WO2016208266A1 - 画像投影装置 - Google Patents

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WO2016208266A1
WO2016208266A1 PCT/JP2016/063002 JP2016063002W WO2016208266A1 WO 2016208266 A1 WO2016208266 A1 WO 2016208266A1 JP 2016063002 W JP2016063002 W JP 2016063002W WO 2016208266 A1 WO2016208266 A1 WO 2016208266A1
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WO
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image
light beam
user
light
inspection
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/063002
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English (en)
French (fr)
Inventor
荒川泰彦
菅原充
鈴木誠
新井道夫
Original Assignee
株式会社Ｑｄレーザ
国立大学法人東京大学
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • G02B27/02—Viewing or reading apparatus
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/64—Constructional details of receivers, e.g. cabinets or dust covers

Definitions

  • the present invention relates to an image projecting apparatus, and more particularly to an image projecting apparatus that projects an image directly onto a user's retina.
  • an apparatus for example, a head-mounted display
  • an image projecting apparatus that directly projects an image on the user's retina using Maxwell's view.
  • personal authentication for example, Patent Document 1
  • pupil position detection for example, Patent Document 2
  • eyelid opening / closing detection for example, Patent Document 1 3 to 5
  • a head-mounted display having a function of performing line-of-sight detection for example, Patent Documents 6 and 7
  • the gaze detection apparatus using the light reflected with the user's eyes is also known (for example, patent document 8, 9).
  • a light source that emits the inspection light beam is provided in addition to the light source that emits the image light beam, which increases the size of the apparatus.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to downsize an image projection apparatus that can control a light source and an optical system when a user is viewing an image.
  • the present invention projects an image light beam forming an image and an inspection light beam, and projects the image light beam emitted from the one light source onto a first surface region of a user's eye. And an optical system that projects the inspection light beam emitted from the one light source onto a second surface region of the user's eye that is remote from the first surface region, and the inspection light beam. Detecting a reflected light reflected by the user's eyes, and a control unit for controlling at least one of the one light source and the optical system based on a detection result of the reflected light by the photodetector;
  • An image projection apparatus comprising:
  • the optical system has a positional relationship in which the inspection light beam is projected onto the user's iris when the image light beam passes through the user's pupil and is projected onto the user's retina.
  • the image light beam and the inspection light beam may be projected onto the user's eye.
  • control unit controls the optical system so that the photodetector detects the reflected light when the photodetector does not detect the reflected light, and controls the optical beam and the inspection. It can be set as the structure which moves the projection position to the said user's eyes of a working light interlockingly.
  • the optical system scans the image light beam emitted from the one light source and reflects the inspection light beam emitted from the one light source, and the mirror scanned by the mirror.
  • the image light beam passes through the user's pupil and is projected onto the user's retina
  • the inspection light beam reflected by the mirror is projected onto the user's iris
  • the image light beam and A projection unit that projects the inspection light beam onto the user's eyes and the control unit moves the position of the mirror to move the scanning origin, thereby moving the image light beam and the inspection. It can be set as the structure which moves the said projection position of the light beam for an interlocking movement.
  • the optical system scans the image light beam emitted from the one light source and reflects the inspection light beam emitted from the one light source, and the mirror scanned by the mirror.
  • the image light beam passes through the user's pupil and is projected onto the user's retina
  • the inspection light beam reflected by the mirror is projected onto the user's iris
  • the image light beam and A projection unit that projects the inspection light beam onto the user's eyes and the control unit moves the one light source, the mirror, and the projection unit integrally to thereby move the image light beam and
  • the projection position of the inspection light beam can be moved in conjunction with each other.
  • the optical system projects a plurality of the inspection light beams to different positions of the user's eye at different times
  • the control unit is configured so that the photodetector detects the plurality of inspection light beams at the different times.
  • the projection positions of the image light beam and the inspection light beam can be moved in conjunction with each other.
  • the optical system projects a plurality of the inspection light beams onto different positions of the user's eye
  • the control unit is configured so that the photodetector includes the reflected light of the plurality of inspection light beams.
  • the projection position of the image light beam and the inspection light beam are moved so as to move in the direction of the projection position of the inspection light beam corresponding to the reflected light that is not detected.
  • the projection position of the light beam can be moved in conjunction with each other.
  • the said structure WHEREIN Based on the detection result of the said reflected light by the said photodetector, the said control part can be set as the structure which controls the said one light source and controls the said image formed with the light ray for an image. .
  • the optical system projects a plurality of the inspection light beams to different positions of the user's eye
  • the control unit is configured to cause the photodetector to perform a first inspection among the plurality of inspection light beams.
  • the first control of the image is performed when the reflected light of the light beam is not detected, and the first control is performed when the light detector does not detect the reflected light of the second inspection light beam among the plurality of inspection light beams. It can be set as the structure which performs the 2nd control of the said image different from control.
  • the optical system projects a plurality of inspection light beams to different positions of the user
  • the control unit is configured such that the light detector is a part of the plurality of inspection light beams.
  • the first control of the image is performed when the reflected light is not detected, and the image is different from the first control when the photodetector does not detect all the reflected light of the plurality of inspection light beams. It can be set as the structure which performs 2nd control.
  • control unit controls the one light source to move the projection position of the image light beam and the inspection light beam in conjunction with each other, and then moves the image formed by the image light beam.
  • the image light beam and the inspection light beam can be configured to be different from the image formed by the image light beam before moving the projection position in conjunction with each other.
  • control unit may be configured to issue a warning to the user by controlling the one light source based on the detection result of the reflected light by the photodetector.
  • control unit controls the one light source to emit warning light to an integrated region including the first surface region and the second surface region of the user's eye. be able to.
  • the optical system scans the image light beam emitted from the one light source and reflects the inspection light beam emitted from the one light source, and the mirror scanned by the mirror.
  • the image light beam passes through the user's pupil and is projected onto the user's retina
  • the inspection light beam reflected by the mirror is projected onto the user's iris
  • the mirror is a range of an image projected onto the user's retina in a second direction that intersects the first direction and the first direction.
  • the one light source emits the image light beam to the mirror during a period corresponding to the range of the image in the vibration of the mirror, and the detection is performed at a time outside the range of the image.
  • the use beam can be configured to emit to the mirror.
  • the said structure WHEREIN has the 1st area
  • the present invention it is possible to reduce the size of the image projection apparatus that can control the light source and the optical system while the user is viewing the image.
  • FIG. 1 is a diagram of the image projection apparatus according to the first embodiment viewed from above.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the projection unit in FIG. 3A illustrates the vibration of the first mirror, the image light beam, and the inspection light beam.
  • FIG. 3B illustrates the first mirror vibration from point A to point B in FIG. It is a figure explaining the emission timing from the light source of the light ray for an image and the light ray for an inspection in the case where it did.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the projection of the image light beam and the inspection light beam to the eyeball.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining detection timing at which the control unit detects reflected light using a photodetector.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams (part 1) for explaining changes in the projection positions of the image light beam and the inspection light beam on the eyeball.
  • FIG. 10 is a diagram (part 2) for explaining a change in the projection position of the image light beam and the inspection light beam on the eyeball.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of processing performed by the control unit of the image projection apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 12A to FIG. 12C are diagrams for explaining that image loss can be suppressed by the processing of FIG. 11.
  • FIG. 13 is a diagram of an image projection apparatus according to the first modification of the second embodiment viewed from above.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are diagrams for explaining changes in the projection positions of the image light beam and the inspection light beam on the eyeball in the case of the image projection apparatus according to the first modification of the second embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of processing of the control unit of the image projection apparatus according to the first modification of the second embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram of the image projection apparatus according to the third embodiment as viewed from above.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of processing of the control unit of the image projection apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 18A to FIG. 18C are flowcharts showing detection of whether or not the patient is in a dozing state.
  • FIG. 19A and FIG. 19B are diagrams illustrating an example of a warning.
  • FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of processing of the control unit of the image projection apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 21A and FIG. 21B are diagrams for describing control of an image according to an inspection light beam that is not detected.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of processing of the control unit of the image projection apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram of the image projection apparatus 100 according to the first embodiment as viewed from above.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the projection unit 16 of FIG.
  • the image projection apparatus 100 according to the first embodiment is a retinal projection head mounted display using Maxwell's view in which an image ray for allowing a user to visually recognize an image is directly projected onto the retina 38 of the user's eyeball 36. is there.
  • the image projection apparatus 100 of Example 1 is provided with the light source 12, the 1st mirror 14, the projection part 16, the photodetector 18, and the control part 20 like FIG.
  • the light source 12 is disposed on the temple 30 of the glasses-type frame.
  • the light source 12 emits, for example, a light beam 34 having a single wavelength or a plurality of wavelengths under the instruction of the control unit 20.
  • the light ray 34 includes an image light ray for projecting an image on the retina 38 of the user's eyeball 36, and an inspection light ray for detecting at least one of the position of the pupil 40 of the user's eyeball 36 and the opening / closing of the user's eyelid. And rays.
  • the inspection light beam is emitted from the same light source 12 as the image light beam, it is visible light like the image light beam.
  • the light source 12 emits red laser light (wavelength: about 610 nm to 660 nm), green laser light (wavelength: about 515 nm to 540 nm), and blue laser light (wavelength: about 440 nm to 480 nm), for example.
  • Examples of the light source 12 that emits red, green, and blue laser light include a light source in which RGB (red, green, and blue) laser diode chips, a three-color synthesis device, and a microcollimator lens are integrated.
  • the first mirror 14 is disposed on the temple 30 of the glasses-type frame.
  • the first mirror 14 scans the image light beam emitted from the light source 12 in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the first mirror 14 reflects the inspection light beam emitted from the light source 12.
  • the first mirror 14 is, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror.
  • the light beam 34 emitted from the light source 12 is reflected by, for example, the second mirror 15 and the third mirror 17 and enters the first mirror 14.
  • FIG. 3A illustrates the vibration of the first mirror 14, the image light beam, and the inspection light beam.
  • the first mirror 14 is larger than the range of the image projected on the retina 38 (the broken line range in FIG. 3A) in order to scan the image light ray 34a, and is in the horizontal direction ( It vibrates in the first direction) and in the vertical direction (second direction intersecting the first direction).
  • the vibration of the first mirror 14 is indicated by reference numeral 50.
  • the image light beam 34a When the image light beam 34a is scanned at a location where the first mirror 14 is greatly shaken and the image is projected onto the retina 38, the image light beam 34a has a small shake of the first mirror 14 because the image distortion becomes large. Scanned in place.
  • the inspection light beam 34 b is incident on the first mirror 14 at a timing when the image light beam 34 a is not scanned in the vibration 50 of the first mirror 14.
  • the light source 12 emits the image light beam 34a to the first mirror 14 during a period corresponding to the range of the image projected on the retina 38 in the vibration 50 of the first mirror 14, and inspects at a time outside the range of the image.
  • the light beam 34 b is emitted to the first mirror 14.
  • 3B is a diagram illustrating the emission timing of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b from the light source 12 when the first mirror 14 vibrates from the point A to the point B in FIG. 3A.
  • the light intensity of the inspection light beam 34b may be the same as or different from that of the image light beam 34a.
  • the light intensity of the inspection light beam 34b may be any light intensity that allows the reflected light 46 to be detected by the photodetector 18 described later.
  • the one or more inspection light beams 34b are incident on the first mirror 14.
  • 3A and 3B show an example in which six inspection light beams 34b are incident on the first mirror 14.
  • the inspection light beam 34b may be a light beam having a single wavelength, or may be a light beam corresponding to one pixel or several pixels of an image projected on the retina 38.
  • FIG. 3A the case where the image light beam 34a is scanned in a rectangular shape is shown as an example.
  • the present invention is not limited to this, and other cases such as scanning in a trapezoidal shape may be used.
  • the image light beam 34 a scanned by the first mirror 14 and the inspection light beam 34 b reflected by the first mirror 14 are directed toward the lens 32 of the glasses frame by the fourth mirror 44. And reflected. Since the projection unit 16 is disposed on the surface of the lens 32 on the eyeball 36 side, the image light beam 34 a scanned by the first mirror 14 and the inspection light beam 34 b reflected by the first mirror 14 are transmitted to the projection unit 16. Is incident on.
  • the projection unit 16 is a half mirror having a free curved surface or a combined structure of a free curved surface and a diffractive surface in the first region 16a where the image light beam 34a is incident.
  • the image light ray 34 a incident on the projection unit 16 is projected on the retina 38 after being converged in the vicinity of the pupil 40 of the eyeball 36. Therefore, the user can recognize the image formed by the image light beam 34a and can visually recognize the outside world image with see-through.
  • the projection unit 16 is a half mirror that is optically discontinuous with the first region 16a in the second region 16b where the inspection light beam 34b is incident. Thereby, the inspection light beam 34 b is projected onto the iris 42 of the eyeball 36 when the image light beam 34 a passes through the pupil 40 and is projected onto the retina 38.
  • the inspection light ray 34b is the second surface area 36b away from the first surface area 36a of the eyeball 36. Projected on.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the projection of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b onto the eyeball 36.
  • the inspection light beam 34 b is projected onto the iris 42 when the image light beam 34 a passes through the vicinity of the center of the pupil 40 and is projected onto the retina 38. Since the second region 16 b of the projection unit 16 is optically discontinuous with the first region 16 a, the image light beam 34 a passes through the pupil 40 and is projected onto the retina 38, while the test light beam 34 b is projected onto the iris 42. Can be projected. Further, the image light beam 34 a and the inspection light beam 34 b are emitted from the light source 12 at a predetermined timing with respect to the vibration of the first mirror 14.
