WO2016208267A1 - 画像投影装置 - Google Patents

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WO2016208267A1
WO2016208267A1 PCT/JP2016/063003 JP2016063003W WO2016208267A1 WO 2016208267 A1 WO2016208267 A1 WO 2016208267A1 JP 2016063003 W JP2016063003 W JP 2016063003W WO 2016208267 A1 WO2016208267 A1 WO 2016208267A1
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WO
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mirror
light beam
image
detection
detection light
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/063003
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English (en)
French (fr)
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荒川泰彦
菅原充
鈴木誠
藤條秀一
Original Assignee
株式会社Ｑｄレーザ
国立大学法人東京大学
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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.
  • Patent Document 1 an image projection apparatus that directly projects an image on the user's retina is known.
  • Patent Document 1 an image is directly projected on the retina by scanning the light emitted from the light source with a scanning mirror and projecting the scanning light onto the retina of the user.
  • Patent Document 1 a light beam taken out by a half mirror or the like provided at the subsequent stage of a scanning mirror is detected by a photodetector, and the light emission timing from the light source is corrected based on the detection result, thereby degrading image quality. Is suppressed.
  • An image projection apparatus that directly projects an image onto the user's retina is preferably mounted on the user's body (face), and thus is desirably small.
  • Patent Document 1 since a half mirror or the like is provided after the scanning mirror, the apparatus becomes large.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an image projection apparatus in which deterioration of image quality and increase in size of the apparatus are suppressed.
  • the present invention provides a first mirror that vibrates in the main scanning direction larger than a range of the image, and scans the image light beam forming an image to be projected onto the retina of the user in the main scanning direction, and the first mirror In the reciprocating vibration in the main scanning direction, the image light beam is emitted to the first mirror during a period corresponding to the range of the image, and the detection light beam is transmitted to the first mirror at a time corresponding to the outside of the image range.
  • a light source to be emitted and the image light beam reflected by the first mirror is reflected on the retina of the user and the detection light beam reflected by the first mirror is reflected in a direction different from the image light beam or Based on a second mirror that transmits the detection beam, a photodetector that detects the detection beam reflected by the second mirror or transmitted through the second mirror, and a detection result of the photodetector
  • An image projection apparatus characterized by comprising a control unit for adjusting the emission timing of the image for light rays from the the vibration of the first mirror source.
  • the light source is not temporally continuous with the image light beam, and is shorter in time than the period from the end of the image range to the return of the vibration of the first mirror in the main scanning direction.
  • the detection light beam can be emitted.
  • control unit adjusts the vibration of the first mirror and the emission timing of the image light beam by increasing the light intensity of the detection light beam detected by the photodetector. It can be set as the structure to do.
  • the light source is configured so that the detection light beam in the forward path and the detection light beam in the return path are not temporally continuous in the forward path and the return path of the reciprocating vibration of the first mirror, respectively.
  • the control unit emits a detection light beam, and the control unit vibrates the first mirror based on a detection result of the detection light beam emitted on the forward path and a detection result of the detection light beam emitted on the return path. And the emission timing of the image light beam can be adjusted.
  • the light source emits the detection light beam on both outer sides of the image range
  • the control unit outputs a detection result of the detection light beam emitted on both outer sides of the image range. Based on this, it is possible to adjust the vibration of the first mirror and the emission timing of the image light beam.
  • the second mirror includes a first region that reflects the image light beam and a second region that reflects the detection light beam in a direction different from the image light beam, and the light detection.
  • a detector detects the detection light beam reflected by the second mirror, wherein the second region is provided side by side with the first region in a direction corresponding to the main scanning direction; It can be set as the structure which protrudes or is dented with respect to the 1st area
  • the second region of the second mirror may have a reflecting surface having a size equal to or smaller than the width of the detection light beam in a direction corresponding to the main scanning direction.
  • the photodetector may be configured to detect the detection light beam transmitted through the second mirror and to have a light receiving region having a width equal to or smaller than the width of the detection light beam.
  • the first mirror and the second mirror may be provided in a glasses-type frame, and the photodetector may be provided in an external device different from the glasses-type frame.
  • the first mirror, the second mirror, and the photodetector may be provided in a glasses-type frame.
  • FIG. 1 is a diagram of the image projection apparatus according to the first embodiment viewed from above.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the emission timing of the image light and the detection light with respect to the vibration of the first mirror.
  • FIG. 3 is a timing chart showing the emission timing of the image light and the detection light with respect to the vibration of the first mirror.
  • 4A and 4B are examples of images projected on the retina.
  • FIG. 5 is a flowchart (part 1) illustrating an example of processing of the control unit of the image projection apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart (part 2) illustrating an example of processing of the control unit of the image projection apparatus according to the first embodiment.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining detection light beam detection by the photodetector.
  • FIG. 1 is a diagram of the image projection apparatus according to the first embodiment viewed from above.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the emission timing of the image light and the detection light with respect to the vibration of the first mirror
  • FIG. 8 is a timing chart showing the emission timing before adjustment of the image light and the detection light with respect to the vibration of the first mirror and the emission timing after adjustment.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating the emission timing of the image light and the detection light with respect to the vibration of the first mirror before adjustment
  • FIG. 9B is the image light with respect to the vibration of the first mirror after adjustment. It is a figure explaining the emission timing of a detection light beam.
  • FIG. 10 is a diagram of the image projection apparatus according to the first modification of the first embodiment viewed from above.
  • FIG. 11 is a diagram of the image projection apparatus according to the second embodiment as viewed from above.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the emission timings of the image light beam and the detection light beam with respect to the vibration of the first mirror in the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram of the image projection apparatus according to the third embodiment as viewed from above.
  • FIG. 14 is a diagram of the image projection apparatus according to the fourth embodiment as viewed from above.
  • FIG. 1 is a diagram of the image projection apparatus 100 according to the first embodiment as viewed from above.
  • the light beam 50 (including the image light beam 52 and the detection light beam 54) illustrates a central portion of a light beam having a finite light beam diameter.
  • the image projection apparatus 100 according to the first embodiment is a retinal projection type head-mounted display using Maxwell's view in which an image light beam for allowing a user to visually recognize an image is directly projected onto the retina 72 of the user's eyeball 70.
  • the image projection apparatus 100 according to the first embodiment includes a light source 12, a first mirror 14, a second mirror 16, a photodetector 18, and a control unit 20.
  • the first mirror 14 and the second mirror 16 are provided on the glasses-type frame 30.
  • the light source 12, the photodetector 18, and the control unit 20 are provided in an external device 40 such as a mobile terminal.
  • the light source 12 emits, for example, a light beam 50 having a single wavelength or a plurality of wavelengths under the instruction of the control unit 20.
  • the light beam 50 includes an image light beam 52 for projecting an image on the user's retina 72 and a detection light beam 54 for detecting the emission timing of the image light beam 52 with respect to the vibration of the first mirror 14. It is. That is, the control unit 20 causes the image light beam 52 based on the input image data to be emitted from the light source 12 and the detection light beam 54 to detect the emission timing of the image light beam 52 with respect to the vibration of the first mirror 14. The light is emitted from the light source 12.
  • the light source 12 emits, for example, 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).
  • red laser light wavelength: about 610 nm to 660 nm
  • green laser light wavelength: about 515 nm to 540 nm
  • blue laser light wavelength: about 440 nm to 480 nm.
  • 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 provided on the temple 32 of the glasses-type frame 30.
  • a light beam 50 emitted from the light source 12 and passing through the half mirror 60, the optical fiber 62, a lens and a mirror (not shown), and the like is incident on the first mirror 14.
  • the first mirror 14 reflects the image light beam 52 emitted from the light source 12 and scans in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
  • the first mirror 14 reciprocates, for example, the image light beam 52 in the main scanning direction, and scans one side in the sub scanning direction.
  • the main scanning direction and the sub scanning direction are directions orthogonal to each other, the main scanning direction is the horizontal direction, and the sub scanning direction is the vertical direction.
  • the first mirror 14 reflects the detection light beam 54 emitted from the light source 12.
  • the first mirror 14 is, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror.
  • the image light beam 52 and the detection light beam 54 reflected by the first mirror 14 are reflected by the mirror 64 toward the lens 34 of the glasses-type frame 30.
  • the second mirror 16 is disposed on the eyeball 70 side surface of the lens 34 of the glasses-type frame 30. For this reason, the image light beam 52 and the detection light beam 54 reflected by the mirror 64 enter the second mirror 16.
  • the second mirror 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 52 is incident. For this reason, the image light beam 52 incident on the second mirror 16 converges near the pupil 74 of the user's eyeball 70 and is then projected onto the retina 72. Thereby, the user can recognize the image by the light beam 52 for an image, and can visually recognize an external image by see-through.
