WO2019087996A1 - 網膜投影装置、網膜投影システム - Google Patents

網膜投影装置、網膜投影システム Download PDF

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WO2019087996A1
WO2019087996A1 PCT/JP2018/040022 JP2018040022W WO2019087996A1 WO 2019087996 A1 WO2019087996 A1 WO 2019087996A1 JP 2018040022 W JP2018040022 W JP 2018040022W WO 2019087996 A1 WO2019087996 A1 WO 2019087996A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
mirror
projection device
retinal projection
light source
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/040022
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
陽一 落合
貴之 星
泰一郎 村上
和基 大峠
Original Assignee
ピクシーダストテクノロジーズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to JP2019550360A priority Critical patent/JP6793372B2/ja
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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
    • 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 a retinal projection device and a retinal projection system.
  • VR Virtual Reality
  • AR Augmented Reality
  • MR Magnetic Reality
  • a see-through type display capable of simultaneously viewing both a computer-generated image and an image of a physical object is required.
  • a retinal projection device configured to project an image onto a retina is known.
  • the retina display of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-90688 includes a point light source, a convex lens, and a half mirror.
  • the light of a point light source is refracted by a convex lens and reflected by a half mirror to be incident on an eye.
  • the retina projection display device of JP 2013-019978 A includes a liquid crystal panel, a pinhole, a half mirror, and a concave mirror. After passing through the pinhole, the light of the liquid crystal panel is reflected by the half mirror and reflected by the concave mirror and enters the eye.
  • the wave front of light is distorted in the convex lens.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-019978 the wavefront of light is distorted in a concave mirror.
  • the wavefront of light incident on the eye is distorted, so the depth of field becomes shallow. As a result, the area where the observer can clearly observe the image is limited.
  • the object of the invention is to increase the viewing angle of the observer.
  • One aspect of the present invention is It has a light source that emits light that goes straight in a radial direction, A transmission type mirror that transmits light in the opposite radial direction while reflecting the radial light emitted from the light source;
  • the transmission mirror includes: radial light incident from a first quadrant among space quadrants divided by a plane and a normal line of the transmission mirror, the first quadrant based on the plane of the transmission mirror; Transmitting in a reverse radial direction to a second quadrant located on the opposite side and located on the same side as the first quadrant with respect to the normal of the transmission mirror It is a retinal projector.
  • the viewing angle of the observer can be enlarged.
  • FIG. 2 shows a user view of the retinal projection device of FIG. 1; It is a figure which shows the structure of the retinal projection apparatus of FIG. It is a schematic diagram which shows an example of the light source of FIG.
  • FIG. 4 is a schematic view of a transmission type two-surface corner reflector array mirror which is an example of the transmission type mirror of FIG. 3; It is a figure which shows the 1st example of a structure of the eyepiece mirror of FIG. It is a figure which shows the 2nd example of a structure of the eyepiece mirror of FIG. It is explanatory drawing of the principle of operation of the transmission type mirror of FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory view of a first modification
  • FIG. 18 is a diagram showing the configuration of a retinal projection device of Modification 3
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a retinal projection system of a fourth modification.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram of the operation principle of the retinal projection device of the fifth modification. It is a figure which shows the structure of the eyepiece mirror of the modification 6.
  • FIG. FIG. 18 is a diagram showing the configuration of a retinal projection device of Modification 7;
  • FIG. 21 is a view showing the configuration of a retinal projection device of Modification 8;
  • FIG. 21 is an explanatory diagram of an operation principle of a first example of the eyepiece mirror of the modification 9; It is explanatory drawing of the principle of operation of the eyepiece mirror of the modification 10.
  • FIG. FIG. 18 is a block diagram of a retinal projection device of a modification 11;
  • light transmissive means the property of transmitting light (in particular, light emitted from the light source 13 (FIG. 1)), but the degree of transmission does not matter.
  • FIG. 1 is a view showing the appearance of the retinal projection device of the present embodiment.
