記可動レンズは、ユーザの眼に向かう走査ビームが平行光になるための理想ビームウェスト位置に、走査ビームのビームウェスト位置を近づけるように、前記走査部の動作にあわせて電気的に光学性能を変更する液晶素子であることが好ましい。
　上記の構成によれば、可動レンズとして電気的に光学性能を変更する液晶素子が用いられている。これにより、実際に可動レンズの位置を変更する機構が不要になるため、表示装置の小型化が実現できると共に、余分な振動の発生を抑制することが可能になる。
　上記の構成において、前記固定レンズは、ユーザの眼に向かう走査ビームが平行光になるように、前記可動レンズによって変更される走査ビームのビームウェスト位置と、前記理想ビームウェスト位置との差を補正するための曲面形状を有することが好ましい。
　上記の構成によれば、可動レンズによって走査ビームのビームウェスト位置が補正され、さらに可動レンズでは補正しきれなかった分について固定レンズによりビームウェスト位置が補正される。これにより、走査ビームのビームウェスト位置をより正確に、理想ビームウェスト位置に近づけることが可能になる。
　上記の構成において、前記偏向部は、曲面形状を有することが好ましい。
　上記の構成によれば、偏向部を曲面形状とすることにより、ユーザの眼に向かう走査ビームを平行光にするための理想ビームウェスト位置を、実際の走査ビームのビームウェスト位置に近づけることが可能になり、より高品質の映像をユーザに提供できるようになる。
　本発明の他の局面に係るビーム走査型表示装置は、光ビームを走査してスクリーンに情報を表示するビーム走査型表示装置であって、光ビームを出射する光源部と、前記光源部から出射された光ビームを前記スクリーンに向けて走査する走査部と、前記走査部で走査された走査ビームのビームウェスト位置を、前記スクリーンの表示面に近づけるように補正する補正部と、を含み、前記補正部は、前記走査部で走査された走査ビームが通過する位置に設けられ、光学性能が固定されている固定レンズを含んでいる。
　上記の構成によれば、光源部から出射された光ビームは、走査部で走査された後、固定レンズを通過してスクリーンに照射される。ここで、前記固定レンズが、走査部で走査された走査ビームのビームウェスト位置を補正する補正部として機能する。
　これにより、固定レンズでもって、スクリーンの表示面に合わせて走査ビームのビームウェスト位置を変更することが可能になり、表示画質の向上を図ることができる。そして、ビームウェスト位置の補正を固定レンズで実現しているため、従来のようにレンズやミラーなどを駆動する必要がないので、光学系の小型化を図りながらも、様々な形状のスクリーンに対しても、高品質な映像を表示することが可能になる。
　なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
　本発明にかかるビーム走査型表示装置は、ビームウェスト位置の補正手段などを有し、表示装置、表示システム、表示方法、表示プログラム、などの用途にも応用できる。

Claims (18)

  1. 　光ビームを出射する光源部と、
    　前記光源部から出射された光ビームを走査する走査部と、
    　前記走査部で走査された走査ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向部と、
    　前記走査ビームのビームウェスト位置を補正する補正部と、を含み、
    　前記補正部は、前記走査部と前記偏向部との間に設けられ、光学性能が固定されている固定レンズを含むことを特徴とするビーム走査型表示装置。
  2. 　前記固定レンズは自由曲面を有し、当該自由曲面の曲率は、ユーザの眼に向かう走査ビームが平行光になるように、走査ビームの前記自由曲面への入射位置に応じて異なっていることを特徴とする請求項１に記載のビーム走査型表示装置。
  3. 　前記偏向部は、相対的に前記走査部に近い第１領域と、当該第１領域よりも前記走査部から遠い第２領域との少なくとも２つの領域を有し、
    　前記第１領域に入射する走査ビームが前記固定レンズの自由曲面に入射する位置の曲率と、前記第２領域に入射する走査ビームが前記固定レンズの自由曲面に入射する位置の曲率とでは、曲率の正負が異なることを特徴とする請求項２に記載のビーム走査型表示装置。
  4. 　前記第１領域に入射する走査ビームが前記固定レンズの自由曲面に入射する位置の曲率は、前記走査ビームに対して凸レンズの作用を及ぼすように設定されていることを特徴とする請求項３に記載のビーム走査型表示装置。
  5. 　前記固定レンズは、自由曲面の曲率の値が０になる曲率中心部を有し、
    　前記固定レンズの自由曲面における第１方向の曲率は、前記曲率中心部の第１方向の距離が大きくなるほど曲率の絶対値が大きくなることを特徴とする請求項４に記載のビーム走査型表示装置。
  6. 　前記固定レンズは、前記第１方向の曲率の絶対値が前記曲率中心部からの第１方向の距離の増加に比例して線形的に増加するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のビーム走査型表示装置。
  7. 　前記第１領域に入射する走査ビームが前記固定レンズの自由曲面に入射する領域における前記第１方向の曲率の絶対値変化幅は、
    　前記第２領域に入射する走査ビームが前記固定レンズの自由曲面に入射する領域における前記第１方向の曲率の絶対値変化幅よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のビーム走査型表示装置。