  • the second mirror 16 is a half mirror having a shape protruding from the first region 16a in the second region 16b where the detection light beam 54 is incident. For this reason, the detection light beam 54 incident on the second mirror 16 is reflected in a different direction from the image light beam 52. For example, the detection light beam 54 is reflected by the second mirror 16 so as to return the same optical path as the optical path that has traveled toward the second mirror 16. In addition, since the protrusion shape of the 2nd area
  • the detection light beam 54 reflected by the second mirror 16 is reflected by the mirror 64, the first mirror 14, etc., and then branched by the half mirror 60 via the optical fiber 62.
  • the branched detection light beam 54 enters the photodetector 18.
  • the photodetector 18 can detect the detection light beam 54 reflected by the second mirror 16.
  • the detection result by the photodetector 18 is output to the control unit 20.
  • the photodetector 18 is, for example, a photodetector. Note that the photodetector 18 detects the detection light beam 54 with a time constant equal to or greater than the period of reciprocal vibration of the first mirror 14 in the main scanning direction, for example.
  • the second region 16b is provided side by side with the first region 16a in a direction corresponding to the main scanning direction.
  • the second region 16b is narrowly formed in a direction corresponding to the main scanning direction so as to have a reflection surface narrower than the width of the detection light beam 54 when entering the second region 16b.
  • the second region 16b is formed so as to have a reflecting surface having a size of about one pixel or several pixels of an image projected on the retina 72 in a direction corresponding to the main scanning direction.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the emission timing of the image light beam 52 and the detection light beam 54 with respect to the vibration of the first mirror 14.
  • the vibration of the first mirror 14 is indicated by reference numeral 80.
  • the first mirror 14 vibrates in the main scanning direction and the sub-scanning direction larger than the image range 82 projected onto the retina 72.
  • the image light beam 52 is emitted from the light source 12 during a period in which the vibration of the first mirror 14 is in the image range 82 in both the forward path and the return path of the reciprocal vibration in the main scanning direction of the first mirror 14. Thereby, the image light beam 52 is scanned by the first mirror 14.
  • the image light beam 52 is scanned in a range where the deflection angle of the first mirror 14 is small.
  • the image light beam 52 is scanned in a range where the deflection angle of the first mirror 14 is large and an image is projected onto the retina 72. This is because distortion of the projected image increases.
  • the image light beam 52 is not limited to being scanned in a rectangular shape, but may be in other cases such as scanning in a trapezoidal shape.
  • the detection light beam 54 having a predetermined light intensity from the light source 12 at a time (timing) when the vibration of the first mirror 14 is outside the image range 82. Is emitted.
  • the detection light beam 54 is emitted from the light source 12 in each of the forward path and the return path of the reciprocating vibration of the first mirror 14.
  • the detection light beam 54 may be a single wavelength light beam.
  • the light intensity of the detection light beam 54 only needs to be large enough to be detected by the light detector 18 and may be constant.
  • FIG. 3 is a timing chart showing the emission timing of the image light beam 52 and the detection light beam 54 with respect to the vibration of the first mirror 14.
  • the image light beam 52 that is first scanned in the image range 82 with reference to the deflection angle of the first mirror 14 in the main scanning direction (here, the image in the forward path of the reciprocating vibration of the first mirror 14).
  • the emission start timing of the light beam 52a) is determined.
  • the deflection angle of the first mirror 14 in the main scanning direction can be detected by a sensor (not shown).
  • the image light beam 52a After the emission of the image light beam 52a started to be emitted at a timing determined with reference to the deflection angle of the first mirror 14, the image light beam 52b in the return path of the reciprocating vibration of the first mirror 14 and the image light beam in the forward path are used.
  • the light beam 52a is repeatedly emitted.
  • the repetitive emission of the image light beams 52a and 52b is performed based on the elapsed time from the start of the emission of the image light beam 52a that is started to be emitted with reference to the deflection angle of the first mirror 14.
  • the exit of the return path image for light 52b is started, further predetermined time after T 1 is passed, the exit of the outward path of the imaging light beam 52a is started.
  • the outgoing interval 2T 1 of the outgoing image light beam 52a is about 35 ⁇ sec.
  • the detection light beam 54a in the forward path of the reciprocating vibration of the first mirror 14 and the detection light beam 54b in the return path are each emitted from the light source 12 in a single interval between the emission of the image light beams 52a and 52b.
  • Detecting light 54a in the forward path is emitted by the single after a predetermined time T 2 from the output start of the first mirror 14 of the deflection angle image light ray 52a which emits a reference has started to has elapsed.
  • Detecting light 54b on the returning route is emitted by the single after a predetermined time T 3 from the emission start of the first mirror 14 of the deflection angle image light ray 52a which emits a reference has started to has elapsed.
  • the light source 12 is not temporally continuous with the image light beams 52a and 52b, and is detected in a time shorter than the period from the end of the image range 82 of the vibration in the main scanning direction of the first mirror 14 to the return.
  • Light rays 54a and 54b are emitted.
  • the light source 12 emits the detection light beam 54a on the forward path and the detection light beam 54b on the return path without being temporally continuous.
  • An image light ray 52a and the time interval T 4 of the detecting light beam 54a, the image light ray 52b and the time interval T 5 between the detection beam 54b is set to be the same interval. Therefore, the detection light beam 54 is set to be positioned on the same line in the sub-scanning direction as shown in FIG.
  • the time intervals T 4 and T 5 are, for example, about 1 ⁇ sec.
  • the emission of the image light beam 52 is started based on the deflection angle of the first mirror 14, and the subsequent image light beam 52 and the detection light beam 54 are emitted from the light source 12 at a predetermined fixed timing. Is done.
  • the detection light beam 54 reflected by the second mirror 16 is detected by the photodetector 18, and the control unit 20 Based on the detection result, control for adjusting the emission timing of the image light beam 52 is performed.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory) function as the control unit 20.
  • the processor functions as the control unit 20 according to a program stored in the memory.
  • FIGS. 5 and 6 are flowcharts illustrating an example of processing of the control unit 20 of the image projection apparatus 100 according to the first embodiment.
  • step S ⁇ b> 10 the control unit 20 starts emission of the forward image light beam 52 a from the light source 12 based on the deflection angle of the first mirror 14 in the main scanning direction.
  • step S12 the control unit 20 ends the emission of the image light beam 52a after a predetermined emission time has elapsed.
  • step S14 the control unit 20 moves forward from the light source 12 after a predetermined time (T 2 ) has elapsed from the emission start timing of the image light beam 52a that has been emitted based on the deflection angle of the first mirror 14.
  • the detection light beam 54a is emitted.
  • step S ⁇ b> 16 the control unit 20 returns from the light source 12 after a predetermined time (T 3 ) has elapsed from the emission start timing of the image light beam 52 a that has started emission based on the deflection angle of the first mirror 14.
  • the detection light beam 54b is emitted.
  • step S ⁇ b> 18 the control unit 20 returns from the light source 12 after a predetermined time (T 1 ) has elapsed from the emission start timing of the image light beam 52 a that has started emission based on the deflection angle of the first mirror 14. The emission of the image light beam 52b is started.
  • step S20 the control unit 20 ends the emission of the image light beam 52b after a predetermined emission time has elapsed.
  • step S22 in FIG. 6, the control unit 20 acquires the detection results of the detection light beams 54a and 54b reflected by the second mirror 16 by the photodetector 18.
  • the control unit 20 acquires the light intensities of the detection light beams 54a and 54b detected by the photodetector 18 in a predetermined period (for example, a period equal to or longer than the reciprocal vibration period of the first mirror in the main scanning direction).
  • the control unit 20 can start detection by the photodetector 18 before, for example, step S10 in FIG. 5, and can end detection by the photodetector 18 after step S20.
  • the control unit 20 can acquire the total integrated value of the light intensities of the detection light beams 54a and 54b in the predetermined period by acquiring the light intensities of the detection light beams 54a and 54b detected by the photodetector 18 in the predetermined period. .
  • the control unit 20 stores the total of the acquired integrated values of light intensity in a storage unit (not shown).
  • step S24 the control unit 20 determines the vibration of the first mirror 14 in the main scanning direction and the emission timing of the image light beams 52a and 52b based on the detection results of the detection light beams 54a and 54b by the photodetector 18. It is determined whether or not there is a deviation exceeding the allowable range.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining detection of the detection light beams 54a and 54b by the photodetector 18.
  • FIG. 7A and 7B the horizontal axis indicates the position in the second mirror 16 in the direction corresponding to the main scanning direction, and the vertical axis indicates the light intensity of the detection light beams 54a and 54b.
  • FIG. 7A shows a case where the deviation between the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beams 52a and 52b is small
  • FIG. 7B shows a case where the deviation is large.