  • FIG. 2 shows a user view of the retinal projection device of FIG.
  • the retinal projection device 10 of FIG. 1 is configured to project an image onto the retina of an observer U (FIG. 2).
  • the retinal projection device 10 includes a frame 10 a, a transmission mirror 11, an eyepiece mirror 12, a light source 13, and a light transmission plate 14.
  • a pair of light sources 13 and a pair of transmissive mirrors 11 are embedded in the left and right frames 10a, respectively.
  • the light transmitting plate 14 is a light transmitting material (for example, plastic or glass).
  • An eyepiece mirror 12 is embedded in each of the pair of light transmission plates 14.
  • the optical system of the retinal projection device 10 includes a light source 13, a transmission mirror 11, and an eyepiece mirror 12. An image of the light of the light source 13 is projected onto the retina of the observer U by this optical system.
  • the retinal projection device 10 is connectable to a computer 30.
  • the computer 30 generates an image of a window screen of an application installed in the computer 30 and transmits the image data to the retinal projection device 10.
  • the light source 13 emits light corresponding to the image transmitted from the computer 30.
  • the image IMG on the window screen appears to be displayed in the air to the observer U wearing the retinal projection device 10.
  • the light transmitting plate 14 transmits the light reflected to the physical object OBJ existing around the observer U, the image IMG and the image of the physical object OBJ appear to be superimposed on the observer U. .
  • the retinal projection device 10 has a function (a function as a so-called aerial display) for observing the image IMG projected in the air and a function (a so-called AR or a function for allowing the image IMG and the image of the physical object to be superimposed). Function as a display for MR).
  • the direction of the top side Uht of the observer U when the retinal projection device 10 is attached is referred to as “upper UP”, and the direction opposite to the upper UP is “lower LO
  • the right side direction for the observer U is called “right side R”
  • the left direction for the observer is called “left side HL”
  • the forward direction for the observer is called “forward FR”
  • the rear direction for the observer The direction is called "rear RR".
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the retinal projection apparatus of FIG.
  • the retinal projection device 10 is connectable to a computer 30.
  • the retinal projection device 10 includes a transmission mirror 11, an eyepiece mirror 12, and a light source 13.
  • the light source 13 is configured to emit light OP0 (for example, parallel light) that travels radially straight.
  • the light OP0 emitted from the light source 13 corresponds to the original image.
  • the original image is generated by a computer 30 connected to the retinal projection device 10.
  • the transmission mirror 11 has a first surface 11a, a second surface, and a second surface 11b.
  • the first surface 11a faces the space on the light source 13 side (that is, the second space SP2).
  • the second surface 11b faces the space (that is, the first space SP1) opposite to the first surface 11a.
  • the transmission mirror 11 is disposed on the light source 13 side with respect to the eyepiece mirror 12. That is, the transmission mirror 11 is located between the light source 13 and the eyepiece mirror 12 in the optical system of the retinal projection device 10.
  • the transmission mirror 11 is configured to generate the transmission light OP1 without distorting the wave front of light by transmitting the incident light OP0 incident on the transmission type mirror 11 while reflecting it radially backward while transmitting the incident light OP0. Ru.
  • the transmitted light OP1 travels in a reverse radial direction starting from the transmission mirror 11, and converges at the focal point FP at a target position with respect to the light source 13 with the transmission mirror 11 as a symmetry axis.
  • the transmissive mirror 11 includes, for example, the following.
  • Optical metamaterial mirror Transmission type dihedral corner reflector array mirror Transmission Type Dihedral Corner Reflector Array Mirror
  • the eyepiece mirror 12 is disposed on the eyeball UE side of the observer U with respect to the transmission mirror 11. That is, the eyepiece mirror 12 is located between the transmission mirror 11 and the eyeball UE in the optical system of the retinal projection device 10. As shown in FIG. 3A, the eyepiece mirror 12 reflects the light transmitted through the transmission type mirror 11 toward the viewer U, whereby an image corresponding to the light OP0 emitted from the light source 13 is displayed on the retina of the viewer U. Configured to project to In other words, as shown in FIG. 3B, the eyepiece mirror 12 is configured to transfer the virtual light source equivalent to the light source 13 to the spatial focus FP by reflecting the transmitted light of the transmission type mirror 11.