  8. 　前記固定レンズは、前記第１方向と交差する第２方向の曲率の絶対値が前記曲率中心部からの第２方向の距離の増加に比例して線形的に減少するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のビーム走査型表示装置。
  9. 　前記固定レンズは、前記走査ビームが入射される入射面と、当該走査ビームが出射される出射面とを含み、
    　前記固定レンズの自由曲面が、前記出射面にのみ形成されていることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載のビーム走査型表示装置。
  10. 　前記光源部から前記固定レンズまでの光路上に設けられた少なくとも一枚の折り返しミラーをさらに備え、
    　前記走査ビームが前記走査部で走査されてから前記補正部に入射するまでの光路距離が、前記走査部と前記補正部との間の離間距離よりも長くなるように、前記折り返しミラーが配置されていることを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載のビーム走査型表示装置。
  11. 　前記走査部と前記光源部との間に設けられた収差補正レンズをさらに含み、
    　前記収差補正レンズは、前記固定レンズの自由曲面とは曲率の正負が逆方向の自由曲面を有することを特徴とする請求項８に記載のビーム走査型表示装置。
  12. 　前記固定レンズは、第１方向に第１自由曲面を有する第１固定レンズと、第１方向と交差する第２方向に第２自由曲面を有する第２固定レンズとを含み、
    　前記第１自由曲面及び第２自由曲面の各曲率は、前記ユーザの眼に向かう走査ビームが平行光になるように、前記走査ビームの入射位置に応じて異なることを特徴とする請求項２に記載のビーム走査型表示装置。
  13. 　前記補正部は、前記走査部と前記光源部との間に設けられ、光学性能が可変である少なくとも１つの可動レンズをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし１２の何れか１項に記載のビーム走査型表示装置。
  14. 　前記可動レンズは、ユーザの眼に向かう走査ビームが平行光になるための理想ビームウェスト位置に、走査ビームのビームウェスト位置を近づけるように、前記走査部の動作にあわせて当該可動レンズの位置を変更することを特徴とする請求項１３に記載のビーム走査型表示装置。
  15. 　前記可動レンズは、ユーザの眼に向かう走査ビームが平行光になるための理想ビームウェスト位置に、走査ビームのビームウェスト位置を近づけるように、前記走査部の動作にあわせて電気的に光学性能を変更する液晶素子であることを特徴とする請求項１３に記載のビーム走査型表示装置。
  16. 　前記固定レンズは、ユーザの眼に向かう走査ビームが平行光になるように、前記可動レンズによって変更される走査ビームのビームウェスト位置と、前記理想ビームウェスト位置との差を補正するための曲面形状を有することを特徴とする請求項１４または１５に記載のビーム走査型表示装置。
  17. 　前記偏向部は、曲面形状を有することを特徴とする請求項１ないし１６の何れか１項に記載のビーム走査型表示装置。
  18. 　光ビームを走査してスクリーンに情報を表示するビーム走査型表示装置であって、
    　光ビームを出射する光源部と、
    　前記光源部から出射された光ビームを前記スクリーンに向けて走査する走査部と、
    　前記走査部で走査された走査ビームのビームウェスト位置を、前記スクリーンの表示面に近づけるように補正する補正部と、を含み、
    　前記補正部は、前記走査部で走査された走査ビームが通過する位置に設けられ、光学性能が固定されている固定レンズを含むことを特徴とするビーム走査型表示装置。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014038239A (ja) * 2012-08-17 2014-02-27 Seiko Epson Corp 画像表示装置および頭部装着型画像表示装置
JP2015219405A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 株式会社東芝 表示装置
JP2016045231A (ja) * 2014-08-20 2016-04-04 パイオニア株式会社 画像表示装置
JP2017026689A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置
JP6209662B1 (ja) * 2016-10-13 2017-10-04 株式会社Ｑｄレーザ 画像投影装置
JPWO2017056802A1 (ja) * 2015-09-29 2017-10-05 株式会社Ｑｄレーザ 画像投影装置
JP2018063436A (ja) * 2016-06-09 2018-04-19 株式会社Ｑｄレーザ 画像投影装置及び画像投影システム
US10302948B2 (en) 2014-10-02 2019-05-28 Seiko Epson Corporation Image display device having first and second deflection units
JP2020095288A (ja) * 2014-12-29 2020-06-18 マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． 音響光学制御装置を使用する光投影器
JP7048897B2 (ja) 2016-08-31 2022-04-06 日亜化学工業株式会社 光学部材、光源装置及び照射システム