  • the second region 16b of the second mirror 16 is formed so as to have a reflecting surface having a width narrower than the width of the detection light beam 54 in a direction corresponding to the main scanning direction. Therefore, the range of the detection light beam 54 reflected by the second region 16b of the second mirror 16 is limited, and the detection light that can be detected by the photodetector 18 as shown in FIGS. 7A and 7B.
  • the range of the light beam 54 (detectable range 18a) is narrowed in a direction corresponding to the main scanning direction.
  • the detection light beam 54 is set to be positioned on the same line in the sub-scanning direction as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 7A, the light intensities of the detection light beams 54a and 54b in the detectable range 18a are relatively large. Therefore, the total integrated value of the light intensities of the detection light beams 54a and 54b detected by the photodetector 18 in a predetermined period is relatively large. In this case, as shown in FIG. 4A, an image with good image quality is projected onto the retina 72.
  • the detection light beam 54 is not positioned on the same line in the sub-scanning direction.
  • the light intensities of the detection light beams 54a and 54b in the detectable range 18a are relatively small. Therefore, the total integrated value of the light intensities of the detection light beams 54a and 54b detected by the photodetector 18 in a predetermined period is relatively small. In this case, as shown in FIG. 4B, the quality of the image projected on the retina 72 deteriorates.
  • the predetermined value is a threshold value that is a boundary for determining whether or not the image quality of the image projected on the retina 72 is good, and is stored in advance in a storage unit (not shown).
  • the predetermined value the maximum value of the total integrated value of the light intensities of the detection light beams 54a and 54b that can be detected by the photodetector 18 in a predetermined period, or a value between about 5% smaller than the maximum value, A value between the maximum value and a value about 10% smaller can be used.
  • step S ⁇ b> 24 when there is a deviation exceeding the allowable range between the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beams 52 a and 52 b (step S ⁇ b> 24: No), the process proceeds to step S ⁇ b> 26 and the control unit 20. Adjusts the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beams 52a and 52b.
  • FIG. 8 is a timing chart showing the emission timing before and after adjustment of the image light beams 52a and 52b and the detection light beams 54a and 54b with respect to the vibration of the first mirror 14.
  • the emission timing before adjustment is indicated by a broken line
  • after adjustment is indicated by a solid line.
  • the control unit 20 responds to vibrations in the main scanning direction of the first mirror 14 so that the total integrated value of the light intensities of the detection light beams 54a and 54b in a predetermined period is equal to or greater than a predetermined value.
  • the emission timings of the image light beams 52a and 52b and the detection light beams 54a and 54b are shifted.
  • the control unit 20 shifts the emission timings of the image light beams 52a and 52b and the detection light beams 54a and 54b in units of one pixel.
  • the control unit 20 stores the shift amounts of the emission timings of the image light beams 52a and 52b and the detection light beams 54a and 54b in a storage unit (not shown).
  • a table in which a difference between the sum of the integrated values of the light intensities of the detection light beams 54a and 54b and a predetermined value and the shift amount of the emission timing are associated with each other is stored in advance in a storage unit (not shown) for control.
  • the unit 20 may determine the shift amount of the emission timing using this table.
  • step S28 After adjusting the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beams 52a and 52b, the control unit 20 proceeds to step S28.
  • step S24 when the deviation between the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beams 52a and 52b is within the allowable range, the control unit 20 proceeds to step S28.
  • step S28 the control unit 20 repeatedly emits the outgoing image light beam 52a and the backward image light beam 52b until the projection of the image for one frame is completed.
  • step S30: Yes After the projection of the image for one frame is completed, if there is a next frame (step S30: Yes), the process returns to step S10 in FIG. 5, and the control unit 20 stores the deflection angle of the first mirror 14 and the storage unit. Based on the stored shift amount of the emission timing, the emission of the image light beam 52a in the next frame is started. Then, step S12 to step S28 are performed. On the other hand, if there is no next frame (step S30: No), the processing in FIGS. 5 and 6 is terminated.
  • step S24 of the next frame When the total integrated value of the light intensities of the detection light beams 54a and 54b acquired in step S24 of the next frame is smaller than the total integrated value stored in the storage unit, the control unit 20 performs step S26. , The emission timings of the image light beams 52a and 52b and the detection light beams 54a and 54b are shifted in the opposite direction to the previous time.
  • FIG. 9A is a view for explaining the emission timing of the image light beam 52 and the detection light beam 54 with respect to the vibration of the first mirror 14 before adjustment
  • FIG. 9B is the vibration of the first mirror 14 after adjustment. It is a figure explaining the radiation
  • the detection light beam 54 is incident on the first mirror 14 at the time corresponding to the outside of the image range 82 in the reciprocal vibration of the first mirror 14 in the main scanning direction.
  • the control unit 20 adjusts the emission timing of the first mirror 14 and the image light beam 52 based on the inspection result of the detection light beam 54 by the photodetector 18.
  • the deviation between the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 can be reduced, and the quality of the image projected on the retina 72 can be reduced. Deterioration can be suppressed.
  • the second mirror 16 is provided with a second region 16 b that reflects the detection light beam 54 in a direction different from the image light beam 52.
  • the detection light beam 54 reflected by the two regions 16b is detected by the photodetector 18.
  • the second region 16b of the second mirror 16 is provided side by side with the first region 16a in a direction corresponding to the main scanning direction, and has a shape protruding from the first region 16a. ing. Accordingly, the second mirror 16 can reflect the detection light beam 54 on the side where the first mirror 14 and the like are provided. Therefore, the photodetector 18 for detecting the detection light beam 54 can be arranged together with other components. For example, the photodetector 18 can be provided in the external device 40 by reflecting the second mirror 16 so as to return the same optical path as the optical path along which the detection light beam 54 has traveled. In the first embodiment, the case where the second region 16b of the second mirror 16 protrudes from the first region 16a has been described as an example. However, the image projection apparatus according to the first modification of the first embodiment in FIG. As in 150, the second region 16b may be recessed with respect to the first region 16a.
  • the detection light beam 54 is not temporally continuous with the image light beam 52, and is a period from the end of the image range 82 of vibration in the main scanning direction of the first mirror 14 to the return. It is emitted in a shorter time.
  • the second region 16b of the second mirror 16 has a reflection surface that is narrower than the width of the detection light beam 54 in a direction corresponding to the main scanning direction.
  • the detection light beam 54 reflected by the second region 16b of the second mirror 16 is detected by the photodetector 18, and based on the detection result, the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 are detected. Can be easily realized.
  • the second region 16b of the second mirror 16 has a reflection surface narrower than the width of the detection light beam 54 in the direction corresponding to the main scanning direction.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the reflection light may have a reflection surface having a size equal to or smaller than the width of the detection light beam 54.
  • the detection light beam 54a in the forward path and the detection light beam 54b in the backward path are not temporally continuous in each of the forward path and the return path of the reciprocal vibration in the main scanning direction of the first mirror 14.
  • Detection beams 54a and 54b are emitted.
  • the control unit 20 determines the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52. Adjust. As described above, by using the detection light beams 54a and 54b emitted in the forward path and the return path, the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 can be adjusted more accurately.
  • the first mirror 14 and the second mirror 16 are provided in the glasses-type frame 30, and the photodetector 18 is provided in the external device 40. Thereby, the number of parts with which the spectacles type frame 30 is equipped can be reduced, and an enlargement can be suppressed.
  • the oscillation of the first mirror 14 and the image light beam are corrected by correcting the emission timing of the image light beam 52 so that the light intensity of the detection light beam 54 detected by the photodetector 18 is increased.
  • the case of adjusting the emission timing of 52 is shown as an example, but the present invention is not limited to this case.
  • the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 may be adjusted based on the time when the detection light beam 54 is detected by the photodetector 18. For example, when an arbitrary point of the deflection angle of the first mirror 14 in the main scanning direction is set as the origin time, and there is no deviation between the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52, the origin time is used.
  • the time until the detection light beam 54 is detected by the photodetector 18 is stored in advance in a storage unit (not shown) as a reference time interval. Then, the time interval from the origin time to the time when the light detector 18 actually detects the detection light beam 54 is compared with the reference time interval, and the emission timing of the image light beam 52 is set so as to reduce the difference. By correcting, the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 may be adjusted. Further, when adjusting the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 based on the magnitude of the light intensity of the detection light beam 54, the integrated value of the light intensity of the detection light beam 54 in a predetermined period is set. It is not limited to the case of performing based on the total, and may be performed based on the maximum value of the light intensity of the detection light beam 54, for example.
  • the detection light beam 54 is incident on the first mirror 14 only in one of the forward path and the return path of the reciprocating vibration of the first mirror 14 in the main scanning direction. Based on this, the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 may be adjusted.