  • FIG. 4 is a schematic view showing an example of the light source of FIG.
  • FIG. 4A is a schematic view of a first example of the light source 13.
  • a first example of the light source 13 is a laser projector 131 that emits light that travels radially straight.
  • the laser projector 131 is configured to emit the visible light laser OP0.
  • the laser projector 131 includes, for example, a semiconductor laser that emits a visible light laser OP0 of any color (for example, at least one color of red, green, and blue).
  • the visible light laser OP0 emitted from the laser projector 131 goes straight in a straight line from the laser projector 131 as a starting point.
  • FIG. 4B is a schematic view of a second example of the light source 13.
  • a second example of the light source 13 comprises a display 132a and a pinhole 132b.
  • the display 132a is configured to emit light corresponding to the original image.
  • the display 132a is, for example, any of the following. Liquid crystal display Organic EL (Electro Luminescence) display.
  • the light OP0 of the display 132a is focused at the pinhole 132b.
  • the light OP0 focused by the pinhole 132b travels radially straight from the pinhole 132b.
  • FIG. 4C is a schematic view of a third example of the light source 13.
  • a third example of the light source 13 is a laser projector 133 that emits light that travels straight in a reverse radial direction.
  • the laser projector 133 is configured to emit the visible light laser OP0.
  • the laser projector 131 includes, for example, a semiconductor laser that emits a visible light laser OP0 of any color (for example, at least one color of red, green, and blue).
  • the visible light laser OP0 emitted from the laser projector 133 goes straight in the opposite radial direction starting from the laser projector 133.
  • the laser projector 133 may be an SLM type or a laser scan type. When the laser projector 133 is an SLM type, the laser projector 133 can be smaller than the laser scan type.
  • the light source 13 may emit light linearly advanced in a radial direction by the light emission source (for example, the laser projector 131 in FIG. 4A), or the tip of the light emission source (for example, the display 132a in FIG. 4B)
  • An optical element (for example, the pinhole 132b in FIG. 4B) disposed in the light source may generate light going straight in a radial direction, or a light emission source (for example, the laser projector 133 in FIG. Light may be emitted.
  • FIG. 5 is a schematic view of a transmission type two-face corner reflector array mirror which is an example of the transmission type mirror of FIG.
  • FIG. 5A shows the appearance of a transmission type two-surface corner reflector array mirror which is an example of the transmission type mirror 11.
  • the transmissive mirror 11 has a first layer 11e including a first surface 11a and a second layer 11f including a second surface 11b.
  • the first layer 11 e and the second layer 11 f are stacked in the Y direction.
  • the first surface 11 a faces in the direction opposite to the second surface 11 b in the stacking direction (Y direction) of the first layer 11 e and the second layer 11 f.
  • FIG. 5B is an enlarged view of region I of FIG. 5A.
  • the transmissive mirror 11 has a plurality of first micro mirror sheets 11 ha and a plurality of second micro mirror sheets 11 hb.
  • the plurality of first micro mirror sheets 11 ha of the first layer 11 e are arranged along the X direction at a pitch p.
  • the reflective surface 11haa of each first micro mirror sheet 11ha faces the arrangement direction (X direction) of the first micro mirror sheet 11ha.
  • the light incident on the first layer 11 e travels while being reflected in the X direction.
  • the plurality of second micro mirror sheets 11 hb of the second layer 11 f are arranged along the Z direction at a pitch p.
  • the reflective surface 11hba of each second micro mirror sheet 11hb faces the arrangement direction (Z direction) of the second micro mirror sheet 11hb.
  • the light incident on the second layer 11 f travels while being reflected in the Z direction.