  • the relative emission timings of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b are fixed. For this reason, the relative positions of the image light beam 34 a and the inspection light beam 34 b are fixed and projected onto the eyeball 36. Further, as shown in FIG. 3A, since the plurality of inspection light beams 34b are light reflected at different positions of the vibration 50 of the first mirror 14, different times (different timings) at different positions of the iris 42 are obtained. ). That is, the plurality of inspection light beams 34 b are sequentially projected onto different positions of the iris 42.
  • the photodetector 18 is arranged on the frame of the lens 32.
  • the photodetector 18 is, for example, a photodetector.
  • the photodetector 18 detects the reflected light 46 reflected by the iris 42 from the inspection light beam 34b.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining detection timing at which the control unit 20 detects the reflected light 46 using the photodetector 18.
  • the control unit 20 detects the reflected light 46 using the photodetector 18 at the timing when the inspection light beam 34 b is emitted from the light source 12.
  • the time for detecting the reflected light 46 may be widened in consideration of the performance of the photodetector 18 and the like.
  • 1 and 2 exemplify the case where the photodetector 18 is disposed in the vicinity of the center of the lens 32.
  • the reflected light 46 can be detected, for example, in the vicinity of the temple 30 of the lens 32. Or a nose pad (not shown) or the like.
  • the plurality of inspection light beams 34 b are projected onto the iris 42 in order, so that one photodetector is used. 18, the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34 b can be detected.
  • the control unit 20 is provided in an external device (for example, a mobile terminal).
  • the control unit 20 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and controls the image projection apparatus 100 according to a program stored in the ROM.
  • the control unit 20 causes the light source 12 to emit an image light beam 34 a based on the input image data and an inspection light beam 34 b for detecting at least one of the position of the pupil 40 and the opening / closing of the eyelid. Further, the control unit 20 controls at least one of the optical system including the light source 12 and the first mirror 14 based on the detection result of the photodetector 18.
  • control unit 20 controls the emission of the light beam including the image light beam 34 a and / or the inspection light beam 34 b from the light source 12.
  • control unit 20 drives the position adjustment unit 22 to move the position of the first mirror 14 and controls to move the positions of the third mirror 17 and the fourth mirror 44 in accordance with the movement of the first mirror 14. I do.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating a case where the image light beam 34 a passes through the pupil 40 and the inspection light beam 34 b is projected onto the iris 42.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a case where a part of the inspection light beam 34 b is projected onto the retina 38 through the pupil 40 due to the rotation of the eyeball 36.
  • FIG. 6C is a diagram illustrating a case where the inspection light beam 34 b is projected onto the eyelid 37 by closing the eyelid 37.
  • FIG. 6A when the inspection light beam 34b is projected onto the iris 42, a relatively large reflected light 46 is generated.
  • FIG. 6B when the eyeball 36 rotates and the inspection light beam 34b passes through the pupil 40 and is projected onto the retina 38, or when the eyelid 37 closes as shown in FIG. 6C.
  • the reflected light 46 is hardly generated. That is, in the case of FIG. 6A, the photodetector 18 detects a relatively large reflected light 46, but in the case of FIGS. 6B and 6C, the photodetector 18 reflects. It happens that the light 46 is not detected.
  • the photodetector 18 does not detect the reflected light 46 of some of the inspection light beams 34b among the plurality of inspection light beams 34b.
  • the photodetector 18 does not detect all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b.
  • the fact that the photodetector 18 does not detect the reflected light 46 means that the reflected light 46 having a magnitude greater than or equal to a predetermined value is not detected.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of processing of the control unit 20 of the image projection apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the control unit 20 causes the image light beam 34a to be emitted from the light source 12 based on the input image data, and a plurality of inspection light beams 34b are emitted along with the emission of the image light beam 34a. Is emitted from the light source 12. As described with reference to FIG. 4, the plurality of inspection light beams 34 b are projected onto different positions of the iris 42 at different times.
  • step S12 the control unit 20 determines whether or not the photodetector 18 has detected the reflected light 46 at different times when the plurality of inspection light beams 34b are projected onto the iris 42. That is, as described with reference to FIG. 5, the control unit 20 determines whether or not the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34 b is detected every time when the plurality of inspection light beams 34 b are emitted from the light source 12. To do. For example, when the user moves the eyeball 36 or closes the eyelid 37, the photodetector 18 does not detect the reflected light 46 of at least some of the plurality of inspection light beams 34b.
  • step S12 When the light detector 18 does not detect the reflected light 46 of at least some of the inspection light beams 34b among the plurality of inspection light beams 34b (step S12: No), the control unit 20 proceeds to step S14 and proceeds to step S14. 12 and at least one of the optical systems including the first mirror 14 is controlled.
  • Examples of the control of the light source 12 include control of the content of an image formed by the image light beam 34a (for example, reproduction, stop, pause, or switching to a different image), image light beam 34a in the vibration 50 of the first mirror 14, and Examples include changing the incident position of at least one of the inspection light beams 34b, changing the number of the inspection light beams 34b, and changing the color or brightness of at least one of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b.
  • control of the optical system examples include movement of at least one position of the first mirror 14, the second mirror 15, the third mirror 17, the fourth mirror 44, and the projection unit 16. By moving the positions of these optical system parts, the positions where the image light beam 34a and the inspection light beam 34b are applied to the eyeball 36 are moved, and the focal positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b are moved. May be. Thereafter, the process proceeds to step S16. On the other hand, when the photodetector 18 has detected all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b (step S12: Yes), the control unit 20 proceeds to step S16 without performing step S14.
  • step S16 the control unit 20 determines whether or not the image projection has ended. If the image projection has not ended, that is, if the image light beam 34a and the inspection light beam 34b are emitted from the light source 12, the determination in step S16 is negative and the process returns to step S12. The control unit 20 repeats the processes from step S12 to step S16 until the image projection ends. On the other hand, when the projection of the image ends (step S16: Yes), the control unit 20 ends the process of FIG.
  • the image light beam 34 a and the inspection light beam 34 b are emitted from one light source 12.
  • the inspection light beam 34 b is projected onto the iris 42 when the image light beam 34 a passes through the pupil 40 and is projected onto the retina 38.
  • the control unit 20 controls at least one of the optical system including the light source 12 and the first mirror 14 based on the detection result of the reflected light 46 of the inspection light beam 34b by the photodetector 18.
  • the first mirror 14 is larger than the range of the image projected on the user's retina 38 in the horizontal direction and the vertical direction. Vibrate.
  • the light source 12 emits the image light beam 34a to the first mirror 14 during a period corresponding to the image range in the vibration of the first mirror 14, and emits the inspection light beam 34b to the first mirror 14 at a time outside the image range. To do. Thereby, the vibration of the first mirror 14 can be effectively used to scan the image light beam 34a and reflect the inspection light beam 34b.
  • the first region 16 a on which the image light beam 34 a enters and the first region 16 a are optically discontinuous, and the inspection light beam. 34b is incident on the second region 16b.
  • the inspection light beam 34 b is projected onto the iris 42 while the image light beam 34 a passes through the pupil 40 and is projected onto the retina 38.
  • the image light beam 34a and the test light beam 34b are in a positional relationship in which the inspection light beam 34b is projected onto the iris 42.
  • a case where is projected onto the eyeball 36 is shown, but the present invention is not limited to this case.
  • Other cases may be employed as long as the second surface region 36 b on which the inspection light beam 34 b is projected onto the eyeball 36 is separated from the first surface region 36 a on which the image light beam 34 a is projected onto the eyeball 36.
  • the inspection light beam 34b is projected onto the iris 42, a relatively large reflected light 46 is generated. Therefore, when the image light beam 34a passes through the pupil 40 and is projected onto the retina 38, the inspection light beam 34b. Is preferably projected onto the iris 42.
  • the present invention is not limited thereto, and one inspection light beam 34b may be projected onto the eyeball 36.
  • FIG. 8A to FIG. 8C are diagrams for explaining the projection of the image light ray 34 a on the retina 38 with respect to the movement of the eyeball 36.
  • 8A shows a case where the eyeball 36 faces the front
  • FIG. 8B shows a case where the eyeball 36 faces the left side from the front
  • FIG. 8C shows a case where the eyeball 36 further faces the left side. Shows the case.
  • the image light beam 34a converges near the center of the pupil 40 and is projected onto the retina 38.
  • the image light ray 34 a converges near the end of the pupil 40 and is projected onto the retina 38.
  • FIG. 8C when the eyeball 36 further faces to the left, the image light ray 34 a cannot pass through the pupil 40 and is not projected onto the retina 38.
  • the image light ray 34a does not pass through the pupil 40 due to the movement of the eyeball 36.
  • the image light beam 34a may not pass through the pupil 40 depending on the user.
  • an image projection apparatus that suppresses an image from being projected onto the user's retina by controlling the optical system based on the detection result of the reflected light 46 of the inspection light beam 34b by the photodetector 18. Will be explained.
  • the inspection light beam 34 b when the inspection light beam 34 b is projected onto the iris 42, a relatively large reflected light 46 is generated. However, the inspection light beam 34 b is caused by the rotation of the eyeball 36 or the like. Is projected onto the retina 38 through the pupil 40, the reflected light 46 is unlikely to occur.
  • the image light beam 34a may pass through the vicinity of the end of the pupil 40 or may not pass through the pupil 40. It is assumed that it is in the state to be done. Therefore, in the second embodiment, when the light detector 18 cannot detect the reflected light 46, it is assumed that there is a fear of image loss, and thus control for suppressing image loss is performed.
  • the image projection apparatus 200 is the same as or equivalent to FIG.
  • the control unit 20 drives the position adjustment unit 22 to move the position of the first mirror 14 based on the detection result of the reflected light 46 of the inspection light beam 34 b by the photodetector 18, and The positions of the third mirror 17 and the fourth mirror 44 are moved in accordance with the movement of the one mirror 14.
  • the scanning origin of the image light beam 34a can be moved.
  • the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b on the eyeball 36 can be moved. This will be described with reference to FIGS.
  • FIGS. 9A to 10 are diagrams for explaining changes in the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b onto the eyeball 36.
  • FIG. FIG. 10 shows a state where FIG. 9 (a) and FIG. 9 (b) are combined.
  • the state of FIG. 9 (a) is indicated by a dotted line
  • the state of FIG. 9 (b) is indicated by a solid line. Yes.
  • FIGS. 9A and 10 show the case where the image light ray 34 a passes near the center of the pupil 40.
  • the position adjustment unit 22 is driven to move the position of the first mirror 14 as shown by the solid line in FIGS. 9B and 10, and the first mirror 14 is moved.
  • the scanning origin of the image light beam 34 a moves from O to O ′.
  • the incident position of the image light beam 34a corresponding to the central portion of the image projected onto the retina 38 is hardly changed. This is to suppress deterioration in the quality of the image projected on the retina 38, changes in the incident position of the inspection light beam 34b on the projection unit 16, and the like.
  • the incident angles of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b to the projection unit 16 change, and as a result, the eyeballs of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b.
  • the projection position to 36 moves.
  • the image light beam 34a and the inspection light beam 34b move in conjunction with each other while the relative positional relationship between the projection positions on the eyeballs 36 is fixed. For example, from the state where the light ray 34a for image passes through the vicinity of the center of the pupil 40 as shown by the dotted lines in FIGS. 9A and 10, the image light as shown in FIG. 9B and the solid line in FIG. The state changes so that the light beam 34 a passes through the end side of the center of the pupil 40.
  • the position of the first mirror 14 is moved by the position adjusting unit 22, and the positions of the third mirror 17 and the fourth mirror 44 are moved in accordance with the movement of the first mirror 14.
  • the first mirror 14 and the like are preferably moved in an arc shape, but may be moved linearly in the direction of the arrow in FIG. 10 and in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 10 (the direction perpendicular to the arrow).
  • a biaxial actuator for example, an ultrasonic actuator
  • can move in the biaxial direction can be used as the position adjusting unit 22.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of processing of the control unit 20 of the image projection apparatus 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 12A to FIG. 12C are diagrams for explaining that image loss can be suppressed by the processing of FIG. 11.
  • the control unit 20 emits the image light beam 34a from the light source 12 based on the input image data, and a plurality of inspection light beams 34b as the image light beam 34a is emitted. Is emitted from the light source 12.
  • the plurality of inspection light beams 34 b are projected onto different positions of the iris 42 at different times.
  • step S22 the control unit 20 determines whether or not the photodetector 18 has detected the reflected light 46 at different times when the plurality of inspection light beams 34b are projected onto the iris 42. That is, as described with reference to FIG. 5, in the control unit 20, the photodetector 18 detects the reflected light 46 of the plurality of inspection beams 34 b at every time when the plurality of inspection beams 34 b are emitted from the light source 12. Determine whether or not. When the photodetector 18 detects all the reflected lights 46 of the plurality of inspection light beams 34b, all of the plurality of inspection light beams 34b enter the iris 42 as shown in FIG.
  • step S28 it is assumed that the light ray 34 a passes through the vicinity of the center of the pupil 40. Therefore, when the photodetector 18 detects all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b, the projection position of the image light beam 34a on the eyeball 36 does not need to be adjusted. The determination is affirmed and the process proceeds to step S28.
  • step S22 when the photodetector 18 has not detected at least one reflected light 46 among the plurality of inspection light beams 34b, at least one inspection light beam 34b is incident on the iris 42 as shown in FIG. Without passing through the pupil 40, it is assumed that the image light ray 34a passes near the end of the pupil 40. In other words, it is assumed that there is a fear of image loss. Therefore, when the photodetector 18 has not detected at least one reflected light 46 among the plurality of inspection light beams 34b (step S22: No), the projection position of the image light beam 34a on the eyeball 36 is adjusted. To do so, go to step S24.