  • a plurality of sets of detection beams 54a and 54b each including the detection beams 54a and 54b are incident on the first mirror 14, and the detection results of the plurality of sets of detection beams 54a and 54b are obtained. Based on this, the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 may be adjusted. In this case, the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 may be adjusted based on the average of the detection results of the plurality of sets of detection light beams 54a and 54b.
  • the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 are adjusted during the image projection for one frame is shown as an example as in steps S24 and S26 of FIG.
  • the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 may be adjusted.
  • the present invention is not limited to adjusting the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 for each image projection of one frame, but the vibration of the first mirror 14 and the image light beam for image projection of a plurality of frames. It is also possible to adjust the emission timing of 52 once.
  • FIG. 11 is a diagram of the image projection apparatus 200 according to the second embodiment as viewed from above.
  • the image projection apparatus 200 according to the second embodiment as illustrated in FIG. 11, in the second mirror 16, second regions 16 b are provided on both sides of the first region 16 a in a direction corresponding to the main scanning direction.
  • the detection light beam 54 emitted from the light source 12 is incident on both of the two second regions 16b.
  • Other configurations are the same as or equivalent to those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the emission timing of the image light beam 52 and the detection light beam 54 with respect to the vibration of the first mirror 14. In the reciprocal vibration of the first mirror 14 in the main scanning direction as shown in FIG. A detection light beam 54 is emitted.
  • Other configurations are the same as or equivalent to those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the control unit 20 of the image projection apparatus 200 uses the vibration of the first mirror 14 and the image based on the detection result of the detection light beam 54 emitted from one outer side and the other outer side of the image range 82.
  • the emission timing of the working light beam 52 is adjusted. Since the adjustment method is the same as or equivalent to the method described in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the detection light beam 54 is emitted from the light source 12 to the first mirror 14 on both outer sides of the image range 82. Then, the control unit 20 adjusts the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 based on the detection result of the detection light beam 54 emitted on both outer sides of the image range 82. In this way, by using the detection light beams 54 emitted on both outer sides of the image range 82, the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 can be adjusted more accurately.
  • the first mirror 14 is based on the average of the detection result of the detection light beam 54 emitted from one outer side of the image range 82 and the detection result of the detection light beam 54 emitted from the other outer side. And the emission timing of the image light beam 52 may be adjusted.
  • FIG. 13 is a diagram of the image projection apparatus 300 according to the third embodiment as viewed from above.
  • the light source 12 and the photodetector 18 are provided on the temple 32 of the glasses-type frame 30.
  • the detection light beam 54 is reflected by the second region 16 b of the second mirror 16 toward the photodetector 18 provided on the temple 32 of the glasses frame 30.
  • Other configurations are the same as or equivalent to those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the first mirror 14, the second mirror 16, and the photodetector 18 are provided on the glasses-type frame 30. Thereby, the structure which detects the detection light beam 54 reflected by the 2nd mirror 16 with the photodetector 18 is easily realizable.
  • the light source 12 may be provided in the external device 40 as in the first and second embodiments. In the first and second embodiments, as in the third embodiment, the light source 12 may be provided on the temple 32 of the glasses-type frame 30.
  • the second region 16b when the detection light beam 54 incident on the second region 16b of the second mirror 16 is diffused light, the second region 16b may have a concave reflection surface. .
  • the detection light beam 54 can be condensed on the optical fiber 62, and in the third embodiment, the detection light beam 54 can be condensed on the photodetector 18.
  • FIG. 14 is a diagram of the image projection apparatus 400 according to the fourth embodiment as viewed from above.
  • the light source 12 is provided on the temple 32 of the glasses-type frame 30 as shown in FIG.
  • the photodetector 18 is provided on the surface of the eyeglass-type frame 30 opposite to the eyeball 70 of the lens 34.
  • the second region 16b where the detection light beam 54 is incident is flat with respect to the first region 16a where the image light beam 52 is incident and is optically indistinguishable from the first region 16a. It has a continuous shape. Thereby, the projection of the detection light beam 54 on the retina 72 of the eyeball 70 together with the image light beam 52 is suppressed.
  • the photodetector 18 detects the detection light beam 54 that has passed through the second mirror 16.