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009244869A (ja) * 2008-03-11 2009-10-22 Panasonic Corp 表示装置、表示方法、眼鏡型ヘッドマウントディスプレイ、及び自動車
WO2014024403A1 (ja) 2012-08-08 2014-02-13 株式会社ニコン 頭部搭載型ディスプレイ用光学系および頭部搭載型ディスプレイ
US9250445B2 (en) * 2012-08-08 2016-02-02 Carol Ann Tosaya Multiple-pixel-beam retinal displays
US9658453B1 (en) * 2013-04-29 2017-05-23 Google Inc. Head-mounted display including diffractive combiner to integrate a display and a sensor
US9851568B2 (en) * 2013-09-25 2017-12-26 Logitech Europe S.A. Retinal display projection device
JP6446465B2 (ja) * 2014-09-30 2018-12-26 ミラマサービスインク 入出力装置、入出力プログラム、および入出力方法
US9921645B2 (en) 2015-06-29 2018-03-20 Logitech Europe S.A. Retinal projection device and method for activating a display of a retinal projection device
US20170115489A1 (en) * 2015-10-26 2017-04-27 Xinda Hu Head mounted display device with multiple segment display and optics
US10539800B2 (en) 2016-01-05 2020-01-21 Saab Ab Face plate in transparent optical projection displays
JP2019505843A (ja) 2016-01-22 2019-02-28 コーニング インコーポレイテッド 広視野パーソナル表示装置
JP2018054671A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 セイコーエプソン株式会社 ビーム径拡大装置、および表示装置
US20180129055A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-10 Thalmic Labs Inc. Systems, devices, and methods for field shaping in wearable heads-up display
US10598931B2 (en) * 2016-12-05 2020-03-24 Gwangju Institute Of Science And Technology Laser light source device for head-up display and head-up display system using the same
US10317674B2 (en) * 2017-01-31 2019-06-11 City University Of Hong Kong Augmented reality systems and methods
JP7108935B2 (ja) * 2017-06-13 2022-07-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レンズ系、カメラシステム及び撮像システム
US10976551B2 (en) 2017-08-30 2021-04-13 Corning Incorporated Wide field personal display device
CN107861247B (zh) * 2017-12-22 2020-08-25 联想(北京)有限公司 光学部件及增强现实设备
US11238143B2 (en) * 2018-06-05 2022-02-01 Google Llc Method and system for authenticating a user on a wearable heads-up display
DE102018221565A1 (de) * 2018-12-12 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines holografisch-optischen Bauelements (HOE), welches zur Projektion in einem Projektionssystem vorgesehen ist, ein solches holografisch-optisches Bauelement, Projektionsvorrichtung, Brillenglas für eine Datenbrille sowie eine solche Datenbrille
US11481889B2 (en) * 2019-04-03 2022-10-25 Pittsburgh Glass Works, Llc Fixture for evaluating heads-up windshields