  • step S ⁇ b> 24 the control unit 20 drives the position adjustment unit 22 to move the position of the first mirror 14 and moves the positions of the third mirror 17 and the fourth mirror 44 in accordance with the movement of the first mirror 14. By doing so, the scanning origin of the image light beam 34a is moved. As described with reference to FIG. 9A to FIG. 10, by moving the origin of scanning of the image light beam 34a, the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b on the eyeball 36 are moved in conjunction with each other. be able to.
  • control unit 20 moves the image light beam 34 a so that the projection position of the image light beam 34 a moves in the direction of the projection position of the inspection light beam 34 b corresponding to the reflected light 46 not detected by the photodetector 18.
  • the origin of scanning of 34a is moved.
  • step S26 the control unit 20 determines whether or not the photodetector 18 detects all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b. If the photodetector 18 has not yet detected at least one reflected light 46 among the plurality of inspection light beams 34b (step S26: No), the process returns to step S24. The control unit 20 repeats the processes of steps S24 and S26 until the photodetector 18 detects all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b.
  • step S26 when the photodetector 18 detects all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b (step S26: Yes), the adjustment of the projection position of the image light beam 34a onto the eyeball 36 is finished. Then, the process proceeds to step S28.
  • step S28 the control unit 20 performs the same or equivalent process as step S16 of FIG.
  • the control unit 20 causes the photodetector 18 to detect the reflected light 46 when the photodetector 18 does not detect the reflected light 46 of the inspection light beam 34b.
  • the optical system is controlled to move the image light beam 34a in conjunction with the projection position of the inspection light beam 34b onto the eyeball 36. Thereby, it can suppress that the light ray 34a for an image does not pass through the pupil 40, and can suppress that an image is not projected on the retina 38 as a result.
  • the control unit 20 fixes the relative positional relationship between the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b on the eyeball 36.
  • the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b on the eyeball 36 are preferably moved in conjunction with each other. Even when the relative positional relationship between the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b on the eyeball 36 is slightly shifted, the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b on the eyeball 36 are interlocked. What is necessary is just to move.
  • control unit 20 moves the position of the first mirror 14 to move the projection position of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b onto the eyeball 36 in conjunction with each other. This is done by moving the scanning origin of the light beam 34a. Thereby, the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b can be easily moved in conjunction with each other.
  • the plurality of inspection light beams 34b are projected onto different positions of the iris 42 at different times.
  • the control unit 20 determines the projection positions of the imaging light beam 34a and the inspection light beam 34b on the eyeball 36 based on whether the light detector 18 detects the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b at different times. Move in conjunction. Thereby, it can suppress effectively that the light ray 34a for an image does not pass the pupil 40.
  • the control unit 20 projects the projection position of the image light beam 34a when the light detector 18 does not detect at least one reflected light 46 among the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b.
  • the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b on the eyeball 36 are moved in conjunction with each other so as to move in the direction of the projection position of the inspection light beam 34b corresponding to the reflected light 46 that is not detected. Thereby, the projection position of the image light beam 34a can be adjusted to the pupil 40 efficiently.
  • FIG. 13 is a diagram of the image projection apparatus 210 according to the first modification of the second embodiment viewed from above.
  • the image projection apparatus 210 according to the first modification of the second embodiment includes one light source 12, a first mirror 14, a second mirror 15, a third mirror 17, a fourth mirror 44, and a projection unit 16. It is provided in the housing 60.
  • the position adjusting unit 22 is provided on the lens 32 of the glasses-type frame, for example, and moves the position of the housing 60.
  • the position adjustment unit 22 moves the housing 60 in the left-right direction and the up-down direction with respect to the eyeball 36.
  • Other configurations are the same as or equivalent to those in FIG.
  • FIG. 14A and 14B illustrate changes in the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b onto the eyeball 36 in the case of the image projection apparatus 210 according to the first modification of the second embodiment. It is a figure to do.
  • FIG. 14A shows a case where the image light ray 34 a passes near the center of the pupil 40. From the state of FIG. 14A, as shown in FIG. 14B, the position adjusting unit 22 is driven to move the position of the housing 60, thereby moving the image light ray 34a and the inspection light ray 34b to the eyeball 36. The projection position can be moved.
  • the position adjustment unit 22 moves the position of the housing 60 (that is, the light source 12, the first mirror 14, and the projection unit 16 are moved together), so that the image light beam 34a and the inspection light beam 34b are moved.
  • the projection position on the eyeball 36 can be moved in conjunction.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of processing of the control unit 20 of the image projection apparatus 210 according to the first modification of the second embodiment. As illustrated in FIG. 15, the control unit 20 performs the same or equivalent processing in steps S30 and S32 as in steps S20 and S22 of FIG.
  • step S34 the control unit 20 drives the position adjustment unit 22 to move the position of the housing 60.
  • the position adjustment unit 22 moves the position of the housing 60.
  • the control unit 20 performs the same or equivalent processing as steps S26 and S28 in FIG. 11 of the second embodiment.
  • the control unit 20 moves the light source 12, the first mirror 14, and the projection unit 16 together so that the image light beam 34 a and the inspection light beam 34 b are moved.
  • the projection position on the eyeball 36 is moved in conjunction with each other. Even in such a case, it is possible to prevent the image light beam 34 a from passing through the pupil 40. Further, in the first modification of the second embodiment, the image light beam 34a is prevented from entering the retina 38 obliquely.
  • the glasses-type frame lens 32 may move integrally.
  • the control unit 20 uses a plurality of inspection beams corresponding to the plurality of reflected lights 46 that are not detected. It is also possible to obtain an intermediate position at each of the projection positions 34b and move the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b in the direction of the intermediate position in conjunction with each other.
  • the case where a plurality of inspection light beams 34b are projected onto the eyeball 36 is shown as an example. However, the case where one inspection light beam 34b is projected onto the eyeball 36. But you can.
  • the image light beam 34a and the inspection light beam 34b pass through the pupil 40 without the inspection light beam 34b being incident on the iris 42 as shown in FIG.
  • the image light ray 34 a has a positional relationship such that it passes near the end of the pupil 40. Thereby, it can suppress that an image is missing.
  • Example 3 is an example of an image projection apparatus that issues a warning when a user is in a dozing state.
  • the dozing state in the third embodiment includes a case where there is a high possibility of becoming a dozing state in addition to a case where the dozing state is considered to be a dozing state.
  • FIG. 16 is a diagram of the image projection apparatus 300 according to the third embodiment as viewed from above. As illustrated in FIG. 16, the image projection apparatus 300 according to the third embodiment is different from the image projection apparatus 100 according to the first embodiment in that the position adjusting unit 22 is not provided. Other configurations are the same as or equivalent to those in FIG.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of processing of the control unit 20 of the image projection apparatus 300 according to the third embodiment.
  • the control unit 20 emits the image light beam 34a from the light source 12 based on the input image data, and a plurality of inspection light beams 34b as the image light beam 34a is emitted. Is emitted from the light source 12.
  • step S42 the control unit 20 detects whether or not the user is asleep based on the detection result of the reflected light 46 of the inspection light beam 34b by the photodetector 18.
  • the control unit 20 detects whether or not the user is asleep based on the detection result of the reflected light 46 of the inspection light beam 34b by the photodetector 18.
  • step S50 the control unit 20 determines whether or not the photodetector 18 has detected all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b for a predetermined time or more. As described with reference to FIG. 6C, when the ridge 37 is closed, the photodetector 18 does not detect all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b. Therefore, when the photodetector 18 has not detected all the reflected light 46 for a predetermined time or longer (step S50: Yes), the control unit 20 proceeds to step S52 and detects that the user is in a dozing state. .
  • step S50 determines whether the bag 37 has been closed because the user has fallen asleep or whether the bag 37 has been temporarily closed for other reasons. .
  • step S60 the control unit 20 determines whether or not the light detector 18 repeats the detection / non-detection of all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b a predetermined number of times per predetermined time. Determine whether. When falling into a dozing state, the number of times the jar 37 is opened and closed increases. Therefore, when the light detector 18 repeats the detection / non-detection of all the reflected light 46 more than a predetermined number of times per predetermined time (step S60: Yes), the control unit 20 proceeds to step S62, and the user falls asleep. Detect that it is in a state.
  • step S60 determines whether there is no.
  • step S64 Detects that there is no.
  • step S64 what is necessary is just to set time and the frequency
  • step S70 the control unit 20 determines whether or not the photodetector 18 continues to detect all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b for a predetermined time or more.
  • the control unit 20 determines whether or not the photodetector 18 continues to detect all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b for a predetermined time or more.
  • the eyeball 36 is not moving.
  • the control unit 20 proceeds to step S72 and detects that the user is in a dozing state. To do.
  • step S70 determines whether the user is not in a doze state. Detect that.
  • the detection of the dozing state in step S42 in FIG. 17 may be detected by any one of the methods from FIG. 18A to FIG. 18C, or may be detected by combining a plurality of methods. Further, the dozing state may be detected by other methods.
  • step S42 the control unit 20 proceeds to step S44, and controls the light source 12 to issue a warning for preventing the dozing.
  • the control unit 20 includes a first surface region 36 a in which the image light beam 34 a is projected onto the eyeball 36 and a plurality of second surface regions in which the plurality of inspection light beams 34 b are projected onto the eyeball 36.
  • Warning light may be emitted from the light source 12 to the integrated region 39 including 36b. By increasing the intensity of the warning light, the user can recognize the light through the eyelid 37.
  • the intensity of warning light may be the maximum light intensity used for the image light beam 34a. Further, the warning light may be continuously applied to the integrated region 39, or the irradiation and non-irradiation may be repeatedly blinked.
  • the control unit 20 may display a warning 72 such as “attention to fall asleep” on the image 70 formed by the image light beam 34a.
  • the display location of the warning 72 may be anywhere in the image 70, but is preferably displayed in the center of the image 70 in order to make the user notice.
  • the way of issuing the warning may be changed depending on which of FIGS. 18 (a) to 18 (c) is detected to be a doze.
  • the warning light is emitted to the region 39 as shown in FIG. It is preferable.
  • FIG. 18B and FIG. 18C when it is detected that the ridge 37 is open even a little and is in a dozing state, as shown in FIG. Warning light may be irradiated, or a warning 72 may be displayed as shown in FIG.
  • step S ⁇ b> 46 determines whether or not a warning canceling measure has been input by the user. If no warning cancellation measure has been input (step S46: No), the determination in step S46 is denied, and the control unit 20 returns to step S44 and continues to issue a warning. On the other hand, when the warning cancellation measure is input (step S46: Yes), the determination in step S46 is affirmed and the process proceeds to step S48.
  • the external apparatus for example, portable terminal etc.
  • step S48 the control unit 20 performs the same or equivalent process as step S16 of FIG.
  • control unit 20 controls the light source 12 and issues a warning to the user based on the detection result of the reflected light 46 by the photodetector 18. Thereby, it can suppress that a user takes a nap, for example.
  • the control unit 20 controls the light source 12 to integrate the first surface region 36 a and the second surface region 36 b of the eyeball 36.
  • the warning light is emitted.
  • warning light can be projected onto the retina 38 via the eyelid 37 regardless of the direction in which the pupil 40 faces.
  • the warning light is preferably white light from the viewpoint of waking up, but may be other cases as long as it is visible light.
  • the control unit 20 determines the time during which all the reflected light 46 is not detected in FIG. 18A, the number of times of detection / non-detection of all the reflected light 46 in FIG.
  • the time during which all the reflected light 46 in 18 (c) is continuously detected may be detected, and the intensity of the warning light may be changed accordingly.
  • all the time that the reflected light 46 is continuously time or detected not detected weaken the intensity of light for warning in less than 1 second t, and moderate in one second or more t less than 2 seconds t, t 2 seconds The above may be strengthened.
  • the intensity of warning light is weakened, it is moderate when n is 1 or more and less than 2 times, and is increased when n 2 or more. You may do it. That is, the intensity of the warning may be changed according to the state of dozing.
  • control unit 20 may issue a sound warning by controlling a sound source (not shown) in addition to controlling the light source 12 to issue an image warning. Even when a warning sound is emitted, the size of the warning sound may be changed according to the state of dozing, as in the case of the image.
  • the third embodiment may be combined with the movement control linked to the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b described in the second embodiment.
  • it is detected whether or not the user is in a dozing state based on the detection result of the reflected light 46 by the photodetector 18, but the present invention is not limited to this. Other cases in which a warning is issued based on the detection result of the reflected light 46 by the photodetector 18 may be used.
  • the case where a plurality of inspection light beams 34 b are projected onto the eyeball 36 is described as an example, but a case where one inspection light beam 34 b is projected onto the eyeball 36 may be used.
  • Example 4 is an example of an image projection device that controls a displayed image according to the movement of the user's eyeball 36 or eyelid 37.
  • the image projection apparatus 400 according to the fourth embodiment is the same as or equivalent to that of FIG.
  • FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of processing of the control unit 20 of the image projection apparatus 400 according to the fourth embodiment.
  • the control unit 20 causes the image light beam 34a to be emitted from the light source 12 based on the input image data, and a plurality of inspection light beams 34b are emitted along with the emission of the image light beam 34a. Is emitted from the light source 12.
  • step S82 the control unit 20 determines whether or not the photodetector 18 has detected all the reflected light 46 of the plurality of inspection light beams 34b. If all the reflected light 46 has been detected, the determination in step S82 is affirmed, and the process proceeds to step S100.