  • the light receiving area of the photodetector 18 has a size equal to or smaller than the width of the detection light beam 54.
  • the light detector 18 may be provided on the surface of the lens 34 of the glasses-type frame 30 opposite to the eyeball 70. Since the second mirror 16 is a half mirror, the photodetector 18 can detect the detection light beam 54 that has passed through the second mirror 16. In addition, since the photodetector 18 has a light receiving region having a width equal to or smaller than the width of the detection light beam 54, the vibration of the first mirror 14 and the emission timing of the image light beam 52 can be easily adjusted.
  • the light source 12 may be provided in the external device 40 as in the first and second embodiments.
  • the case of the reciprocating scanning in which the image light beam 52 is scanned by the forward path and the backward path of the reciprocating vibration in the main scanning direction of the first mirror 14 is shown as an example.
  • One-side scanning may be performed in which the image light beam 52 is scanned only on one of them.
  • laser light that is advantageous in terms of efficiency is used as an example of the light beam 50 emitted from the light source 12, but the light beam 50 is not limited to laser light.
  • the 2nd mirror 16 is not restricted to dividing the intensity

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Abstract

本発明は、画像品質の劣化と装置の大型化とが抑制された画像投影装置を提供することを目的とする。 本発明の画像投影装置（１００）は、ユーザの網膜（７２）に投影する画像を形成する画像用光線（５２）を主走査方向に走査させるため、画像の範囲より大きく主走査方向に振動する第１ミラー（１４）と、第１ミラーの主走査方向の往復振動において、画像の範囲に相当する期間に画像用光線を第１ミラーに出射し、画像の範囲より外側に相当する時間に検出用光線（５４）を第１ミラーに出射する光源１２と、第１ミラーが反射した画像用光線をユーザの網膜に反射させ、且つ第１ミラーが反射した検出用光線を画像用光線とは異なる方向に反射させる又は検出用光線を透過させる第２ミラー（１６）と、第２ミラーが反射又は透過した検出用光線を検出する光検出器（１８）と、光検出器の検出結果に基づいて、第１ミラーの振動と光源からの画像用光線の出射タイミングとを調整する制御部（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。
　光源から出射された光線を走査ミラーで主走査方向および副走査方向に走査することで画像を投影する画像投影装置が知られている。このような画像投影装置では、走査ミラーの振動と光源からの光線の出射タイミングとがずれてしまうと画像品質が劣化してしまうことから、光源からの光線の出射タイミングを補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
　また、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。特許文献１は、光源から出射された光線を走査ミラーで走査し、走査光をユーザの網膜に投射することで、網膜に画像を直接投影している。特許文献１では、走査ミラーの後段に設けたハーフミラーなどによって取り出した光線を光検出器で検出し、この検出結果に基づいて光源からの光線の出射タイミングを補正することで、画像品質の劣化を抑制している。
特開２０１１－２１５３９７号公報 特開２０１４－１０４０９号公報
　ユーザの網膜に画像を直接投影する画像投影装置は、例えばユーザの身体（顔）に装着されることから、小型であることが望ましい。しかしながら、特許文献１では、走査ミラーの後段にハーフミラーなどを設けているため、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、画像品質の劣化と装置の大型化とが抑制された画像投影装置を提供することを目的とする。
　本発明は、ユーザの網膜に投影する画像を形成する画像用光線を主走査方向に走査させるため、前記画像の範囲より大きく前記主走査方向に振動する第１ミラーと、前記第１ミラーの前記主走査方向の往復振動において、前記画像の範囲に相当する期間に前記画像用光線を前記第１ミラーに出射し、前記画像の範囲より外側に相当する時間に検出用光線を前記第１ミラーに出射する光源と、前記第１ミラーが反射した前記画像用光線を前記ユーザの網膜に反射させ、且つ前記第１ミラーが反射した前記検出用光線を前記画像用光線とは異なる方向に反射させる又は前記検出用光線を透過させる第２ミラーと、前記第２ミラーで反射した又は前記第２ミラーを透過した前記検出用光線を検出する光検出器と、前記光検出器の検出結果に基づいて、前記第１ミラーの振動と前記光源からの前記画像用光線の出射タイミングとを調整する制御部と、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、前記光源は、前記画像用光線とは時間的に連続させずに、前記第１ミラーの前記主走査方向の振動の前記画像の範囲の終わりから折り返しまでの期間よりも短い時間で、前記検出用光線を出射する構成とすることができる。
　上記構成において、前記制御部は、前記光検出器で検出される前記検出用光線の光強度が大きくなるようにすることで、前記第１ミラーの振動と前記画像用光線の出射タイミングとを調整する構成とすることができる。
　上記構成において、前記光源は、前記第１ミラーの前記往復振動の往路と復路のそれぞれで、前記往路における前記検出用光線と前記復路における前記検出用光線とを時間的に連続させずに、前記検出用光線を出射し、前記制御部は、前記往路で出射された前記検出用光線の検出結果と前記復路で出射された前記検出用光線の検出結果とに基づいて、前記第１ミラーの振動と前記画像用光線の出射タイミングとを調整する構成とすることができる。
　上記構成において、前記光源は、前記画像の範囲の両外側それぞれで前記検出用光線を出射し、前記制御部は、前記画像の範囲の両外側それぞれで出射された前記検出用光線の検出結果に基づいて、前記第１ミラーの振動と前記画像用光線の出射タイミングとを調整する構成とすることができる。
　上記構成において、前記第２ミラーは、前記画像用光線を反射させる第１領域と、前記検出用光線を前記画像用光線とは異なる方向に反射させる第２領域と、を有し、前記光検出器は、前記第２ミラーで反射した前記検出用光線を検出し、前記第２ミラーにおいて、前記第２領域は、前記主走査方向に相当する方向で前記第１領域に並んで設けられ、前記第１領域に対して突出または凹んでいる構成とすることができる。
　上記構成において、前記第２ミラーの前記第２領域は、前記主走査方向に相当する方向において、前記検出用光線の幅以下の大きさの反射面を有する構成とすることができる。
　上記構成において、前記光検出器は、前記第２ミラーを透過した前記検出用光線を検出し、前記検出用光線の幅以下の受光領域を有する構成とすることができる。
　上記構成において、前記第１ミラーと前記第２ミラーは、メガネ型フレームに設けられ、前記光検出器は、前記メガネ型フレームとは異なる外部機器に設けられている構成とすることができる。
　上記構成において、前記第１ミラーと前記第２ミラーと前記光検出器は、メガネ型フレームに設けられている構成とすることができる。
　本発明によれば、画像品質の劣化を抑制しつつ、装置の大型化を抑制することができる。
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、第１ミラーの振動に対する画像用光線と検出用光線の出射タイミングを説明する図である。 図３は、第１ミラーの振動に対する画像用光線と検出用光線の出射タイミングを示すタイミングチャートである。 図４（ａ）および図４（ｂ）は、網膜に投影される画像の例である。 図５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（その１）である。 図６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（その２）である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、光検出器による検出用光線の検出を説明する図である。 図８は、第１ミラーの振動に対する画像用光線と検出用光線の調整前の出射タイミングと調整後の出射タイミングとを示すタイミングチャートである。 図９（ａ）は、調整前における第１ミラーの振動に対する画像用光線と検出用光線の出射タイミングを説明する図、図９（ｂ）は、調整後における第１ミラーの振動に対する画像用光線と検出用光線の出射タイミングを説明する図である。 図１０は、実施例１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１１は、実施例２に係る画像投影装置を上方から見た図である。 図１２は、実施例２における第１ミラーの振動に対する画像用光線と検出用光線の出射タイミングを説明する図である。 図１３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１４は、実施例４に係る画像投影装置を上方から見た図である。
　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。なお、図１では、光線５０（画像用光線５２と検出用光線５４を含む）は、有限の光束径を有する光線の中心部分を図示している。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、ユーザの眼球７０の網膜７２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、第２ミラー１６、光検出器１８、および制御部２０を備える。第１ミラー１４および第２ミラー１６は、メガネ型フレーム３０に設けられている。光源１２、光検出器１８、および制御部２０は、例えば携帯端末などの外部機器４０に設けられている。
　光源１２は、制御部２０の指示の下、例えば単一または複数の波長の光線５０を出射する。この光線５０には、ユーザの網膜７２に画像を投影するための画像用光線５２と、第１ミラー１４の振動に対する画像用光線５２の出射タイミングを検出するための検出用光線５４と、が含まれる。すなわち、制御部２０は、入力された画像データに基づく画像用光線５２を光源１２から出射させると共に、第１ミラー１４の振動に対する画像用光線５２の出射タイミングを検出するための検出用光線５４を光源１２から出射させる。
　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）、および青色レーザ光（波長：４４０ｎｍ～４８０ｎｍ程度）を出射する。赤色、緑色、およ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３０のつる３２に設けられている。第１ミラー１４には、光源１２から出射され、ハーフミラー６０や光ファイバ６２、不図示のレンズおよびミラーなどを経由した光線５０が入射する。第１ミラー１４は、光源１２から出射された画像用光線５２を反射して、主走査方向および副走査方向に走査する。第１ミラー１４は、例えば画像用光線５２を主走査方向に往復走査し、副走査方向に片側走査する。主走査方向と副走査方向とは、互いに直交する方向であり、主走査方向は水平方向で、副走査方向は垂直方向である。また、第１ミラー１４は、光源１２から出射された検出用光線５４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。