  • the transmission mirror 11 is configured to transmit incident light in the Y direction while reflecting incident light in the X direction and the Z direction.
  • the transmissive mirror 11 functions as an optical element that causes incident light to be recursive in the X direction and the Z direction, and specularly reflected in the Y direction.
  • the configuration of the eyepiece mirror 12 is the same as that of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a first example of the configuration of the eyepiece mirror of FIG.
  • FIG. 6A is a view of a cross section when the eyepiece mirror 12 is cut in the vertical direction (UP-LO direction) as viewed from the left side HL.
  • FIG. 6B is a top view of the eyepiece mirror 12.
  • the eyepiece mirror 12 includes a plurality of light transmissive reflection members 121a to 121c and a light transmissive resin portion 121d.
  • each of the light transmissive reflection members 121a to 121c has the front surface 12a and the back surface of the eyepiece mirror 12 in the vertical direction (UP-LO direction) and the front-rear direction (FR-RR direction) which are the arrangement direction Ds. It is arranged to form an inclination angle ⁇ 1 with respect to 12b. That is, the light transmissive reflection members 121a to 121c are disposed obliquely with respect to the direction perpendicular to the front-rear direction (FR-RR direction). The distance e between the light transmissive reflection members 121a to 121c is equal. That is, the plurality of light transmissive reflection members 121a to 121c are disposed substantially in parallel with each other.
  • the light transmissive reflection members 121a to 121c are, for example, any of the following. ⁇ Half mirror ⁇ Optical filter (glass filter as an example) ⁇ Acrylic plate
  • the plurality of light transmissive reflective members 121a to 121c are equivalent to one light transmissive reflective member when viewed from the viewer U (that is, in the front-rear direction (FR-RR direction)) .
  • a light transmitting resin portion 121d is disposed between the light transmitting reflective members 121a to 121c.
  • the light transmitting resin portion 121 d is made of a light transmitting resin material.
  • the light transmitting resin portion 121d joins the plurality of light transmitting reflective members 121a to 121c.
  • the material of the light transmitting resin portion 121d is, for example, an ultraviolet curable resin.
  • An angle ⁇ 3 formed by an imaginary line Lc passing through the center of the lens L of the eyeball UE of the observer U and the reflecting surface of the eyepiece mirror 12 (that is, the front surface 12a and the back surface 12b) is an arbitrary angle. However, it is preferable that ⁇ 3 be 90 degrees.
  • the transmission type mirror 11 can be easily disposed on the left side or the right side with respect to the eyepiece mirror 12.
  • the eyepiece mirror 12 in the retinal projection device 10 as shown in FIG. 1, an increase in size in the vertical direction (UP-LO direction) can be suppressed.
  • FIG. 7 is a diagram showing a second example of the configuration of the eyepiece mirror of FIG.
  • FIG. 7A is a view of a cross section when the eyepiece mirror 12 is cut in the left-right direction (HL-HR direction) as viewed from above UP.
  • FIG. 7B is a side view of the eyepiece mirror 12.
  • the eyepiece mirror 12 includes a plurality of light transmissive reflection members 121a to 121c and a light transmissive resin portion 121d.
  • the light transmitting resin portion 121d is the same as that shown in FIG.
  • each of the light transmissive reflection members 121a to 121c has the front surface 12a and the back surface of the eyepiece mirror 12 in the left-right direction (HL-HR direction) and the front-rear direction (FR-RR direction) which are the arrangement direction Ds. It is arranged to form an inclination angle ⁇ 1 with respect to 12b. That is, the light transmissive reflection members 121a to 121c are disposed obliquely with respect to the direction perpendicular to the front-rear direction (FR-RR direction). The distance e between the light transmissive reflection members 121a to 121c is equal. That is, the plurality of light transmissive reflection members 121a to 121c are arranged in parallel to one another.
  • the plurality of light transmissive reflective members 121a to 121c are equivalent to one light transmissive reflective member when viewed from the viewer U (that is, in the front-rear direction (FR-RR direction)) .