  • step S84 the control unit 20 determines whether or not to detect only the reflected light 46 of some inspection light beams 34b among the plurality of inspection light beams 34b.
  • step S86 the control unit 20 proceeds to step S86, and the reflected light 46 that is not detected (that is, the inspection light beam 34b that is not detected). Accordingly, the image formed by the image light beam 34a is controlled. Thereafter, the process proceeds to step S100.
  • the control unit 20 stops, pauses, plays, or switches to a different image.
  • the image may be paused while being displayed, or the image display itself may be paused.
  • the control unit 20 may switch from an image that captures one of the front, back, left, and right of the user to an image that captures the other, or any other image that is different from the front, back, left, and right images.
  • the control unit 20 may switch from an image that captures one of the front, back, left, and right of the user to an image that indicates position information of the current position of the user, or vice versa.
  • the image projection apparatus includes an imaging unit (for example, a camera) that captures the front, back, left and right of the user and / or a position detection unit (for example, a GPS (Global Positioning System) sensor) that detects the position of the image projection apparatus. Good.
  • an imaging unit for example, a camera
  • a position detection unit for example, a GPS (Global Positioning System) sensor
  • FIGS. 21 (a) and 21 (b) the control of the image according to the inspection light beam 34b that is not detected will be described with reference to FIGS. 21 (a) and 21 (b).
  • the control unit 20 performs the first control on the image.
  • the control unit 20 performs a second control different from the first control on the image.
  • step S84 when only the reflected light 46 of a part of the inspection light beams 34b is not undetected (step S84: No), the control unit 20 proceeds to step S88, and the plurality of inspection light beams 34b. It is determined whether or not all the reflected light 46 has not been detected for a predetermined time or more. When all the reflected lights 46 have not been detected for a predetermined time or longer (step S88: Yes), the control unit 20 proceeds to step S90 and performs image control different from the control performed in step S86. Thereafter, the process proceeds to step S100. On the other hand, if all the reflected lights 46 are not detected for a predetermined time or longer (step S88: No), the process proceeds to step S100. The reason why it is determined whether or not all the reflected light 46 has not been detected for a predetermined time or more is to exclude a closure that is not intended for image control.
  • step S100 the control unit 20 performs the same or equivalent process as step S16 of FIG.
  • the control unit 20 controls the light source 12 to control the image formed by the image light beam 34a based on the detection result of the reflected light 46 by the photodetector 18. .
  • the user can control the image by moving the eyeball 36 and / or eyelid 37.
  • the fourth embodiment when the reflected light 46 of the first inspection light beam 34b-1 among the plurality of inspection light beams 34b is not detected, When the first control of the image is performed and the reflected light 46 of the second inspection light beam 34b-2 is not detected, the second control of the image different from the first control is performed. Thereby, the user can perform different controls on the image by moving the eyeball 36 in different directions.
  • the first control of the image is performed.
  • the second control of the image different from the first control is performed. Thereby, the user can perform different control on the image depending on whether the eyeball 36 or the eyelid 37 is moved.
  • control unit 20 may detect the length of time that the reflected light 46 is not detected and control different images according to the length of time. Good.
  • the fourth embodiment may be combined with the movement control linked to the projection positions of the image light beam 34a and the inspection light beam 34b described in the second embodiment, or the warning control described in the third embodiment. Also good.
  • the case where a plurality of inspection light beams 34 b are projected onto the eyeball 36 is described as an example. However, a case where one inspection light beam 34 b is projected onto the eyeball 36 may be used.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of processing of the control unit 20 of the image projection apparatus 500 according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 22, the control unit 20 performs steps S110 to S116 that are the same as or equivalent to steps S20 to S26 of FIG. 11 of the second embodiment.
  • step S118 the control unit 20 projects the image so that an image different from the image projected before moving the image light beam 34a and the inspection light beam 34b in conjunction with each other in steps S114 and S116 is projected.
  • Control An example of image control is the same as that in the fourth embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the control part 20 transfers to step S120, and performs the same or equivalent process as FIG.7 S16 of Example 1.
  • the control unit 20 controls the light source 12 to project an image projected after moving the image light beam 34a and the inspection light beam 34b in conjunction with each other before moving them in conjunction with each other. Different from the image that has been made. Thereby, the user can visually recognize an image corresponding to the direction in which the user faces. For example, the user can visually recognize different images among images captured in front, back, left, and right of the user according to the direction in which the user faces.
  • the warning control described in the third embodiment may be combined with the fifth embodiment. Further, in the fifth embodiment, the case where a plurality of inspection light beams 34b are projected onto the eyeball 36 has been described as an example, but one inspection light beam 34b may be projected onto the eyeball 36.
  • two or more inspection light beams 34b among the plurality of inspection light beams 34b may be simultaneously projected onto the iris 42.
  • a plurality of photodetectors 18 are provided.
  • the plurality of examination light beams 34 b are arranged on the iris 42 so as to surround the pupil 40 when the image light beam 34 a passes through the pupil 40.
  • the plurality of examination light beams 34 b are arranged so as to sandwich the pupil 40 when the image light beam 34 a passes through the pupil 40. Is preferably projected so as to be sandwiched between two or more locations.
  • the plurality of inspection light beams 34b are preferably projected onto the iris 42 so as to sandwich the pupil 40 vertically and horizontally when the image light beam 34a passes through the pupil 40.
  • the image light beam 34a and the inspection light beam 34b are used when the inspection light beam 34b passes through the pupil 40 without being incident on the iris 42 as shown in FIG. It is preferable that the image light beam 34a has a positional relationship such that it passes near the end of the pupil 40. Thereby, it can suppress that an image is missing.
  • the present invention is not limited to this case.
  • the light source 12 and the first mirror 14 may be provided outside the temple 30 of the eyeglass-type frame, or may be provided inside the temple 30 with the width of the temple 30 widened.
  • the light source 12 is not limited to being provided on the temple 30 of the glasses-type frame, and may be provided as a separate component from the glasses-type frame.
  • the light beam 34 emitted from the light source 12 may be incident on the first mirror 14 via an optical fiber or the like.
  • the image light 34 a and the inspection light beam 34 b are projected on one eyeball 36, and the image light beam 34 a and the inspection light beam 34 b may be projected on both eyeballs 36.