　第１ミラー１４で反射された画像用光線５２および検出用光線５４は、ミラー６４によって、メガネ型フレーム３０のレンズ３４に向かって反射される。第２ミラー１６が、メガネ型フレーム３０のレンズ３４の眼球７０側の面に配置されている。このため、ミラー６４で反射された画像用光線５２および検出用光線５４は、第２ミラー１６に入射する。第２ミラー１６は、画像用光線５２が入射される第１領域１６ａでは、自由曲面また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。このため、第２ミラー１６に入射された画像用光線５２は、ユーザの眼球７０の瞳孔７４近傍で収束した後に網膜７２に投射される。これにより、ユーザは、画像用光線５２によ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、第２ミラー１６は、検出用光線５４が入射される第２領域１６ｂでは、第１領域１６ａに対して突出した形状のハーフミラーとなっている。このため、第２ミラー１６に入射された検出用光線５４は、画像用光線５２とは異なる方向に反射される。例えば、検出用光線５４は、第２ミラー１６に向かって進んできた光路と同じ光路を戻るように、第２ミラー１６で反射される。なお、第２領域１６ｂの突起形状は微細であることから、ユーザの視界にはほとんど影響を及ぼさない。
　第２ミラー１６で反射された検出用光線５４は、ミラー６４や第１ミラー１４などで反射された後、光ファイバ６２を経由し、ハーフミラー６０で分岐される。分岐された検出用光線５４は、光検出器１８に入射する。これにより、光検出器１８は、第２ミラー１６で反射された検出用光線５４を検出することができる。光検出器１８による検出結果は、制御部２０に出力される。光検出器１８は、例えばフォトディテクタである。なお、光検出器１８は、例えば第１ミラー１４の主走査方向の往復振動の周期以上の時定数で検出用光線５４を検出する。
　第２ミラー１６において、第２領域１６ｂは、主走査方向に相当する方向において、第１領域１６ａに並んで設けられている。また、第２領域１６ｂは、主走査方向に相当する方向において、第２領域１６ｂに入射する際の検出用光線５４の幅より狭い反射面を有するように狭く形成されている。例えば、第２領域１６ｂは、主走査方向に相当する方向において、網膜７２に投影される画像の１画素または数画素程度の大きさの反射面を有するように形成されている。
　ここで、画像用光線５２および検出用光線５４について詳しく説明する。図２は、第１ミラー１４の振動に対する画像用光線５２と検出用光線５４の出射タイミングを説明する図である。なお、図２では、第１ミラー１４の振動を符号８０で示している。図２のように、第１ミラー１４は、網膜７２に投影する画像範囲８２よりも大きく主走査方向および副走査方向に振動する。第１ミラー１４の主走査方向の往復振動の往路と復路との両方において、第１ミラー１４の振動が画像範囲８２にある期間、光源１２から画像用光線５２が出射される。これにより、画像用光線５２は、第１ミラー１４によって走査される。なお、第１ミラー１４の振れ角の小さい範囲で画像用光線５２を走査するのは、第１ミラー１４の振れ角の大きい範囲で画像用光線５２を走査して網膜７２に画像を投影すると、投影される画像の歪みが大きくなるためである。なお、画像用光線５２は矩形状に走査される場合に限られず、台形状に走査される場合など、その他の場合でもよい。
　第１ミラー１４の主走査方向の往復振動において、第１ミラー１４の振動が画像範囲８２よりも外側にある時間（タイミング）で、光源１２から所定の大きさの光強度を有する検出用光線５４が出射される。検出用光線５４は、第１ミラー１４の往復振動の往路と復路とのそれぞれで、光源１２から出射される。検出用光線５４は、単一波長の光線でよい。検出用光線５４の光強度は、光検出器１８で検出できる程度の大きさであればよく、一定の大きさでよい。
　図３は、第１ミラー１４の振動に対する画像用光線５２と検出用光線５４の出射タイミングを示すタイミングチャートである。図３のように、第１ミラー１４の主走査方向の振れ角を基準にして、画像範囲８２で最初に走査される画像用光線５２（ここでは、第１ミラー１４の往復振動の往路における画像用光線５２ａ）の出射開始タイミングが決定される。第１ミラー１４の主走査方向の振れ角は、不図示のセンサによって検知することができる。
　第１ミラー１４の振れ角を基準に決定されたタイミングで出射が開始された画像用光線５２ａの出射が終了した後、第１ミラー１４の往復振動の復路における画像用光線５２ｂと往路における画像用光線５２ａとが繰り返し出射される。これら画像用光線５２ａ、５２ｂの繰り返しの出射は、第１ミラー１４の振れ角を基準にして出射が開始された画像用光線５２ａの出射開始からの経過時間に基づいて行われる。すなわち、第１ミラー１４の振れ角を基準にして出射が開始された画像用光線５２ａの出射開始から所定時間Ｔ１が経過した後、復路の画像用光線５２ｂの出射が開始され、さらに所定時間Ｔ１が経過した後、往路の画像用光線５２ａの出射が開始される。このようなことが、１フレームの画像を形成するまで繰り返される。例えば、往路の画像用光線５２ａの出射間隔２Ｔ１は３５μｓｅｃ程度である。
　第１ミラー１４の往復振動の往路における検出用光線５４ａと復路における検出用光線５４ｂとは、画像用光線５２ａ、５２ｂの出射の合間に、それぞれ光源１２から単発で出射される。往路における検出用光線５４ａは、第１ミラー１４の振れ角を基準にして出射が開始された画像用光線５２ａの出射開始から所定時間Ｔ２が経過した後に単発で出射される。復路における検出用光線５４ｂは、第１ミラー１４の振れ角を基準にして出射が開始された画像用光線５２ａの出射開始から所定時間Ｔ３が経過した後に単発で出射される。つまり、光源１２は、画像用光線５２ａ、５２ｂとは時間的に連続させずに、第１ミラー１４の主走査方向の振動の画像範囲８２の終わりから折り返しまでの期間よりも短い時間で、検出用光線５４ａ、５４ｂを出射する。また、光源１２は、往路における検出用光線５４ａと復路における検出用光線５４ｂとを時間的に連続させずに出射する。画像用光線５２ａと検出用光線５４ａとの時間間隔Ｔ４と、画像用光線５２ｂと検出用光線５４ｂとの時間間隔Ｔ５とは、同じ間隔になるように設定されている。このため、検出用光線５４は、図２のように、副走査方向で同一線上に位置するように設定されている。時間間隔Ｔ４、Ｔ５は、例えば１μｓｅｃ程度である。
　このように、第１ミラー１４の振れ角に基づいて画像用光線５２の出射が開始され、その後の画像用光線５２と検出用光線５４は、予め定められた一定のタイミングで、光源１２から出射される。
　ここで、主走査方向における往復走査において、往路の画像用光線５２ａと復路の画像用光線５２ｂとの相対的な投射位置のずれが生じていない場合は、図４（ａ）のように、網膜７２には良好な画質の画像が投影される。しかしながら、光源１２や第１ミラー１４、電気回路などの物理特性が温度や経時により変化することがある。この場合、往路の画像用光線５２ａと復路の画像用光線５２ｂとの相対的な投射位置がずれて、図４（ｂ）のように、網膜７２に投影される画像が二重に見えてしまうことがある。
　そこで、このような画像品質の劣化を抑制するため、実施例１では、第２ミラー１６で反射された検出用光線５４を光検出器１８で検出し、制御部２０は、光検出器１８の検出結果に基づいて、画像用光線５２の出射タイミングを調整する制御を行う。ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ並びにＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリは、制御部２０として機能する。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムに従って、制御部２０として機能する。
　図５および図６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５のように、制御部２０は、ステップＳ１０において、第１ミラー１４の主走査方向の振れ角に基づいて、光源１２から往路の画像用光線５２ａの出射を開始させる。次いで、ステップＳ１２において、制御部２０は、予め定められた出射時間が経過した後、画像用光線５２ａの出射を終了させる。
　次いで、ステップＳ１４において、制御部２０は、第１ミラー１４の振れ角に基づいて出射が開始された画像用光線５２ａの出射開始タイミングから所定時間（Ｔ２）が経過した後、光源１２から往路の検出用光線５４ａを出射させる。次いで、ステップＳ１６において、制御部２０は、第１ミラー１４の振れ角に基づいて出射が開始された画像用光線５２ａの出射開始タイミングから所定時間（Ｔ３）が経過した後、光源１２から復路の検出用光線５４ｂを出射させる。
　次いで、ステップＳ１８において、制御部２０は、第１ミラー１４の振れ角に基づいて出射が開始された画像用光線５２ａの出射開始タイミングから所定時間（Ｔ１）が経過した後、光源１２から復路の画像用光線５２ｂの出射を開始させる。次いで、ステップＳ２０において、制御部２０は、予め定められた出射時間が経過した後、画像用光線５２ｂの出射を終了させる。
　次いで、図６のステップＳ２２に移行し、制御部２０は、第２ミラー１６で反射された検出用光線５４ａ、５４ｂの光検出器１８による検出結果を取得する。例えば、制御部２０は、所定期間（例えば第１ミラーの主走査方向の往復振動の周期以上の期間）で光検出器１８が検出した検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度を取得する。この場合、制御部２０は、例えば図５のステップＳ１０より前に光検出器１８による検出を開始し、ステップＳ２０の後に光検出器１８による検出を終了することができる。制御部２０は、所定期間で光検出器１８が検出した検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度を取得することで、所定期間における検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度の積分値の合計を取得できる。制御部２０は、取得した光強度の積分値の合計を不図示の記憶部に記憶する。
　次いで、ステップＳ２４において、制御部２０は、光検出器１８による検出用光線５４ａ、５４ｂの検出結果に基づいて、第１ミラー１４の主走査方向における振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとに許容範囲を超えるずれが生じているか否かを判断する。
　ここで、図７（ａ）および図７（ｂ）を用いて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとのずれの判断について説明する。図７（ａ）および図７（ｂ）は、光検出器１８による検出用光線５４ａ、５４ｂの検出を説明する図である。図７（ａ）および図７（ｂ）の横軸は、主走査方向に相当する方向における第２ミラー１６内の位置を示し、縦軸は、検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度を示している。また、図７（ａ）は、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとのずれが小さい場合を示し、図７（ｂ）は、大きい場合を示している。
　図１で説明したように、第２ミラー１６の第２領域１６ｂは、主走査方向に相当する方向において、検出用光線５４の幅より狭い幅の反射面を有するように形成されている。このため、第２ミラー１６の第２領域１６ｂで反射される検出用光線５４の範囲は限られ、図７（ａ）および図７（ｂ）のように、光検出器１８が検出できる検出用光線５４の範囲（検出可能範囲１８ａ）は、主走査方向に相当する方向で狭くなる。この場合において、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとのずれが小さい場合は、図２のように検出用光線５４は副走査方向で同一線上に位置するように設定されていることから、図７（ａ）のように、検出可能範囲１８ａにおける検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度は比較的大きくなる。したがって、所定期間で光検出器１８が検出する検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度の積分値の合計は比較的大きくなる。この場合、図４（ａ）に示したように、網膜７２に良好な画質の画像が投影される。