  • An angle ⁇ 3 formed by an imaginary line Lc passing through the center of the lens L of the eyeball UE of the observer U and the reflecting surface of the eyepiece mirror 12 (that is, the front surface 12a and the back surface 12b) is an arbitrary angle. However, it is preferable that ⁇ 3 be 90 degrees.
  • the transmission type mirror 11 can be easily disposed at the upper UP or the lower LO with respect to the eyepiece mirror 12.
  • this eyepiece mirror 12 in the retinal projection device 10 as shown in FIG. 1, it is possible to suppress an increase in size in the left-right direction (HL-HR direction).
  • the eyepiece mirror 12 has a plurality of light transmissions stacked along the arrangement direction Ds (vertical direction (UP-LO direction) in FIG. 6 or horizontal direction (HL-HR direction) in FIG. 7).
  • the reflecting members 121a to 121c are provided.
  • Each of the light transmissive reflection members 121a to 121c forms an inclination angle ⁇ 1 with respect to the front surface 12a and the back surface 12b of the eyepiece mirror 12 in the arrangement direction Ds.
  • the eyepiece mirror 12 is configured to reflect light incident from the back surface 12b in the front-rear direction (FR-RR) and the arrangement direction Ds.
  • FIG. 8 is an explanatory view of the operation principle of the transmission mirror of FIG.
  • the XZ plane along the plane of the transmissive mirror 11 is divided into a first space SP1 and a second space SP2.
  • the first space SP1 and the second space SP2 are divided into four quadrants (first quadrant Q1 to fourth quadrant Q4) by the XZ plane and the Y axis along the normal of the transmissive mirror 11. Ru.
  • the second space SP2 includes a first quadrant Q1 and a fourth quadrant Q4.
  • the first quadrant Q1 is a space in which the incident light OP0 travels (that is, a space in which the light source 13 is disposed).
  • the first quadrant Q1 includes the Y axis (that is, the optical axis of the transmission mirror 11).
  • the fourth quadrant Q4 is a space opposite to the first quadrant Q1 with respect to the Y axis.
  • the first space SP1 includes a second quadrant Q2 and a third quadrant Q3.
  • the second quadrant Q2 is a space in which the transmitted light OP1 travels (that is, a space including the eyeball UE of the observer U).
  • the second quadrant Q2 includes the Y axis (that is, the optical axis of the transmission mirror 11).
  • the third quadrant Q3 is a space opposite to the second quadrant Q2 with respect to the Y axis.
  • the first quadrant Q1 and the second quadrant Q2 are located opposite to each other with respect to the transmissive mirror 11 (XZ plane), and located on the same side with respect to the normal (Y axis) of the transmissive mirror 11 .
  • the light source 13 When the light emitted from the light source 13 is directly incident on the transmission mirror 11, the light source 13 is disposed in the first quadrant Q1.
  • FIG. 9 is an explanatory view of a first aspect of the operation principle of the transmission mirror of FIG.
  • the light OP0 emitted from the light source 13 radially advances straight toward the transmission mirror 11 at a spread angle ⁇ 0, and enters the transmission mirror 11 from the first quadrant Q1.
  • the transmission mirror 11 reflects the incident light OP0 in the XZ direction and transmits the reflected light in the Y direction, thereby emitting a transmitted light OP1 that travels in the opposite radial direction at the emission angle ⁇ 0 to the second quadrant Q2.
  • the transmitted light OP1 travels in a reverse radial direction starting from the transmission mirror 11, and converges at the focal point FP in the second quadrant Q2.
  • the transmissive mirror 11 functions as an optical element that converts the incident light OP0 radially incident from the first quadrant Q1 into the transmitted light OP1 traveling in the opposite radial direction to the second quadrant Q2.
  • the transmission mirror 11 When the transmission mirror 11 is a transmission two-face corner reflector array mirror, the focal point FP is in a plane symmetry relationship with the light source 13 with respect to the transmission mirror 11.