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Abstract

本発明は、ユーザが画像を視認しているときに光源や光学系を制御できる画像投影装置を小型化することを目的とする 本発明の画像投影装置は、画像を形成する画像用光線（３４ａ）と、検査用光線（３４ｂ）と、を出射する１つの光源（１２）と、前記１つの光源から出射された前記画像用光線をユーザの眼球（３６）の第１表面領域（３６ａ）に投射してユーザの網膜（３８）に投射し、前記１つの光源から出射された前記検査用光線を前記ユーザの眼球の前記第１表面領域から離れた第２表面領域（３６ｂ）に投射する光学系と、前記検査用光線が前記ユーザの眼球で反射した反射光（４６）を検出する光検出器（１８）と、前記光検出器による前記反射光の検出結果に基づき、前記１つの光源及び前記光学系の少なくとも一方を制御する制御部（２０）とを備える。

Description

画像投影装置
　本発明は、画像投影装置に関し、例えばユーザの網膜に画像を直接投影する画像投影装置に関する。
　ユーザの身体（顔）に装着されて、ユーザに画像を表示する装置（例えばヘッドマウントディスプレイ）として、マクスウェル視を利用し、ユーザの網膜に画像を直接投影する画像投影装置が知られている。また、ユーザの眼に照射された光の反射光を利用して、個人認証や（例えば、特許文献１）、瞳孔の位置検出（例えば、特許文献２）、瞼の開閉検出（例えば、特許文献３から５）、視線検出（例えば、特許文献６、７）を行う機能を備えたヘッドマウントディスプレイも知られている。また、ヘッドマウントディスプレイではないが、ユーザの眼で反射された光を利用した視線検出装置も知られている（例えば、特許文献８、９）。
特開２００８－２４１８２２号公報 特開２０１１－２２４２１３号公報 特開平１１－２４９０６４号公報 特開２００９－２４４８６９号公報 特開２００９－８１５２９号公報 特開２０１３－１８７７９４号公報 特開２０００－２５８７２４号公報 特開２００２－３４１２３９号公報 特開平６－２６９４１２号公報
　ユーザが画像を視認しているときに、ユーザの眼に投射された検査用光線の反射光に基づいて、画像用光線を出射する光源や画像用光線をユーザの眼に投射する光学系を制御する場合がある。この場合、検査用光線に赤外光などを用いると、画像用光線を出射する光源とは別に検査用光線を出射する光源を設けることになり、装置が大型化してしまう。
　本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ユーザが画像を視認しているときに光源や光学系を制御できる画像投影装置を小型化することを目的とする。
　本発明は、画像を形成する画像用光線と、検査用光線と、を出射する１つの光源と、前記１つの光源から出射された前記画像用光線をユーザの眼の第１表面領域に投射して前記ユーザの網膜に投射し、前記１つの光源から出射された前記検査用光線を前記ユーザの眼の前記第１表面領域から離れた第２表面領域に投射する光学系と、前記検査用光線が前記ユーザの眼で反射した反射光を検出する光検出器と、前記光検出器による前記反射光の検出結果に基づき、前記１つの光源及び前記光学系の少なくとも一方を制御する制御部と、を備えることを特徴とする画像投影装置である。
　上記構成において、前記光学系は、前記画像用光線が前記ユーザの瞳孔を通過して前記ユーザの網膜に投射される場合に前記検査用光線が前記ユーザの虹彩に投射される位置関係で、前記画像用光線と前記検査用光線とを前記ユーザの眼に投射する構成とすることができる。
　上記構成において、前記制御部は、前記光検出器が前記反射光を検出しない場合に前記光検出器が前記反射光を検出するように、前記光学系を制御して前記画像用光線と前記検査用光線の前記ユーザの眼への投射位置を連動して移動させる構成とすることができる。
　上記構成において、前記光学系は、前記１つの光源から出射された前記画像用光線を走査し且つ前記１つの光源から出射された前記検査用光線を反射するミラーと、前記ミラーで走査された前記画像用光線が前記ユーザの瞳孔を通過して前記ユーザの網膜に投射される場合に前記ミラーで反射された前記検査用光線が前記ユーザの虹彩に投射される位置関係で、前記画像用光線と前記検査用光線とを前記ユーザの眼に投射する投射部と、を備え、前記制御部は、前記ミラーの位置を移動させて前記走査の原点を移動させることで、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させる構成とすることができる。
　上記構成において、前記光学系は、前記１つの光源から出射された前記画像用光線を走査し且つ前記１つの光源から出射された前記検査用光線を反射するミラーと、前記ミラーで走査された前記画像用光線が前記ユーザの瞳孔を通過して前記ユーザの網膜に投射される場合に前記ミラーで反射された前記検査用光線が前記ユーザの虹彩に投射される位置関係で、前記画像用光線と前記検査用光線とを前記ユーザの眼に投射する投射部と、を備え、前記制御部は、前記１つの光源、前記ミラー、及び前記投射部を一体で移動させることで、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させる構成とすることができる。
　上記構成において、前記光学系は、複数の前記検査用光線を前記ユーザの眼の異なる位置に異なる時間で投射し、前記制御部は、前記光検出器が前記異なる時間に前記複数の検査用光線の前記反射光を検出したか否かに基づいて、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させる構成とすることができる。
　上記構成において、前記光学系は、複数の前記検査用光線を前記ユーザの眼の異なる位置に投射し、前記制御部は、前記光検出器が前記複数の検査用光線の前記反射光のうちの少なくとも１つの反射光を検出しない場合に、前記画像用光線の投射位置が検出されない前記反射光に対応する前記検査用光線の投射位置の方向に移動するように、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させる構成とすることができる。
　上記構成において、前記制御部は、前記光検出器による前記反射光の検出結果に基づき、前記１つの光源を制御して前記画像用光線で形成される前記画像を制御する構成とすることができる。
　上記構成において、前記光学系は、複数の前記検査用光線を前記ユーザの眼の異なる位置に投射し、前記制御部は、前記光検出器が前記複数の検査用光線のうちの第１検査用光線の前記反射光を検出しない場合に前記画像の第１制御を行い、前記光検出器が前記複数の検査用光線のうちの第２検査用光線の前記反射光を検出しない場合に前記第１制御とは異なる前記画像の第２制御を行う構成とすることができる。
　上記構成において、前記光学系は、複数の前記検査用光線を前記ユーザの異なる位置に投射し、前記制御部は、前記光検出器が前記複数の検査用光線のうちの一部の検査用光線の前記反射光を検出しない場合に前記画像の第１制御を行い、前記光検出器が前記複数の検査用光線の全ての前記反射光を検出しない場合に前記第１制御とは異なる前記画像の第２制御を行う構成とすることができる。
　上記構成において、前記制御部は、前記１つの光源を制御して、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させた後に前記画像用光線で形成される前記画像を、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させる前に前記画像用光線で形成された画像と異ならせる構成とすることができる。
　上記構成において、前記制御部は、前記光検出器による前記反射光の検出結果に基づき、前記１つの光源を制御して前記ユーザに警告を発する構成とすることができる。
　上記構成において、前記制御部は、前記１つの光源を制御して前記ユーザの眼の前記第１表面領域と前記第２表面領域とを含む一体の領域に警告用の光を出射させる構成とすることができる。
　上記構成において、前記光学系は、前記１つの光源から出射された前記画像用光線を走査し且つ前記１つの光源から出射された前記検査用光線を反射するミラーと、前記ミラーで走査された前記画像用光線が前記ユーザの瞳孔を通過して前記ユーザの網膜に投射される場合に前記ミラーで反射された前記検査用光線が前記ユーザの虹彩に投射される位置関係で、前記画像用光線と前記検査用光線とを前記ユーザの眼に投射する投射部と、を備え、前記ミラーは、第１方向と前記第１方向に交差する第２方向に、前記ユーザの網膜に投影する画像の範囲よりも大きく振動し、前記１つの光源は、前記ミラーの振動における前記画像の範囲に相当する期間において前記画像用光線を前記ミラーに出射し、前記画像の範囲外の時間において前記検査用光線を前記ミラーに出射する構成とすることができる。
　上記構成において、前記投射部は、前記画像用光線が入射する第１領域と、前記第１領域とは光学的に不連続であり、前記検査用光線が入射する第２領域と、を有する構成とすることができる。
　本発明によれば、ユーザが画像を視認しているときに光源や光学系を制御できる画像投影装置を小型化することができる。
図１は、実施例１に係る画像投影装置を上方から見た図である。 図２は、図１の投射部近傍を拡大した図である。 図３（ａ）は、第１ミラーの振動、画像用光線、及び検査用光線を説明する図、図３（ｂ）は、第１ミラーが図３（ａ）の点Ａから点Ｂまで振動した場合における画像用光線と検査用光線の光源からの出射タイミングを説明する図である。 図４は、画像用光線と検査用光線の眼球への投射について説明する図である。 図５は、制御部が光検出器を用いて反射光を検出する検出タイミングを説明する図である。 図６（ａ）から図６（ｃ）は、光検出器を用いた反射光の検出について説明する図である。 図７は、実施例１に係る画像投影装置の制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 図８（ａ）から図８（ｃ）は、眼球の動きに対する画像用光線の網膜への投射を説明する図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、画像用光線と検査用光線の眼球への投射位置の変化を説明する図（その１）である。 図１０は、画像用光線と検査用光線の眼球への投射位置の変化を説明する図（その２）である。 図１１は、実施例２に係る画像投影装置の制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 図１２（ａ）から図１２（ｃ）は、図１１の処理によって画像の欠落を抑制できることを説明する図である。 図１３は、実施例２の変形例１に係る画像投影装置を上方から見た図である。 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、実施例２の変形例１に係る画像投影装置の場合における、画像用光線と検査用光線の眼球への投射位置の変化を説明する図である。 図１５は、実施例２の変形例１に係る画像投影装置の制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 図１６は、実施例３に係る画像投影装置を上方から見た図である。 図１７は、実施例３に係る画像投影装置の制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 図１８（ａ）から図１８（ｃ）は、居眠り状態にあるか否かの検出を示すフローチャートである。 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、警告の一例を示す図である。 図２０は、実施例４に係る画像投影装置の制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、検出しない検査用光線に応じた画像の制御について説明する図である。 図２２は、実施例５に係る画像投影装置の制御部の処理の一例を示すフローチャートである。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。
　図１は、実施例１に係る画像投影装置１００を上方から見た図である。図２は、図１の投射部１６近傍を拡大した図である。なお、実施例１の画像投影装置１００は、ユーザに画像を視認させるための画像用光線が当該ユーザの眼球３６の網膜３８に直接投射される、マクスウェル視を利用した網膜投影型ヘッドマウントディスプレイである。
　実施例１の画像投影装置１００は、図１のように、光源１２、第１ミラー１４、投射部１６、光検出器１８、及び制御部２０を備える。光源１２は、メガネ型フレームのツル３０に配置されている。光源１２は、制御部２０の指示の下、例えば単一又は複数の波長の光線３４を出射する。この光線３４には、ユーザの眼球３６の網膜３８に画像を投影するための画像用光線と、ユーザの眼球３６の瞳孔４０の位置及びユーザの瞼の開閉の少なくとも一方を検出するための検査用光線と、が含まれる。検査用光線は、画像用光線と同じ光源１２から出射されることから、画像用光線と同じく可視光である。光源１２は、例えば赤色レーザ光（波長：６１０ｎｍ～６６０ｎｍ程度）、緑色レーザ光（波長：５１５ｎｍ～５４０ｎｍ程度）、及び青色レーザ光（波長：４４０ｎｍ～４８０ｎｍ程度）を出射する。赤色、緑色、及び青色レーザ光を出射する光源１２として、例えばＲＧＢ（赤・緑・青）それぞれのレーザダイオードチップと３色合成デバイスとマイクロコリメートレンズとが集積された光源が挙げられる。
　第１ミラー１４は、メガネ型フレームのツル３０に配置されている。第１ミラー１４は、光源１２から出射された画像用光線を、水平方向及び垂直方向に走査する。また、第１ミラー１４は、光源１２から出射された検査用光線を反射する。第１ミラー１４は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーである。なお、光源１２から出射された光線３４は、例えば第２ミラー１５及び第３ミラー１７で反射されて、第１ミラー１４に入射する。
　ここで、画像用光線と検査用光線とについて説明する。第１ミラー１４によって画像用光線を走査して網膜３８に画像を投影する方法として、画像の左上から右下まで光を高速に走査して画像を表示する方法（例えばラスタースキャン）がある。図３（ａ）は、第１ミラー１４の振動、画像用光線、及び検査用光線を説明する図である。図３（ａ）のように、第１ミラー１４は、画像用光線３４ａを走査するために、網膜３８に投影する画像の範囲（図３（ａ）の破線範囲）よりも大きく、水平方向（第１方向）と垂直方向（第１方向に交差する第２方向）とに振動する。第１ミラー１４の振動を符号５０で示している。
　第１ミラー１４が大きく振れた箇所で画像用光線３４ａを走査して網膜３８に画像を投影する場合、画像の歪みが大きくなることから、画像用光線３４ａは、第１ミラー１４の振れが小さい箇所で走査される。一方、検査用光線３４ｂは、第１ミラー１４の振動５０のうち、画像用光線３４ａが走査されないタイミングで、第１ミラー１４に入射する。言い換えると、光源１２は、第１ミラー１４の振動５０において、網膜３８に投影する画像の範囲に相当する期間では画像用光線３４ａを第１ミラー１４に出射し、画像の範囲外の時間において検査用光線３４ｂを第１ミラー１４に出射する。図３（ｂ）は、第１ミラー１４が図３（ａ）の点Ａから点Ｂまで振動した場合における画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの光源１２からの出射タイミングを説明する図である。なお、検査用光線３４ｂの光強度は、画像用光線３４ａと同じであってもよいし、異なっていてもよい。検査用光線３４ｂの光強度は、後述する光検出器１８で反射光４６が検出できる程度の光強度であればよい。
　第１ミラー１４には、１又は複数の検査用光線３４ｂが入射される。図３（ａ）及び図３（ｂ）では、６つの検査用光線３４ｂが第１ミラー１４に入射される場合を例に示している。検査用光線３４ｂは、単一波長の光線でよく、網膜３８に投影する画像の１画素又は数画素相当の光線でよい。なお、図３（ａ）では、画像用光線３４ａは矩形状に走査される場合を例に示しているが、この場合に限られず、台形状に走査される場合など、その他の場合でもよい。
　図１及び図２のように、第１ミラー１４で走査された画像用光線３４ａ及び第１ミラー１４で反射された検査用光線３４ｂは、第４ミラー４４によって、メガネ型フレームのレンズ３２に向かって反射される。投射部１６が、レンズ３２の眼球３６側の面に配置されているため、第１ミラー１４で走査された画像用光線３４ａ及び第１ミラー１４で反射された検査用光線３４ｂは、投射部１６に入射する。投射部１６は、画像用光線３４ａが入射される第１領域１６ａでは、自由曲面又は自由曲面と回折面の合成構造をしたハーフミラーとなっている。これにより、投射部１６に入射された画像用光線３４ａは、眼球３６の瞳孔４０近傍で収束した後に網膜３８に投射される。よって、ユーザは、画像用光線３４ａで形成される画像を認識することができると共に、外界像をシースルーで視認することができる。一方、投射部１６は、検査用光線３４ｂが入射される第２領域１６ｂでは、第１領域１６ａと光学的に不連続な形状をしたハーフミラーとなっている。これにより、検査用光線３４ｂは、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過して網膜３８に投射される場合に、眼球３６の虹彩４２に投射される。このように、画像用光線３４ａが投射される眼球３６の表面領域を第１表面領域３６ａとした場合に、検査用光線３４ｂは、眼球３６の第１表面領域３６ａから離れた第２表面領域３６ｂに投射される。
　図４は、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射について説明する図である。図４のように、検査用光線３４ｂは、画像用光線３４ａが瞳孔４０の中心近傍を通過して網膜３８に投射される場合に、虹彩４２に投射される。投射部１６の第２領域１６ｂが第１領域１６ａに光学的に不連続となっているため、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過して網膜３８に投射されつつ、検査用光線３４ｂが虹彩４２に投射されることが可能となる。また、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂは、第１ミラー１４の振動に対して所定のタイミングで光源１２から出射される。すなわち、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの相対的な出射タイミングは固定されている。このため、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂは、相対的な位置関係が固定されて、眼球３６に投射される。また、図３（ａ）のように、複数の検査用光線３４ｂは、第１ミラー１４の振動５０の異なる位置で反射された光であることから、虹彩４２の異なる位置に異なる時間（異なるタイミング）で投射される。すなわち、複数の検査用光線３４ｂは、虹彩４２の異なる位置に順々に投射される。