　一方、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとのずれが大きい場合は、検出用光線５４が副走査方向で同一線上に位置しないようになることから、図７（ｂ）のように、検出可能範囲１８ａにおける検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度は比較的小さくなる。したがって、所定期間で光検出器１８が検出する検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度の積分値の合計は比較的小さくなる。この場合、図４（ｂ）に示したように、網膜７２に投影される画像の品質が劣化する。
　このことから、所定期間で光検出器１８が検出する検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度の積分値の合計が所定値以上であれば、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとのずれが許容範囲内にあると判断できることが分かる。なお、所定値とは、網膜７２に投影される画像の画質が良好か否かの境となる閾値であり、不図示の記憶部に予め記憶されている。例えば、所定値として、所定期間で光検出器１８が検出し得る検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度の積分値の合計の最大値や、当該最大値から５％程度小さい値の間の値、当該最大値から１０％程度小さい値の間の値などを用いることができる。
　図６に戻り、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとに許容範囲を超えるずれが生じている場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、ステップＳ２６に移行して、制御部２０は、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとの調整を行う。
　ここで、図８を用いて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとの調整について説明する。図８は、第１ミラー１４の振動に対する画像用光線５２ａ、５２ｂと検出用光線５４ａ、５４ｂの調整前の出射タイミングと調整後の出射タイミングとを示すタイミングチャートである。なお、図８では、調整前の出射タイミングを破線で示し、調整後を実線で示している。
　図８のように、制御部２０は、所定期間における検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度の積分値の合計が所定値以上となるように、第１ミラー１４の主走査方向の振動に対して画像用光線５２ａ、５２ｂおよび検出用光線５４ａ、５４ｂ全体の出射タイミングをシフトさせる。例えば、制御部２０は、画像用光線５２ａ、５２ｂおよび検出用光線５４ａ、５４ｂ全体の出射タイミングを１画素単位でシフトさせる。また、制御部２０は、画像用光線５２ａ、５２ｂおよび検出用光線５４ａ、５４ｂ全体の出射タイミングのシフト量を不図示の記憶部に記憶する。なお、検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度の積分値の合計と所定値との差と、出射タイミングのシフト量と、を関連付けたテーブルなどを不図示の記憶部に予め記憶しておき、制御部２０は、このテーブルを用いて出射タイミングのシフト量を決定してもよい。
　第１ミラー１４の振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとの調整をした後、制御部２０は、ステップＳ２８に移行する。また、ステップＳ２４において、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２ａ、５２ｂの出射タイミングとのずれが許容範囲内である場合も、制御部２０は、ステップＳ２８に移行する。
　ステップＳ２８において、制御部２０は、１フレーム分の画像の投影が終了するまで、往路の画像用光線５２ａと復路の画像用光線５２ｂの出射を繰り返し行う。
　１フレーム分の画像の投影が終了した後、次のフレームがある場合は（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、図５のステップＳ１０に戻り、制御部２０は、第１ミラー１４の振れ角と記憶部に記憶した出射タイミングのシフト量とに基づいて、次のフレームにおける画像用光線５２ａの出射を開始させる。その後、ステップＳ１２からステップＳ２８を行う。一方、次のフレームがない場合は（ステップＳ３０：Ｎｏ）、図５および図６の処理を終了する。
　なお、制御部２０は、次のフレームのステップＳ２４で取得した検出用光線５４ａ、５４ｂの光強度の積分値の合計が、記憶部に記憶した積分値の合計よりも小さい場合には、ステップＳ２６において、画像用光線５２ａ、５２ｂおよび検出用光線５４ａ、５４ｂ全体の出射タイミングを前回とは反対方向にシフトさせるようにする。
　図９（ａ）は、調整前における第１ミラー１４の振動に対する画像用光線５２と検出用光線５４の出射タイミングを説明する図、図９（ｂ）は、調整後における第１ミラー１４の振動に対する画像用光線５２と検出用光線５４の出射タイミングを説明する図である。図５および図６の制御を繰り返し行うことによって、図９（ａ）のように、第１ミラー１４の振動に対する画像用光線５２の出射タイミングがずれていたものが、図９（ｂ）のように、第１ミラー１４の振動に対する画像用光線５２の出射タイミングのずれを小さくすることができる。これにより、図４（ａ）に示すような良好な画質の画像を投影することができる。
　以上説明してきたように、実施例１によれば、第１ミラー１４の主走査方向の往復振動において、画像範囲８２よりも外側に相当する時間に、検出用光線５４が第１ミラー１４に入射する。制御部２０は、光検出器１８による検出用光線５４の検査結果に基づき、第１ミラー１４と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する。これにより、図８から図９（ｂ）で説明したように、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとのずれを小さくすることができ、網膜７２に投影される画像の品質劣化を抑制できる。また、第２ミラー１６に、画像用光線５２を網膜７２に反射する第１領域１６ａに加えて、検出用光線５４を画像用光線５２とは異なる方向に反射する第２領域１６ｂを設け、第２領域１６ｂで反射した検出用光線５４を光検出器１８で検出する構成としている。これにより、部品点数の増加が抑えられるため、装置の大型化を抑制できる。
　また、実施例１によれば、第２ミラー１６の第２領域１６ｂは、主走査方向に相当する方向で第１領域１６ａに並んで設けられ、第１領域１６ａに対して突出した形状をしている。これにより、第２ミラー１６は、第１ミラー１４などが設けられた側に検出用光線５４を反射させることができる。よって、検出用光線５４を検出する光検出器１８を、他の部品とまとめて配置することができる。例えば、第２ミラー１６が検出用光線５４を進んできた光路と同じ光路を戻るように反射させることで、光検出器１８を外部機器４０に設けることができる。なお、実施例１では、第２ミラー１６の第２領域１６ｂは第１領域１６ａに対して突出している場合を例に示したが、図１０の実施例１の変形例１に係る画像投影装置１５０のように、第２領域１６ｂが第１領域１６ａに対して凹んでいる場合でもよい。
　また、実施例１によれば、検出用光線５４は、画像用光線５２とは時間的に連続せずに、第１ミラー１４の主走査方向の振動の画像範囲８２の終わりから折り返しまでの期間よりも短い時間で出射される。そして、第２ミラー１６の第２領域１６ｂは、主走査方向に相当する方向において、検出用光線５４の幅よりも狭い反射面を有している。これにより、第２ミラー１６の第２領域１６ｂで反射した検出用光線５４を光検出器１８で検出し、この検出結果に基づいて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整することを容易に実現することができる。なお、実施例１では、第２ミラー１６の第２領域１６ｂは、主走査方向に相当する方向において、検出用光線５４の幅よりも狭い反射面を有する場合を例に示したがこれに限られず、検出用光線５４の幅以下の大きさの反射面を有する場合でもよい。
　また、実施例１によれば、第１ミラー１４の主走査方向の往復振動の往路と復路のそれぞれで、往路における検出用光線５４ａと復路における検出用光線５４ｂとが時間的に連続しないように、検出用光線５４ａ、５４ｂが出射される。制御部２０は、往路で出射された検出用光線５４ａの検出結果と復路で出射された検出用光線５４ｂの検出結果とに基づいて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する。このように、往路と復路それぞれで出射された検出用光線５４ａ、５４ｂを用いることで、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとをより正確に調整することができる。
　また、実施例１によれば、第１ミラー１４と第２ミラー１６は、メガネ型フレーム３０に設けられ、光検出器１８は、外部機器４０に設けられている。これにより、メガネ型フレーム３０に備わる部品点数を低減でき、大型化を抑制できる。
　なお、実施例１では、光検出器１８で検出される検出用光線５４の光強度が大きくなるように画像用光線５２の出射タイミングを補正することで、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する場合を例に示したが、この場合に限られる訳ではない。例えば、光検出器１８で検出用光線５４を検出した時間に基づいて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整してもよい。例えば、第１ミラー１４の主走査方向の振れ角の任意の点を原点時間とし、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとにずれが生じていない場合に、この原点時間から光検出器１８で検出用光線５４が検出されるまでの時間を基準時間間隔として予め不図示の記憶部に記憶しておく。そして、上記原点時間から光検出器１８が実際に検出用光線５４を検出した時間までの時間間隔と上記基準時間間隔とを比較し、その差が小さくなるように画像用光線５２の出射タイミングを補正することで、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整してもよい。また、検出用光線５４の光強度の大きさに基づいて第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する場合は、所定期間における検出用光線５４の光強度の積分値の合計に基づいて行う場合に限られず、例えば検出用光線５４の光強度の最大値に基づいて行う場合などでもよい。
　なお、実施例１において、第１ミラー１４の主走査方向の往復振動の往路と復路のいずれか一方でのみ検出用光線５４が第１ミラー１４に入射され、この検出用光線５４の検出結果に基づいて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する場合でもよい。
　なお、実施例１において、検出用光線５４ａ、５４ｂを１組とする複数組の検出用光線５４ａ、５４ｂが第１ミラー１４に入射され、これら複数組の検出用光線５４ａ、５４ｂの検出結果に基づいて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する場合でもよい。この場合、複数組の検出用光線５４ａ、５４ｂの検出結果の平均に基づいて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整してもよい。
　なお、実施例１では、図６のステップＳ２４、Ｓ２６のように、１フレーム分の画像投影の途中で第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する場合を例に示したが、１フレーム分の画像投影が終了した後に、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する場合でもよい。また、１フレームの画像投影毎に第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する場合に限られず、複数フレームの画像投影に対して第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを１回調整する場合でもよい。