  • the transmission mirror 11 functions as a plane-symmetrical imaging element configured to image incident light at a plane-symmetrical position with respect to the light source 13.
  • FIG. 10 is an explanatory view of a second aspect of the operation principle of the transmission mirror of FIG.
  • the light OP0 emitted from the light source 13 advances radially toward the transmission mirror 11 at a spread angle ⁇ 0, and enters the transmission mirror 11 from the first quadrant Q1.
  • the transmission mirror 11 reflects the incident light OP0 in the XZ direction and transmits it in the Y direction, thereby emitting a transmitted light OP1 that travels in the opposite radial direction at the spread angle ⁇ 0 in the second quadrant Q2.
  • the transmitted light OP1 travels in a reverse radial direction starting from the transmission mirror 11, and converges at the focal point FP in the second quadrant Q2.
  • the transmitted light OP1 focused at the focal point FP forms a real image of the light source 13. This phenomenon is equivalent to the formation of a virtual light source VOS corresponding to the light source 13.
  • the transmissive mirror 11 is a real image of the light source 13 disposed in the second space SP2 (first quadrant Q1), and the virtual light source VOS equivalent to the light source 13 is a first space SP1 (second quadrant). It functions as an optical element to be transferred to Q2).
  • the transmission mirror 11 When the transmission mirror 11 is a transmission two-face corner reflector array mirror, the focal point FP is in a plane symmetry relationship with the light source 13 with respect to the transmission mirror 11.
  • the transmission mirror 11 functions as a plane-symmetrical transfer element configured to transfer the virtual light source VOS at a plane-symmetrical position with respect to the light source 13.
  • FIG. 11 is an explanatory view of a third aspect of the operation principle of the transmission mirror of FIG.
  • the transmissive mirror 11 behaves as an interface between the first space SP1 and the second space SP2.
  • the transmission mirror 11 is inclined so as to form an angle ⁇ 0 (0 ° ⁇ 0 ⁇ 360 °) with the optical axis of the light source 13.
  • the light OP0 emitted from the light source 13 in the first quadrant Q1 of the second space SP goes straight forward toward the transmission mirror 11, and from the first quadrant Q1 to the transmission mirror 11 (ie, the first space SP1 The light is incident on the interface of the second space SP2 at an incident angle ⁇ 0.
  • the transmission mirror 11 emits the transmitted light OP1 to the second quadrant Q2 by transmitting the incident light OP0 in the Y direction while reflecting the incident light OP0 in the XZ direction.
  • the transmitted light OP1 travels in a reverse radial direction starting from the transmission mirror 11 at an emission angle ⁇ 1 (0 ° ⁇ 1 ⁇ 360 °) and converges at the focal point FP in the second quadrant Q2.
  • ⁇ 0 ⁇ 1.
  • the refractive index as the physical property of the first space SP1 (that is, the actual refractive index of the first space SP1) is the refractive index as the physical property of the second space SP2 (that is, the actual refractive index of the second space SP2) Equal to
  • the transmissive mirror 11 imparts an apparent refractive index n1 to the first space SP1 by acting as an interface between the first space SP1 and the second space SP2.
  • the refractive index n1 is expressed by Formula 1 according to Snell's law.
  • n1 ⁇ sin ⁇ 0 n2 ⁇ sin ⁇ 1 (Equation 1)
  • n2 refractive index as physical properties of the second space SP2 ⁇ 0: incident angle of the light OP0 ⁇ 1: emission angle of the light OP1
  • a refractive index as a physical property of the first space SP1 acts on the light.
  • the refractive index as a physical property is generally a positive value.
  • the transmitted light OP1 generated by the transmission mirror 11 travels through the first space SP1
  • the apparent refractive index n1 acts on the transmitted light OP1. Since the transmitted light OP1 can be regarded as light refracted toward the second quadrant Q2 from the incident light OP0 incident on the transmission type mirror 11 from the first quadrant Q1, the apparent refractive index n1 is a negative value. is there.