　図１及び図２のように、光検出器１８が、レンズ３２のフレームに配置されている。光検出器１８は、例えばフォトディテクタである。光検出器１８は、検査用光線３４ｂが虹彩４２で反射した反射光４６を検出する。図５は、制御部２０が光検出器１８を用いて反射光４６を検出する検出タイミングを説明する図である。図５のように、制御部２０は、光源１２から検査用光線３４ｂを出射させたタイミングで、光検出器１８を用いて反射光４６の検出を行う。これにより、複数の検査用光線３４ｂのうちのどの検査用光線３４ｂの反射光４６が検出されていないかが分かる。なお、光検出器１８の性能などを考慮し、反射光４６の検出の時間に幅を持たせてもよい。
　なお、図１及び図２では、光検出器１８が、レンズ３２の中央近傍に配置された場合を例に示したが、反射光４６を検出できる場所であれば、例えばレンズ３２のツル３０近傍や鼻パッド（不図示）近傍などに配置されてもよい。なお、複数の検査用光線３４ｂが虹彩４２に投射される場合であっても、上述したように、複数の検査用光線３４ｂは虹彩４２に順々に投射されることから、１つの光検出器１８で複数の検査用光線３４ｂの反射光４６を検出することができる。
　制御部２０は、外部装置（例えば携帯端末など）に設けられている。制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）などを備え、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、画像投影装置１００を制御する。制御部２０は、入力された画像データに基づく画像用光線３４ａと、瞳孔４０の位置及び瞼の開閉の少なくとも一方を検出するための検査用光線３４ｂと、を光源１２から出射させる。また、制御部２０は、光検出器１８での検出結果に基づいて、光源１２及び第１ミラー１４などを含む光学系の少なくとも一方を制御する。例えば、制御部２０は、光源１２からの画像用光線３４ａ及び／又は検査用光線３４ｂを含む光線の出射を制御する。例えば、制御部２０は、位置調整部２２を駆動させて第１ミラー１４の位置を移動させると共に、第１ミラー１４の移動に合わせて第３ミラー１７と第４ミラー４４の位置を移動させる制御を行う。
　ここで、図６（ａ）から図６（ｃ）を用いて、光検出器１８を用いた反射光４６の検出について説明する。図６（ａ）は、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過し、検査用光線３４ｂが虹彩４２に投射される場合を示す図である。図６（ｂ）は、眼球３６が回転したことで、検査用光線３４ｂの一部が瞳孔４０を通過して網膜３８に投射される場合を示す図である。図６（ｃ）は、瞼３７が閉じたことで、検査用光線３４ｂが瞼３７に投射される場合を示す図である。
　図６（ａ）のように、検査用光線３４ｂが虹彩４２に投射された場合は比較的大きな反射光４６が生じる。一方、図６（ｂ）のように、眼球３６の回転によって検査用光線３４ｂが瞳孔４０を通過して網膜３８に投射された場合や、図６（ｃ）のように、瞼３７が閉じることで検査用光線３４ｂが瞼３７に投射された場合は、反射光４６が生じ難い。つまり、図６（ａ）の場合には、光検出器１８は比較的大きな反射光４６を検出するが、図６（ｂ）及び図６（ｃ）の場合には、光検出器１８は反射光４６を検出しないことが起こる。したがって、ユーザが眼球３６を動かした場合には、光検出器１８は複数の検査用光線３４ｂのうちの一部の検査用光線３４ｂの反射光４６を検出しなくなる。ユーザが瞼３７を閉じた場合には、光検出器１８は、複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を検出しなくなる。なお、上述の記載から明らかなように、光検出器１８が反射光４６を検出しないとは、所定値以上の大きさの反射光４６を検出しないことをいう。
　図７は、実施例１に係る画像投影装置１００の制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。図７のように、制御部２０は、ステップＳ１０において、入力された画像データに基づき、画像用光線３４ａを光源１２から出射させ、且つ画像用光線３４ａの出射に伴い、複数の検査用光線３４ｂを光源１２から出射させる。図４で説明したように、複数の検査用光線３４ｂは、虹彩４２の異なる位置に異なる時間で投射される。
　次いで、ステップＳ１２に移行し、制御部２０は、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂが虹彩４２に投射された互いに異なる時間において反射光４６を検出したか否かを判断する。すなわち、図５で説明したように、制御部２０は、光源１２から複数の検査用光線３４ｂを出射させた時間毎において、複数の検査用光線３４ｂの反射光４６を検出したか否かを判断する。例えば、ユーザが眼球３６を動かした場合や瞼３７を閉じた場合に、光検出器１８は複数の検査用光線３４ｂのうちの少なくとも一部の検査用光線３４ｂの反射光４６を検出しなくなる。
　光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂのうちの少なくとも一部の検査用光線３４ｂの反射光４６を検出しない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、制御部２０は、ステップＳ１４に移行して、光源１２及び第１ミラー１４などを含む光学系の少なくとも一方を制御する。光源１２の制御として、例えば、画像用光線３４ａにより形成される画像の内容の制御（例えば再生、停止、一時停止、又は異なる画像へ切り替え）、第１ミラー１４の振動５０における画像用光線３４ａ及び検査用光線３４ｂの少なくとも一方の入射位置の変更、検査用光線３４ｂの個数の変更、画像用光線３４ａ及び検査用光線３４ｂの少なくとも一方の色や明るさの変更などが挙げられる。光学系の制御として、例えば、第１ミラー１４、第２ミラー１５、第３ミラー１７、第４ミラー４４、及び投射部１６の少なくとも１つの位置の移動などが挙げられる。これら光学系部品の位置を移動させることで、画像用光線３４ａ及び検査用光線３４ｂが眼球３６に照射される位置を移動させたり、画像用光線３４ａ及び検査用光線３４ｂの焦点位置を移動させたりしてもよい。その後、ステップＳ１６に移行する。一方、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を検出している場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御部２０は、ステップＳ１４を行わずに、ステップＳ１６に移行する。
　ステップＳ１６では、制御部２０は、画像の投影が終了したか否かを判断する。画像の投影が終了していない場合、すなわち、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂが光源１２から出射されている場合は、ステップＳ１６の判断は否定されて、ステップＳ１２に戻る。制御部２０は、画像の投影が終了するまで、ステップＳ１２からＳ１６の処理を繰り返す。一方、画像の投影が終了した場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、制御部２０は、図７の処理を終了する。
　以上のように、実施例１によれば、１つの光源１２から画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂが出射される。検査用光線３４ｂは、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過して網膜３８に投射される場合に、虹彩４２に投射される。そして、制御部２０は、光検出器１８による検査用光線３４ｂの反射光４６の検出結果に基づき、光源１２及び第１ミラー１４などを含む光学系の少なくとも一方を制御する。これにより、ユーザが画像を視認しているときに光源１２や光学系を制御できる画像投影装置を小型化することができる。
　また、実施例１によれば、図３（ａ）及び図３（ｂ）のように、第１ミラー１４は、水平方向と垂直方向に、ユーザの網膜３８に投影する画像の範囲よりも大きく振動する。光源１２は、第１ミラー１４の振動における画像の範囲に相当する期間において画像用光線３４ａを第１ミラー１４に出射し、画像の範囲外の時間において検査用光線３４ｂを第１ミラー１４に出射する。これにより、第１ミラー１４の振動を有効に利用して、画像用光線３４ａの走査と検査用光線３４ｂの反射とを行うことができる。
　また、実施例１によれば、図２のように、投射部１６は、画像用光線３４ａが入射する第１領域１６ａと、第１領域１６ａとは光学的に不連続であり、検査用光線３４ｂが入射する第２領域１６ｂと、を有する。これにより、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過して網膜３８に投射されつつ、検査用光線３４ｂが虹彩４２に投射されることを容易に実現できる。
　なお、実施例１では、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過して網膜３８に投射される場合に検査用光線３４ｂが虹彩４２に投射される位置関係で、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合を例に示したが、この場合に限られるわけではない。検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される第２表面領域３６ｂが、画像用光線３４ａが眼球３６に投射される第１表面領域３６ａから離れた位置関係であればその他の場合でもよい。しかしながら、検査用光線３４ｂが虹彩４２に投射された場合は比較的大きな反射光４６が生じることから、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過して網膜３８に投射される場合に、検査用光線３４ｂは虹彩４２に投射される場合が好ましい。
　なお、実施例１では、複数の検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合を例に示したが、これに限られず、１つの検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合でもよい。
　ユーザの網膜に画像を直接投影する画像投影装置では、画像用光線が瞳孔を通過しないと網膜に画像が投影されず、ユーザは画像を視ることができない。このことを、図８（ａ）から図８（ｃ）を用いて説明する。図８（ａ）から図８（ｃ）は、眼球３６の動きに対する画像用光線３４ａの網膜３８への投射を説明する図である。図８（ａ）は、眼球３６が正面を向いている場合、図８（ｂ）は、眼球３６が正面から左側を向いた場合、図８（ｃ）は、眼球３６がさらに左側を向いた場合を示している。
　図８（ａ）のように、眼球３６が正面を向いている場合に、画像用光線３４ａが瞳孔４０の中心近傍で収束して網膜３８に投射されるとする。この場合、図８（ｂ）のように、眼球３６が左側を向くと、画像用光線３４ａは瞳孔４０の端近傍で収束して網膜３８に投射されるようになる。図８（ｃ）のように、眼球３６がさらに左側を向くと、画像用光線３４ａは瞳孔４０を通過できずに網膜３８に投射されなくなる。
　このように、眼球３６が動くことで、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過しないことが起こり得る。例えば、瞳の位置や眼球の回転方向の動きなどは個人差があることから、ユーザによっては画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過しないことが起こり得る。そこで、実施例２では、光検出器１８による検査用光線３４ｂの反射光４６の検出結果に基づいて光学系を制御することで、ユーザの網膜に画像が投影されないことが抑制される画像投影装置を説明する。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）で説明したように、検査用光線３４ｂが虹彩４２に投射された場合は比較的大きな反射光４６が生じるが、眼球３６の回転などによって検査用光線３４ｂが瞳孔４０を通過して網膜３８に投射された場合は反射光４６が生じ難い。検査用光線３４ｂが瞳孔４０を通過して網膜３８に投射される場合は、画像用光線３４ａは、瞳孔４０の端近傍を通過するか又は瞳孔４０を通過できていないなど、画像の欠落が懸念される状態にあることが想定される。したがって、実施例２では、光検出器１８が反射光４６を検出できない場合は、画像の欠落が懸念される状態にあることが想定されるため、画像の欠落を抑える制御を行う。
　実施例２に係る画像投影装置２００は、実施例１の図１と同一又は同等であるため説明を省略する。上述したように、制御部２０は、光検出器１８による検査用光線３４ｂの反射光４６の検出結果に基づいて、位置調整部２２を駆動させて第１ミラー１４の位置を移動させると共に、第１ミラー１４の移動に合わせて第３ミラー１７と第４ミラー４４の位置を移動させる。これにより、画像用光線３４ａの走査の原点を移動させることができる。画像用光線３４ａの走査の原点が移動することで、画像用光線３４ａ及び検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を移動させることができる。このことについて、図９（ａ）から図１０を用いて説明する。
　図９（ａ）から図１０は、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置の変化を説明する図である。なお、図１０は、図９（ａ）と図９（ｂ）を合わせた状態を図示していて、図９（ａ）の状態を点線で、図９（ｂ）の状態を実線で示している。
　図９（ａ）及び図１０の点線は、画像用光線３４ａが瞳孔４０の中心近傍を通過する場合を示している。図９（ａ）及び図１０の点線の状態から、図９（ｂ）及び図１０の実線のように、位置調整部２２を駆動させて第１ミラー１４の位置を移動させると共に、第１ミラー１４の移動に合わせて第３ミラー１７及び第４ミラー４４の位置を移動させることで、画像用光線３４ａの走査の原点がＯからＯ´に移動する。なお、走査の原点が移動しても、網膜３８に投影される画像の中央部に対応する画像用光線３４ａの投射部１６への入射位置はほとんど変化しないようにする。これは、網膜３８に投影される画像の品質の劣化や、検査用光線３４ｂの投射部１６への入射位置の変化などを抑制するためである。
　このような画像用光線３４ａの走査の原点の移動によって、画像用光線３４ａ及び検査用光線３４ｂの投射部１６への入射角度が変化し、その結果、画像用光線３４ａ及び検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置が移動する。画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂは、互いの眼球３６への投射位置の相対的な位置関係は固定されたまま連動して移動する。例えば、図９（ａ）及び図１０の点線のように、画像用光線３４ａが瞳孔４０の中心近傍を通過していた状態から、図９（ｂ）及び図１０の実線のように、画像用光線３４ａが瞳孔４０の中心よりも端側を通過する状態に変化する。このように、位置調整部２２によって第１ミラー１４の位置を移動させると共に、第１ミラー１４の移動に合わせて第３ミラー１７及び第４ミラー４４の位置を移動させて、画像用光線３４ａの走査の原点を移動させることで、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を連動して移動させることができる。なお、第１ミラー１４などは円弧状に移動する場合が好ましいが、図１０の矢印方向及び図１０の紙面に垂直方向（前記矢印に垂直方向）に直線状に移動する場合でもよい。この場合、位置調整部２２として、２軸方向への移動を可能とする２軸アクチュエータ（例えば超音波アクチュエータ）を用いることができる。
　図１１は、実施例２に係る画像投影装置２００の制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。図１２（ａ）から図１２（ｃ）は、図１１の処理によって画像の欠落を抑制できることを説明する図である。図１１のように、制御部２０は、ステップＳ２０において、入力された画像データに基づき、画像用光線３４ａを光源１２から出射させ、且つ画像用光線３４ａの出射に伴い、複数の検査用光線３４ｂを光源１２から出射させる。図４で説明したように、複数の検査用光線３４ｂは、虹彩４２の異なる位置に異なる時間で投射される。
　次いで、ステップＳ２２に移行し、制御部２０は、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂが虹彩４２に投射された互いに異なる時間において反射光４６を検出したか否かを判断する。すなわち、図５で説明したように、制御部２０は、光源１２から複数の検査用光線３４ｂを出射させた時間毎において、複数の検査用光線３４ｂの反射光４６を光検出器１８が検出したか否かを判断する。光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を検出している場合、図１２（ａ）のように、複数の検査用光線３４ｂの全てが虹彩４２に入射し、画像用光線３４ａが瞳孔４０の中心近傍を通過していると想定される。したがって、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を検出している場合は、画像用光線３４ａの眼球３６への投射位置の調整は行わなくてよいため、ステップＳ２２の判断は肯定されて、ステップＳ２８に移行する。
　一方、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂのうちの少なくとも１つの反射光４６を検出していない場合、図１０（ｂ）のように、少なくとも１つの検査用光線３４ｂは虹彩４２に入射せずに瞳孔４０を通過し、画像用光線３４ａは瞳孔４０の端近傍を通過していることなどが想定される。すなわち、画像の欠落が懸念される状態にあることが想定される。したがって、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂのうちの少なくとも１つの反射光４６を検出していない場合は（ステップＳ２２：Ｎｏ）、画像用光線３４ａの眼球３６への投射位置の調整を行うために、ステップＳ２４に移行する。