CN116413911A (zh) * 2021-12-31 2023-07-11 北京耐德佳显示技术有限公司 一种超薄型镜片、使用其的虚像成像装置和近眼显示器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61124930A (ja) * 1984-11-22 1986-06-12 Olympus Optical Co Ltd オ−バ−ヘツドプロジエクタ装置
JP2004191946A (ja) * 2002-11-27 2004-07-08 Brother Ind Ltd 画像表示装置
JP2006178346A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Canon Inc 光走査装置及びそれを用いた画像表示装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10301055A (ja) 1997-04-25 1998-11-13 Sony Corp 画像表示装置
WO2004049037A1 (ja) * 2002-11-27 2004-06-10 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha 画像表示装置
JP5143772B2 (ja) * 2008-03-28 2013-02-13 パナソニック株式会社 画像表示装置および画像表示方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61124930A (ja) * 1984-11-22 1986-06-12 Olympus Optical Co Ltd オ−バ−ヘツドプロジエクタ装置
JP2004191946A (ja) * 2002-11-27 2004-07-08 Brother Ind Ltd 画像表示装置
JP2006178346A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Canon Inc 光走査装置及びそれを用いた画像表示装置

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014038239A (ja) * 2012-08-17 2014-02-27 Seiko Epson Corp 画像表示装置および頭部装着型画像表示装置
JP2015219405A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 株式会社東芝 表示装置
JP2016045231A (ja) * 2014-08-20 2016-04-04 パイオニア株式会社 画像表示装置
US10302948B2 (en) 2014-10-02 2019-05-28 Seiko Epson Corporation Image display device having first and second deflection units
JP7003167B2 (ja) 2014-12-29 2022-02-04 マジック リープ， インコーポレイテッド 音響光学制御装置を使用する光投影器
KR102664868B1 (ko) * 2014-12-29 2024-05-10 매직 립, 인코포레이티드 음향-광학 제어 디바이스를 사용하는 광 프로젝터
KR20230093374A (ko) * 2014-12-29 2023-06-27 매직 립, 인코포레이티드 음향-광학 제어 디바이스를 사용하는 광 프로젝터
KR102547307B1 (ko) * 2014-12-29 2023-06-22 매직 립, 인코포레이티드 음향-광학 제어 디바이스를 사용하는 광 프로젝터
US11381804B2 (en) 2014-12-29 2022-07-05 Magic Leap, Inc. Light projector using an acousto-optical control device
KR20220093277A (ko) * 2014-12-29 2022-07-05 매직 립, 인코포레이티드 음향-광학 제어 디바이스를 사용하는 광 프로젝터
JP2020095288A (ja) * 2014-12-29 2020-06-18 マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． 音響光学制御装置を使用する光投影器
US10281724B2 (en) 2015-07-16 2019-05-07 Seiko Epson Corporation Image display device
JP2017026689A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置
JPWO2017056802A1 (ja) * 2015-09-29 2017-10-05 株式会社Ｑｄレーザ 画像投影装置
JP2018063436A (ja) * 2016-06-09 2018-04-19 株式会社Ｑｄレーザ 画像投影装置及び画像投影システム
JP7048897B2 (ja) 2016-08-31 2022-04-06 日亜化学工業株式会社 光学部材、光源装置及び照射システム
US10924716B2 (en) 2016-10-13 2021-02-16 Qd Laser, Inc. Image projection device
JP2018063365A (ja) * 2016-10-13 2018-04-19 株式会社Ｑｄレーザ 画像投影装置
JP6209662B1 (ja) * 2016-10-13 2017-10-04 株式会社Ｑｄレーザ 画像投影装置

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