　図１１は、実施例２に係る画像投影装置２００を上方から見た図である。実施例２の画像投影装置２００では、図１１のように、第２ミラー１６において、主走査方向に相当する方向において第１領域１６ａの両側に第２領域１６ｂが設けられている。２つの第２領域１６ｂの両方に、光源１２から出射された検出用光線５４が入射される。その他の構成は、実施例１と同一または同等であるため説明を省略する。
　図１２は、第１ミラー１４の振動に対する画像用光線５２と検出用光線５４の出射タイミングを説明する図である。図１２のように、第１ミラー１４の主走査方向の往復振動において、第１ミラー１４の振動が画像範囲８２の一方の外側と他方の外側のそれぞれにある時間（タイミング）で、光源１２から検出用光線５４が出射される。その他の構成は、実施例１と同一または同等であるため説明を省略する。
　実施例２の画像投影装置２００の制御部２０は、画像範囲８２の一方の外側と他方の外側のそれぞれで出射された検出用光線５４の検出結果に基づいて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する。調整方法は、実施例１で説明した方法と同一または同等であるため説明を省略する。
　実施例２によれば、画像範囲８２の両外側それぞれで光源１２から検出用光線５４が第１ミラー１４に出射される。そして、制御部２０は、画像範囲８２の両外側それぞれで出射された検出用光線５４の検出結果に基づいて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整する。このように、画像範囲８２の両外側それぞれで出射された検出用光線５４を用いることで、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとをより正確に調整することができる。
　なお、実施例２において、画像範囲８２の一方の外側で出射された検出用光線５４の検出結果と他方の外側で出射された検出用光線５４の検出結果の平均に基づいて、第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを調整してもよい。
　図１３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。実施例３の画像投影装置３００では、図１３のように、光源１２と光検出器１８が、メガネ型フレーム３０のつる３２に設けられている。検出用光線５４は、第２ミラー１６の第２領域１６ｂによって、メガネ型フレーム３０のつる３２に設けられた光検出器１８に向かって反射される。その他の構成は、実施例１と同一または同等であるため説明を省略する。
　実施例３によれば、第１ミラー１４と第２ミラー１６と光検出器１８が、メガネ型フレーム３０に設けられている。これにより、第２ミラー１６で反射された検出用光線５４を光検出器１８で検出させる構成を容易に実現することができる。
　なお、実施例３において、実施例１および実施例２と同様に、光源１２が外部機器４０に設けられている場合でもよい。また、実施例１および実施例２においては、実施例３と同様に、光源１２がメガネ型フレーム３０のつる３２に設けられている場合でもよい。
　なお、実施例１から実施例３において、第２ミラー１６の第２領域１６ｂに入射する検出用光線５４が拡散光である場合、第２領域１６ｂは凹面形状の反射面を有する構造としてもよい。これにより、実施例１および実施例２では、光ファイバ６２に検出用光線５４を集光させることができ、実施例３では、光検出器１８に検出用光線５４を集光させることができる。
　図１４は、実施例４に係る画像投影装置４００を上方から見た図である。実施例４の画像投影装置４００では、図１４のように、光源１２がメガネ型フレーム３０のつる３２に設けられている。光検出器１８が、メガネ型フレーム３０のレンズ３４の眼球７０とは反対側の面に設けられている。第２ミラー１６においては、検出用光線５４が入射される第２領域１６ｂは、画像用光線５２が入射される第１領域１６ａに対して平坦で、且つ第１領域１６ａとは光学的に不連続な形状となっている。これにより、検出用光線５４が画像用光線５２と共に眼球７０の網膜７２に投影させることが抑制される。また、第２ミラー１６はハーフミラーであることから、検出用光線５４の一部は第２ミラー１６を通過する。光検出器１８は、第２ミラー１６を通過した検出用光線５４を検出する。光検出器１８の受光領域は、検出用光線５４の幅以下の大きさとなっている。その他の構成は、実施例１と同一または同等であるため説明を省略する。
　実施例４のように、光検出器１８はメガネ型フレーム３０のレンズ３４の眼球７０とは反対側の面に設けられていてもよい。第２ミラー１６はハーフミラーであることから、光検出器１８は第２ミラー１６を通過した検出用光線５４を検出できる。また、光検出器１８が検出用光線５４の幅以下の受光領域を有することで第１ミラー１４の振動と画像用光線５２の出射タイミングとを容易に調整できる。
　なお、実施例４において、実施例１および実施例２と同様に、光源１２が外部機器４０に設けられている場合でもよい。
　なお、実施例１から実施例４では、第１ミラー１４の主走査方向の往復振動の往路と復路とで画像用光線５２を走査する往復走査の場合を例に示したが、往路と復路のいずれか一方でのみ画像用光線５２を走査する片側走査の場合でもよい。また、実施例１から実施例４では、光源１２から出射される光線５０の一例として、効率面で有利であるレーザ光を用いているが、光線５０はレーザ光に限られるものではない。また、第２ミラー１６は、反射光と透過光の強さを１：１に分ける場合に限られない。
　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 (10)

  1. 　ユーザの網膜に投影する画像を形成する画像用光線を主走査方向に走査させるため、前記画像の範囲より大きく前記主走査方向に振動する第１ミラーと、
    　前記第１ミラーの前記主走査方向の往復振動において、前記画像の範囲に相当する期間に前記画像用光線を前記第１ミラーに出射し、前記画像の範囲より外側に相当する時間に検出用光線を前記第１ミラーに出射する光源と、
    　前記第１ミラーが反射した前記画像用光線を前記ユーザの網膜に反射させ、且つ前記第１ミラーが反射した前記検出用光線を前記画像用光線とは異なる方向に反射させる又は前記検出用光線を透過させる第２ミラーと、
    　前記第２ミラーで反射した又は前記第２ミラーを透過した前記検出用光線を検出する光検出器と、
    　前記光検出器の検出結果に基づいて、前記第１ミラーの振動と前記光源からの前記画像用光線の出射タイミングとを調整する制御部と、を備えることを特徴とする画像投影装置。
  2. 　前記光源は、前記画像用光線とは時間的に連続させずに、前記第１ミラーの前記主走査方向の振動の前記画像の範囲の終わりから折り返しまでの期間よりも短い時間で、前記検出用光線を出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、前記光検出器で検出される前記検出用光線の光強度が大きくなるようにすることで、前記第１ミラーの振動と前記画像用光線の出射タイミングとを調整す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. 　前記光源は、前記第１ミラーの前記往復振動の往路と復路のそれぞれで、前記往路における前記検出用光線と前記復路における前記検出用光線とを時間的に連続させずに、前記検出用光線を出射し、
    　前記制御部は、前記往路で出射された前記検出用光線の検出結果と前記復路で出射された前記検出用光線の検出結果とに基づいて、前記第１ミラーの振動と前記画像用光線の出射タイミングとを調整することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の画像投影装置。
  5. 　前記光源は、前記画像の範囲の両外側それぞれで前記検出用光線を出射し、
    　前記制御部は、前記画像の範囲の両外側それぞれで出射された前記検出用光線の検出結果に基づいて、前記第１ミラーの振動と前記画像用光線の出射タイミングとを調整することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の画像投影装置。
  6. 　前記第２ミラーは、前記画像用光線を反射させる第１領域と、前記検出用光線を前記画像用光線とは異なる方向に反射させる第２領域と、を有し、
    　前記光検出器は、前記第２ミラーで反射した前記検出用光線を検出し、
    　前記第２ミラーにおいて、前記第２領域は、前記主走査方向に相当する方向で前記第１領域に並んで設けられ、前記第１領域に対して突出または凹んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の画像投影装置。
  7. 　前記第２ミラーの前記第２領域は、前記主走査方向に相当する方向において、前記検出用光線の幅以下の大きさの反射面を有することを特徴とする請求項６記載の画像投影装置。
  8. 　前記光検出器は、前記第２ミラーを透過した前記検出用光線を検出し、前記検出用光線の幅以下の受光領域を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の画像投影装置。
  9. 　前記第１ミラーと前記第２ミラーは、メガネ型フレームに設けられ、
    　前記光検出器は、前記メガネ型フレームとは異なる外部機器に設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の画像投影装置。
  10. 　前記第１ミラーと前記第２ミラーと前記光検出器は、メガネ型フレームに設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の画像投影装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006039271A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Brother Ind Ltd 画像表示装置、その反射鏡及び画像表示方法
JP2006235274A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Canon Inc 走査型画像表示装置
JP2008089930A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Brother Ind Ltd 画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置
JP2012118291A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Brother Ind Ltd 画像表示装置
JP2014010409A (ja) * 2012-07-02 2014-01-20 Ricoh Co Ltd 投射型ディスプレイ装置
JP2015111231A (ja) * 2013-05-31 2015-06-18 株式会社Ｑｄレーザ 画像投影装置及び投射装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006039271A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Brother Ind Ltd 画像表示装置、その反射鏡及び画像表示方法
JP2006235274A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Canon Inc 走査型画像表示装置
JP2008089930A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Brother Ind Ltd 画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置
JP2012118291A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Brother Ind Ltd 画像表示装置
JP2014010409A (ja) * 2012-07-02 2014-01-20 Ricoh Co Ltd 投射型ディスプレイ装置
JP2015111231A (ja) * 2013-05-31 2015-06-18 株式会社Ｑｄレーザ 画像投影装置及び投射装置

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