  • the transmissive mirror 11 is configured to function as an interface that causes the first space SP1 in which the transmitted light OP1 travels to behave as a medium having a negative refractive index n1.
  • the transmissive mirror 11 Since the transmissive mirror 11 has the optical characteristic described in any one of the first to third aspects of the above operation principle, distortion of the wavefront does not occur in the transmissive mirror 11. Therefore, light without distortion of the wavefront is incident on the eyeball UE. Thereby, the viewing angle of the observer can be enlarged. As a result, the area where the observer U can clearly observe the image IMG is expanded.
  • the focal point FP is aligned with the center of the eye lens of the eye, then a virtual light source VOS is formed in the eye.
  • the substantial distance between the retina and the light source 13 becomes extremely short.
  • the viewing angle can be expanded without increasing the size of the retinal projection device 10 and without distorting the wavefront.
  • FIG. 12 is an explanatory view of the operation principle of the eyepiece mirror of FIG.
  • the light OP0 emitted from the light source 13 is incident on the first surface 11 a of the transmission mirror 11.
  • the light OP0 incident on the transmission mirror 11 becomes transmission light OP1 transmitted through the transmission mirror 11 while the traveling direction is changed according to the optical characteristics of the transmission mirror 11.
  • the transmitted light OP1 travels radially in a straight line, and enters the eyepiece mirror 12 before being focused on each other.
  • the light OP1 incident on the eyepiece mirror 12 is reflected by the eyepiece mirror 12 to change its traveling direction.
  • the light OP2 whose traveling direction has been changed by the eyepiece mirror 12 travels radially straight so as to be focused at the focal point FP.
  • the reflected light OP (OBJ) of the physical object OBJ passes through the eyepiece mirror 12 and forms an image on the retina of the observer U.
  • the focal point FP matches the position of the pupil of the observer U
  • the light OP2 forms an image on the retina of the observer U.
  • the image of the light OP0 emitted from the light source 13 is projected onto the retina.
  • the image of the light OP0 and the image of the physical object OBJ appear to be superimposed on the observer U.
  • FIG. 13 is an explanatory view of an optical principle of the eyepiece mirror 12 of FIG. 6 and FIG.
  • the transmitted light of the transmission mirror 11 is oblique to the front surface 12 a and the back surface 12 b of the eyepiece mirror 12 in the arrangement direction Ds and the front-rear direction (FR-RR direction).
  • OP2a and OP2b are incident.
  • the transmitted light OP2a When the transmitted light OP2a is incident from the back surface 12b of the eyepiece mirror 12 at an incident angle ⁇ 2a, the transmitted light OP2a is reflected at the interface between the front surface 12a of the eyepiece mirror 12 and air. The light reflected from the interface is reflected by the light transmissive reflection member 121c. The reflected light of the light transmissive reflection member 121c is reflected by the light transmissive reflection member 121b. The reflected light of the light transmissive reflection member 121b is emitted from the back surface 12b toward the eyeball UE of the observer U.
  • the transmitted light OP2b When the transmitted light OP2b is incident from the back surface 12b at an incident angle ⁇ 2b, it is reflected at the interface between the front surface 12a and air. The light reflected from the interface is reflected by the light transmissive reflection member 121b. The reflected light of the light transmissive reflection member 121b is reflected by the light transmissive reflection member 121a. The reflected light of the light transmissive reflection member 121a is emitted from the back surface 12b toward the eyeball UE of the observer U.
  • the emitted lights OP2a and OP2b of the eyepiece mirror 12 pass through the cornea C of the observer U, condense at the center of the lens L, and then form an image in the retina RET.
  • the light OP2 incident on the eyepiece mirror 12 is reflected by the interface between the front surface 12a and the air, and both reflection surfaces of the plurality of light transmissive reflection members 121a to 121c.
  • it functions as an optical element that causes the incident light OP2 to be reflected recursively.