　ステップＳ２４では、制御部２０は、位置調整部２２を駆動させて第１ミラー１４の位置を移動させると共に、第１ミラー１４の移動に合わせて第３ミラー１７及び第４ミラー４４の位置を移動させることで、画像用光線３４ａの走査の原点を移動させる。図９（ａ）から図１０で説明したように、画像用光線３４ａの走査の原点を移動させることで、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を連動して移動させることができる。この際、制御部２０は、画像用光線３４ａの投射位置が、光検出器１８で検出されていない反射光４６に対応する検査用光線３４ｂの投射位置の方向に移動するように、画像用光線３４ａの走査の原点を移動させる。
　次いで、ステップＳ２６では、制御部２０は、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を検出するようになったか否かを判断する。光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂのうちの少なくとも１つの反射光４６を未だ検出していない場合は（ステップＳ２６：Ｎｏ）、ステップＳ２４に戻る。制御部２０は、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を検出するまで、ステップＳ２４とＳ２６の処理を繰り返す。
　一方、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を検出するようになった場合は、図１２（ｃ）のように、複数の検査用光線３４ｂの全てが虹彩４２に入射し、画像用光線３４ａが瞳孔４０の中心近傍を通過していることが想定される。したがって、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を検出するようになった場合は（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、画像用光線３４ａの眼球３６への投射位置の調整を終了して、ステップＳ２８に移行する。
　ステップＳ２８では、制御部２０は、実施例１の図７のステップＳ１６と同一又は同等の処理を行う。
　以上のように、実施例２によれば、制御部２０は、光検出器１８が検査用光線３４ｂの反射光４６を検出しない場合に、光検出器１８が反射光４６を検出するように、光学系を制御して画像用光線３４ａを検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を連動して移動させる。これにより、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過しないことを抑制でき、その結果、網膜３８に画像が投影されないことを抑制できる。
　また、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過しないことを抑制する観点から、制御部２０は、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置の相対的な位置関係は固定して、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を連動して移動させることが好ましい。なお、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置の相対的な位置関係が多少ずれる場合でも、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置が連動して移動する場合であればよい。
　また、実施例２によれば、制御部２０は、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を連動して移動させることを、第１ミラー１４の位置を移動させて画像用光線３４ａの走査の原点を移動させることで行っている。これにより、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの投射位置を容易に連動して移動させることができる。
　また、実施例２によれば、複数の検査用光線３４ｂは、虹彩４２の異なる位置に異なる時間で投射される。制御部２０は、光検出器１８が異なる時間に複数の検査用光線３４ｂの反射光４６を検出したか否かに基づいて、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を連動して移動させる。これにより、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過しなくなることを効果的に抑制できる。
　また、実施例２によれば、制御部２０は、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの反射光４６のうちの少なくとも１つの反射光４６を検出しない場合、画像用光線３４ａの投射位置が、検出されない反射光４６に対応する検査用光線３４ｂの投射位置の方向に移動するように、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を連動して移動させる。これにより、画像用光線３４ａの投射位置を効率的に瞳孔４０に合わせることができる。
　図１３は、実施例２の変形例１に係る画像投影装置２１０を上方から見た図である。実施例２の変形例１の画像投影装置２１０は、図１３のように、光源１２、第１ミラー１４、第２ミラー１５、第３ミラー１７、第４ミラー４４、及び投射部１６が１つの筐体６０内に設けられている。位置調整部２２は、例えばメガネ型フレームのレンズ３２に設けられていて、筐体６０の位置を移動させる。位置調整部２２は、筐体６０を眼球３６に対して左右方向および上下方向に移動させる。その他の構成は、実施例１の図１と同一又は同等であるため説明を省略する。
　図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、実施例２の変形例１に係る画像投影装置２１０の場合における、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置の変化を説明する図である。図１４（ａ）は、画像用光線３４ａが瞳孔４０の中心近傍を通過する場合を示している。図１４（ａ）の状態から、図１４（ｂ）のように、位置調整部２２を駆動させて筐体６０の位置を移動させることで、画像用光線３４ａ及び検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を移動させることができる。このように、位置調整部２２によって筐体６０の位置を移動（すなわち、光源１２、第１ミラー１４、及び投射部１６を一体で移動）させることで、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を連動して移動させることができる。
　図１５は、実施例２の変形例１に係る画像投影装置２１０の制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。図１５のように、制御部２０は、ステップＳ３０、Ｓ３２において、実施例２の図１１のステップＳ２０、Ｓ２２と同一又は同等の処理を行う。
　次いで、ステップＳ３４では、制御部２０は、位置調整部２２を駆動させて筐体６０の位置を移動させる。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）で説明したように、筐体６０の位置を移動させることで、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を連動して移動させることができる。その後、ステップＳ３６、Ｓ３８において、制御部２０は、実施例２の図１１のステップＳ２６、Ｓ２８と同一又は同等の処理を行う。
　以上のように、実施例２の変形例１によれば、制御部２０は、光源１２、第１ミラー１４、及び投射部１６を一体で移動させることで、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの眼球３６への投射位置を連動して移動させている。このような場合でも、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過しなくなることを抑制できる。また、実施例２の変形例１では、網膜３８に画像用光線３４ａが斜めに入射されることが抑制される。
　なお、実施例２の変形例１においては、光源１２、第１ミラー１４、及び投射部１６に加えてメガネ型フレームのレンズ３２が一体で移動する場合でもよい。
　なお、実施例２及び実施例２の変形例１において、光検出器１８が複数の反射光４６を検出しない場合、制御部２０は、検出されない複数の反射光４６に対応する複数の検査用光線３４ｂそれぞれの投射位置における中間の位置を求め、当該中間の位置の方向に、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの投射位置を連動して移動させてもよい。
　なお、実施例２及び実施例２の変形例１では、複数の検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合を例に示したが、１つの検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合でもよい。
　なお、実施例２及び実施例２の変形例１において、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂは、図１２（ｂ）のように、検査用光線３４ｂが虹彩４２に入射されずに瞳孔４０を通過する場合に、画像用光線３４ａが瞳孔４０の端近傍を通過するような位置関係にある場合が好ましい。これにより、画像が欠落することを抑制できる。
　実施例３は、ユーザが居眠り状態にある場合に警告を発する画像投影装置の例である。なお、実施例３における居眠り状態とは、居眠り状態にあると考えられる場合に加え、居眠り状態になる可能性が高い状態にある場合も含むものである。図１６は、実施例３に係る画像投影装置３００を上方から見た図である。図１６のように、実施例３に係る画像投影装置３００は、実施例１に係る画像投影装置１００と比べて、位置調整部２２が設けられていない点で異なる。その他の構成は、実施例１の図１と同一又は同等であるため説明を省略する。
　図１７は、実施例３に係る画像投影装置３００の制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。図１７のように、制御部２０は、ステップＳ４０において、入力された画像データに基づき、画像用光線３４ａを光源１２から出射させ、且つ画像用光線３４ａの出射に伴い、複数の検査用光線３４ｂを光源１２から出射させる。
　次いで、ステップＳ４２に移行し、制御部２０は、光検出器１８による検査用光線３４ｂの反射光４６の検出結果に基づいて、ユーザが居眠り状態にあるか否かを検出する。ここで、図１８（ａ）から図１８（ｃ）のフローチャートを用いて、居眠り状態にあるか否かの検出について説明する。
　図１８（ａ）のように、制御部２０は、ステップＳ５０において、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を所定時間以上検出していないか否かを判断する。図６（ｃ）で説明したように、瞼３７が閉じられた場合は、光検出器１８は複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を検出しなくなる。したがって、制御部２０は、光検出器１８が全ての反射光４６を所定時間以上検出していない場合（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、ステップＳ５２に移行して、ユーザは居眠り状態にあることを検出する。一方、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂのいずれかの反射光４６を所定時間以内に検出した場合、ステップＳ５０の判断は否定されてステップＳ５４に移行し、制御部２０は、ユーザは居眠り状態にないことを検出する。なお、上記所定時間としては、ユーザが居眠り状態に陥ったために瞼３７が閉じられたのか、又はその他の理由によって一時的に瞼３７が閉じられたのかの判断が可能な時間を設定すればよい。
　図１８（ｂ）のように、制御部２０は、ステップＳ６０において、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６の検出・不検出を所定時間当たり所定回数以上繰り返したか否かを判断する。居眠り状態に陥る場合には、瞼３７の開閉回数が多くなる。したがって、制御部２０は、光検出器１８が全ての反射光４６の検出・不検出を所定時間当たり所定回数以上繰り返している場合（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）、ステップＳ６２に移行して、ユーザは居眠り状態にあることを検出する。一方、光検出器１８による全ての反射光４６の検出・不検出が所定回数以上繰り返されていない場合、ステップＳ６０の判断は否定されてステップＳ６４に移行し、制御部２０は、ユーザは居眠り状態にないことを検出する。なお、上記所定時間及び所定回数として、ユーザが居眠り状態に陥ることが判断できるような時間及び回数を設定すればよい。
　図１８（ｃ）のように、制御部２０は、ステップＳ７０において、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を所定時間以上検出し続けているか否かを判断する。図６（ａ）及び図６（ｂ）で説明したように、全ての反射光４６が検出され続けている場合は、眼球３６が動いていないことになる。眼球３６が所定時間以上動いていない場合、ユーザは意識が遠のいて居眠りに近い状態になっている恐れがある。したがって、制御部２０は、光検出器１８が全ての反射光４６を所定時間以上検出し続けている場合（ステップＳ７０：Ｙｅｓ）、ステップＳ７２に移行して、ユーザは居眠り状態にあることを検出する。一方、光検出器１８が所定時間以内に反射光４６の少なくとも１つを検出しなくなった場合、ステップＳ７０の判断は否定されてステップＳ７４に移行し、制御部２０は、ユーザは居眠り状態にないことを検出する。
　図１７のステップＳ４２の居眠り状態の検出は、図１８（ａ）から図１８（ｃ）のいずれか１つの方法で検出してもよいし、複数の方法を組み合わせて検出してもよい。また、その他の方法によって、居眠り状態を検出してもよい。
　居眠り状態が検出された場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、制御部２０は、ステップＳ４４に移行して、光源１２を制御してユーザに居眠り防止のための警告を発する。ここで、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）を用いて、警告の一例を説明する。図１９（ａ）のように、制御部２０は、画像用光線３４ａが眼球３６に投射される第１表面領域３６ａと複数の検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される複数の第２表面領域３６ｂとを含む一体の領域３９に警告用の光を光源１２から出射させてもよい。警告用の光の強度を大きくすることで、ユーザは瞼３７を介して光を認識できるが、光強度を大きくし過ぎると、ユーザが瞼３７を開けたときに眼にダメージを与える恐れがある。したがって、これらのことを考慮して警告用の光の強度を設定することが好ましい。例えば、警告用の光の強度を、画像用光線３４ａに用いられる最大光強度としてもよい。また、警告用の光を一体の領域３９に照射し続ける場合でもよいし、照射と非照射とを繰り返して点滅させる場合でもよい。
　図１９（ｂ）のように、制御部２０は、画像用光線３４ａで形成される画像７０に、“居眠り注意”などの警告７２を表示するようにしてもよい。警告７２の表示箇所は、画像７０内のどこでもよいが、ユーザに気付かせる点から画像７０の中央部に表示することが好ましい。
　なお、図１８（ａ）から図１８（ｃ）のどれによって居眠り状態にあることが検出されたかで、警告の発し方を変えてもよい。例えば、図１８（ａ）のように瞼３７が閉じている状態で居眠り状態にあることが検出された場合には、図１９（ａ）のように、領域３９に警告用の光を照射させることが好ましい。図１８（ｂ）及び図１８（ｃ）のように、瞼３７が少しでも開いている状態で居眠り状態にあることが検出された場合には、図１９（ａ）のように、領域３９に警告用の光を照射させてもよいし、図１９（ｂ）のように、警告７２を表示してもよい。
　図１７のように、制御部２０は、警告を発した後、ステップＳ４６に移行して、ユーザによって警告解除の措置が入力されたか否かを判断する。警告解除の措置が入力されていない場合（ステップＳ４６：Ｎｏ）、ステップＳ４６の判断は否定されて、制御部２０は、ステップＳ４４に戻り、警告を発しし続ける。一方、警告解除の措置が入力された場合（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、ステップＳ４６の判断は肯定されて、ステップＳ４８に移行する。なお、ユーザは、例えば制御部２０が設けられた外部装置（例えば携帯端末など）を操作することで、警告解除の措置を入力できるようにすればよい。
　ステップＳ４８では、制御部２０は、実施例１の図７のステップＳ１６と同一又は同等の処理を行う。
　以上のように、実施例３によれば、制御部２０は、光検出器１８による反射光４６の検出結果に基づき、光源１２を制御してユーザに警告を発する。これにより、例えばユーザが居眠りをすることを抑制できる。
　また、実施例３によれば、図１９（ａ）のように、制御部２０は、光源１２を制御して眼球３６の第１表面領域３６ａと第２表面領域３６ｂとを含む一体の領域３９に警告用の光を出射する。これにより、瞳孔４０がどこの方向を向いている場合でも、瞼３７を介して網膜３８に警告用の光を投射させることができる。なお、警告用の光は、目を覚まさせる点から白色光の場合が好ましいが、可視光であればその他の場合でもよい。
　なお、実施例３において、制御部２０は、図１８（ａ）での全ての反射光４６が検出されない時間、図１８（ｂ）での全ての反射光４６の検出・不検出の回数、図１８（ｃ）での全ての反射光４６を検出し続けている時間を検出し、これに応じて警告用の光の強度を変えてもよい。例えば、全ての反射光４６が検出されない時間又は検出され続けている時間がｔ１秒未満では警告用の光の強度を弱くし、ｔ１秒以上ｔ２秒未満では中程度とし、ｔ２秒以上では強くするようにしてもよい。例えば、全ての反射光４６の検出・不検出の回数がｎ１回未満では警告用の光の強度を弱くし、ｎ１回以上ｎ２回未満では中程度とし、ｎ２回以上では強くするようにしてもよい。すなわち、居眠りの状態に応じて警告の強さを変えてもよい。
　なお、実施例３において、制御部２０は、光源１２を制御して画像による警告を発することに加え、不図示の音源を制御して音による警告を発してもよい。警告音を発する場合も、画像の場合と同様に、居眠りの状態に応じて警告音の大きさを変えてもよい。
　なお、実施例３に、実施例２で説明した画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの投射位置の連動した移動の制御を組み合わせてもよい。また、実施例３では、光検出器１８による反射光４６の検出結果に基づいてユーザが居眠り状態にあるか否かを検出しているが、これに限られる訳ではない。光検出器１８による反射光４６の検出結果に基づいて警告を発するその他の場合でもよい。
　実施例３では、複数の検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合を例に示したが、１つの検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合でもよい。
　実施例４は、ユーザの眼球３６や瞼３７の動きに応じて、表示される画像を制御する画像投影装置の例である。実施例４に係る画像投影装置４００は、実施例３の図１６と同一又は同等であるため説明を省略する。
　図２０は、実施例４に係る画像投影装置４００の制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。図２０のように、制御部２０は、ステップＳ８０において、入力された画像データに基づき、画像用光線３４ａを光源１２から出射させ、且つ画像用光線３４ａの出射に伴い、複数の検査用光線３４ｂを光源１２から出射させる。
　次いで、ステップＳ８２に移行し、制御部２０は、光検出器１８が複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６を検出しているか否かを判断する。全ての反射光４６を検出している場合は、ステップＳ８２の判断は肯定され、ステップＳ１００に移行する。
　一方、複数の検査用光線３４ｂのうちの少なくとも一部の検査用光線３４ｂの反射光４６を検出しない場合（ステップＳ８２：Ｎｏ）、ステップＳ８４に移行する。ステップＳ８４では、制御部２０は、複数の検査用光線３４ｂのうちの一部の検査用光線３４ｂの反射光４６のみを検出しないか否かを判断する。一部の検査用光線３４ｂの反射光４６のみを検出しない場合（ステップＳ８４：Ｙｅｓ）、制御部２０は、ステップＳ８６に移行して、検出しない反射光４６（すなわち、検出しない検査用光線３４ｂ）に応じて、画像用光線３４ａで形成される画像の制御を行う。その後、ステップＳ１００に移行する。
　画像の制御の例として、制御部２０は、動画の停止、一時停止、再生、又は異なる画像への切り替えなどを行う。一時停止の場合、画像を表示したまま一時停止する場合でもよいし、画像の表示自体も一時停止する場合でもよい。また、制御部２０は、ユーザの前後左右のいずれか一方を撮影する画像から他方を撮影する画像に切り替える場合でもよいし、前後左右の画像とは異なる別の画像から前後左右のいずれかの画像に切り替える場合やその逆の場合でもよい。例えば、制御部２０は、ユーザの前後左右のいずれかを撮影する画像からユーザの現在位置の位置情報を示す画像に切り替える場合やその逆の場合でもよい。したがって、画像投影装置は、ユーザの前後左右を撮影する撮像部（例えばカメラ）及び／又は画像投影装置の位置を検出する位置検出部（例えばＧＰＳ（Global Positioning System）センサ）を備えている場合でもよい。
　ここで、検出しない検査用光線３４ｂに応じた画像の制御について、図２１（ａ）及び図２１（ｂ）を用いて説明する。図２１（ａ）のように、複数の検査用光線３４ｂのうちの第１検査用光線３４ｂ－１の反射光４６を検出しない場合、制御部２０は、画像に対して第１制御を行う。図２１（ｂ）のように、第２検査用光線３４ｂ－２の反射光４６を検出しない場合、制御部２０は、画像に対して上記第１制御とは異なる第２制御を行う。
　図２０のように、一部の検査用光線３４ｂの反射光４６のみが不検出ではない場合（ステップＳ８４：Ｎｏ）、制御部２０は、ステップＳ８８に移行して、複数の検査用光線３４ｂの全ての反射光４６が所定時間以上不検出か否かを判断する。全ての反射光４６が所定時間以上不検出である場合（ステップＳ８８：Ｙｅｓ）、制御部２０は、ステップＳ９０に移行し、ステップＳ８６で行われる制御とは異なる画像の制御を行う。その後、ステップＳ１００に移行する。一方、全ての反射光４６が所定時間以上不検出ではない場合（ステップＳ８８：Ｎｏ）、ステップＳ１００に移行する。なお、全ての反射光４６が所定時間以上不検出か否かを判断するのは、画像の制御を目的としない閉瞼を除外するためである。
　ステップＳ１００では、制御部２０は、実施例１の図７のステップＳ１６と同一又は同等の処理を行う。
　以上のように、実施例４によれば、制御部２０は、光検出器１８による反射光４６の検出結果に基づき、光源１２を制御して画像用光線３４ａで形成される画像の制御を行う。これにより、ユーザは、眼球３６及び／又は瞼３７を動かすことによって、画像の制御を行うことができる。
　また、実施例４によれば、図２１（ａ）及び図２１（ｂ）のように、複数の検査用光線３４ｂのうちの第１検査用光線３４ｂ－１の反射光４６を検出しない場合、画像の第１制御を行い、第２検査用光線３４ｂ－２の反射光４６を検出しない場合、第１制御とは異なる画像の第２制御を行う。これにより、ユーザは、眼球３６を異なる方向に動かすことによって、画像に対して異なる制御を行うことができる。
　また、実施例４によれば、図２０のステップＳ８６、Ｓ９０のように、複数の検査用光線３４ｂのうちの一部の検査用光線３４ｂの反射光４６を検出しない場合、画像の第１制御を行い、全ての検査用光線３４ｂの反射光４６を所定時間以上検出しない場合、第１制御とは異なる画像の第２制御を行う。これにより、ユーザは、眼球３６を動かすか又は瞼３７を動かすかによって、画像に対して異なる制御を行うことができる。
　なお、実施例４の図２０のステップＳ９０において、制御部２０は、反射光４６が不検出である時間の長さを検出し、当該時間の長さに応じて異なる画像の制御を行ってもよい。
　なお、実施例４に、実施例２で説明した画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂの投射位置の連動した移動の制御を組み合わせてもよいし、実施例３で説明した警告の制御を組み合わせてもよい。また、実施例４では、複数の検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合を例に示したが、１つの検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合でもよい。
　実施例５に係る画像投影装置５００は、実施例１の図１と同一又は同等であるため説明を省略する。図２２は、実施例５に係る画像投影装置５００の制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。図２２のように、制御部２０は、実施例２の図１１のステップＳ２０～ステップＳ２６と同一又は同等の処理のステップＳ１１０～ステップＳ１１６を行う。
　次いで、ステップＳ１１８では、制御部２０は、ステップＳ１１４、Ｓ１１６で画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂを連動して移動させる前に投影されていた画像とは異なる画像が投影されるように、画像の制御を行う。画像の制御の例は、実施例４と同じであるため説明を省略する。その後、制御部２０は、ステップＳ１２０に移行して、実施例１の図７のステップＳ１６と同一又は同等の処理を行う。
　実施例５によれば、制御部２０は、光源１２を制御して、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂを連動して移動させた後に投影される画像を、連動して移動させる前に投影されていた画像とは異ならせる。これにより、ユーザは、向いた方向に応じた画像を視認することができる。例えば、ユーザは、向いた方向に応じて、ユーザの前後左右を撮像する画像のうちの異なる画像を視認することができる。
　なお、実施例５に、実施例３で説明した警告の制御を組み合わせてもよい。また、実施例５では、複数の検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合を例に示したが、１つの検査用光線３４ｂが眼球３６に投射される場合でもよい。
　なお、実施例１から実施例５において、複数の検査用光線３４ｂのうちの２つ以上の検査用光線３４ｂが、虹彩４２に同時に投射される場合でもよい。なお、この場合は、光検出器１８を複数設けることとなる。
　なお、実施例１から実施例５では、図４のように、複数の検査用光線３４ｂは、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過する場合に、瞳孔４０の周りを囲むように、虹彩４２に６箇所で投射される場合を例に示したがこれに限られない。画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過しなくなることを効果的に抑制する点から、複数の検査用光線３４ｂは、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過する場合に、瞳孔４０を挟むように虹彩４２に投射されることが好ましく、２箇所以上で挟むように投射されることがより好ましい。また、複数の検査用光線３４ｂは、画像用光線３４ａが瞳孔４０を通過する場合に、瞳孔４０を上下および左右で挟むように虹彩４２に投射されることが好ましい。
　なお、実施例１から実施例５において、画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂは、図１５（ｂ）のように、検査用光線３４ｂが虹彩４２に入射されずに瞳孔４０を通過する場合に、画像用光線３４ａが瞳孔４０の端近傍を通過するような位置関係にある場合が好ましい。これにより、画像が欠落することを抑制できる。
　なお、実施例１から実施例５では、制御部２０が外部装置に設けられている場合を例に示したが、この場合に限られず、例えばメガネ型フレームのツル３０に設けられている場合でもよい。また、光源１２と第１ミラー１４は、メガネ型フレームのツル３０の外側に設けられていてもよいし、ツル３０の幅を広げて、ツル３０の内側に設けられていてもよい。また、光源１２は、メガネ型フレームのツル３０に設けられている場合に限られず、メガネ型フレームとは別部品で設けられている場合でもよい。この場合、光源１２から出射された光線３４は、光ファイバなどを介して、第１ミラー１４に入射されるようにすればよい。また、片方の眼球３６に画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂが投射される場合に限られず、両方の眼球３６に画像用光線３４ａと検査用光線３４ｂが投射される場合でもよい。
　以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

Claims (15)

  1. 　画像を形成する画像用光線と、検査用光線と、を出射する１つの光源と、
    　前記１つの光源から出射された前記画像用光線をユーザの眼の第１表面領域に投射して前記ユーザの網膜に投射し、前記１つの光源から出射された前記検査用光線を前記ユーザの眼の前記第１表面領域から離れた第２表面領域に投射する光学系と、
    　前記検査用光線が前記ユーザの眼で反射した反射光を検出する光検出器と、
    　前記光検出器による前記反射光の検出結果に基づき、前記１つの光源及び前記光学系の少なくとも一方を制御する制御部と、を備えることを特徴とする画像投影装置。
  2. 　前記光学系は、前記画像用光線が前記ユーザの瞳孔を通過して前記ユーザの網膜に投射される場合に前記検査用光線が前記ユーザの虹彩に投射される位置関係で、前記画像用光線と前記検査用光線とを前記ユーザの眼に投射することを特徴とする請求項１記載の画像投影装置。
  3. 　前記制御部は、前記光検出器が前記反射光を検出しない場合に前記光検出器が前記反射光を検出するように、前記光学系を制御して前記画像用光線と前記検査用光線の前記ユーザの眼への投射位置を連動して移動させることを特徴とする請求項１または２記載の画像投影装置。
  4. 　前記光学系は、前記１つの光源から出射された前記画像用光線を走査し且つ前記１つの光源から出射された前記検査用光線を反射するミラーと、前記ミラーで走査された前記画像用光線が前記ユーザの瞳孔を通過して前記ユーザの網膜に投射される場合に前記ミラーで反射された前記検査用光線が前記ユーザの虹彩に投射される位置関係で、前記画像用光線と前記検査用光線とを前記ユーザの眼に投射する投射部と、を備え、
    　前記制御部は、前記ミラーの位置を移動させて前記走査の原点を移動させることで、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させることを特徴とする請求項３記載の画像投影装置。
  5. 　前記光学系は、前記１つの光源から出射された前記画像用光線を走査し且つ前記１つの光源から出射された前記検査用光線を反射するミラーと、前記ミラーで走査された前記画像用光線が前記ユーザの瞳孔を通過して前記ユーザの網膜に投射される場合に前記ミラーで反射された前記検査用光線が前記ユーザの虹彩に投射される位置関係で、前記画像用光線と前記検査用光線とを前記ユーザの眼に投射する投射部と、を備え、
    　前記制御部は、前記１つの光源、前記ミラー、及び前記投射部を一体で移動させることで、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させることを特徴とする請求項３記載の画像投影装置。
  6. 　前記光学系は、複数の前記検査用光線を前記ユーザの眼の異なる位置に異なる時間で投射し、
    　前記制御部は、前記光検出器が前記異なる時間に前記複数の検査用光線の前記反射光を検出したか否かに基づいて、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項記載の画像投影装置。
  7. 　前記光学系は、複数の前記検査用光線を前記ユーザの眼の異なる位置に投射し、
    　前記制御部は、前記光検出器が前記複数の検査用光線の前記反射光のうちの少なくとも１つの反射光を検出しない場合に、前記画像用光線の投射位置が検出されない前記反射光に対応する前記検査用光線の投射位置の方向に移動するように、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項記載の画像投影装置。
  8. 　前記制御部は、前記光検出器による前記反射光の検出結果に基づき、前記１つの光源を制御して前記画像用光線で形成される前記画像を制御することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の画像投影装置。
  9. 　前記光学系は、複数の前記検査用光線を前記ユーザの眼の異なる位置に投射し、
    　前記制御部は、前記光検出器が前記複数の検査用光線のうちの第１検査用光線の前記反射光を検出しない場合に前記画像の第１制御を行い、前記光検出器が前記複数の検査用光線のうちの第２検査用光線の前記反射光を検出しない場合に前記第１制御とは異なる前記画像の第２制御を行うことを特徴とする請求項８記載の画像投影装置。
  10. 　前記光学系は、複数の前記検査用光線を前記ユーザの異なる位置に投射し、
    　前記制御部は、前記光検出器が前記複数の検査用光線のうちの一部の検査用光線の前記反射光を検出しない場合に前記画像の第１制御を行い、前記光検出器が前記複数の検査用光線の全ての前記反射光を検出しない場合に前記第１制御とは異なる前記画像の第２制御を行うことを特徴とする請求項８または９記載の画像投影装置。
  11. 　前記制御部は、前記１つの光源を制御して、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させた後に前記画像用光線で形成される前記画像を、前記画像用光線と前記検査用光線の前記投射位置を連動して移動させる前に前記画像用光線で形成された画像と異ならせることを特徴とする請求項３から７のいずれか一項記載の画像投影装置。
  12. 　前記制御部は、前記光検出器による前記反射光の検出結果に基づき、前記１つの光源を制御して前記ユーザに警告を発することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項記載の画像投影装置。
  13. 　前記制御部は、前記１つの光源を制御して前記ユーザの眼の前記第１表面領域と前記第２表面領域とを含む一体の領域に警告用の光を出射させることを特徴とする請求項１２記載の画像投影装置。
  14. 　前記光学系は、前記１つの光源から出射された前記画像用光線を走査し且つ前記１つの光源から出射された前記検査用光線を反射するミラーと、前記ミラーで走査された前記画像用光線が前記ユーザの瞳孔を通過して前記ユーザの網膜に投射される場合に前記ミラーで反射された前記検査用光線が前記ユーザの虹彩に投射される位置関係で、前記画像用光線と前記検査用光線とを前記ユーザの眼に投射する投射部と、を備え、
    　前記ミラーは、第１方向と前記第１方向に交差する第２方向に、前記ユーザの網膜に投影する画像の範囲よりも大きく振動し、
    　前記１つの光源は、前記ミラーの振動における前記画像の範囲に相当する期間において前記画像用光線を前記ミラーに出射し、前記画像の範囲外の時間において前記検査用光線を前記ミラーに出射することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の画像投影装置。
  15. 　前記投射部は、前記画像用光線が入射する第１領域と、前記第１領域とは光学的に不連続であり、前記検査用光線が入射する第２領域と、を有することを特徴とする請求項１４記載の画像投影装置。
    　
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