  • the image of the light OP0 emitted from the light source 13 is reflected on the plurality of light transmissive reflection members 121a to 121c. Since the eyepiece mirror 12 disposed in front of the eye of the observer U includes the light transmissive reflection member, the image of the physical object can be observed more clearly.
  • Use Example 1 is an example in which the observer U wears and uses the retinal projection device 10.
  • the observer U wears the retinal projection device 10 on his head. That is, the observer U uses the retinal projection device 10 as a head mounted display.
  • the content of the original image includes, for example, the following. ⁇ Video game ⁇ Movie ⁇ 3D content ⁇ Screen of application installed on computer 30
  • a typical head mounted display closes the view of the observer U. Therefore, the viewer U feels discomfort and limits the viewing angle.
  • the retinal projection device 10 does not close the view of the observer U. Therefore, the observer U does not feel uncomfortable, and the viewing angle is not limited.
  • Use Example 2 is an example in which the observer U uses the retinal projection device 10 at a position away from the retinal projection device 10.
  • the retinal projection device 10 is removably attached to the interior of a car (for example, a sun visor or a dashboard).
  • the content of the image IMG includes, for example, the following.
  • Instrument information for example, speed, remaining amount of fuel, remaining amount of battery, and distance traveled
  • Navigation information for example, information indicating the route of the destination area
  • a common head mounted display can not be used during driving because it closes the view of the observer U.
  • the retinal projection device 10 does not close the view of the observer U. Therefore, the observer U can safely use the retinal projection device 10 even while driving.
  • the retinal projection device 10 is removably attached to the desk.
  • the content of the original image includes, for example, a screen of an application (for example, a word processor application) installed on the computer 30.
  • an application for example, a word processor application
  • a typical head mounted display closes the view of the observer U. Therefore, the viewer U feels discomfort and limits the viewing angle.
  • the retinal projection device 10 does not close the view of the observer U. Therefore, the observer U does not feel uncomfortable, and the viewing angle is not limited.
  • the viewer U Since the observer U does not need to wear the retinal projection device 10, the viewer U can experience the content of the original image without worrying about the weight of the retinal projection device 10.
  • a general head mounted display is heavy as compared to the retinal projection device 10 and thus is not suitable for long-term use.
  • the retinal projection device 10 can reduce the fatigue given to the observer U, even when used for a long time.
  • Modified Example 1 A modification 1 of the present embodiment will be described. Modification 1 is an example in which the focal length f is variable. FIG. 14 is an explanatory view of the first modification.
  • At least one of the light source 13 or the transmission mirror 11 is movable along the optical axis of the light source 13.
  • the focal length f changes.
  • the focal point FP also moves.
  • the focal length f decreases, so the focal point FP moves in the direction approaching the transmission mirror 11.
  • the focal length f increases, so the focal point FP moves in a direction to move away from the transmission mirror 11.
  • the focal point FP that is, the position of the virtual light source VOS
  • Modification 2 is an example in which a dielectric multilayer film is formed on the eyepiece mirror 12.
  • a dielectric multilayer film is formed on the reflection surface (that is, the plurality of light transmissive reflection members 121a to 121c and the front surface 12a (FIG. 13)) of the eyepiece mirror 12 of the second modification.
  • the dielectric multilayer film has a characteristic of specifically reflecting the wavelength of the light OP0 emitted from the light source 13.
  • the dielectric multilayer film reflects the light OP0 emitted from the light source 13
  • light having a wavelength different from that of the light OP0 for example, the reflected light OP (OBJ) of the physical object OBJ1
  • the eyepiece mirror 12 looks transparent.
  • the observer U can observe the appearance that the image IMG and the physical object OBJ are superimposed without a sense of discomfort.
  • Modification 3 is an example of projecting an image captured by the camera 16 onto the retina.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of a retinal projection device of the third modification.
  • the retinal projection device 10 of the modification 3 includes a camera 16 in addition to the configuration of the retinal projection device 10 of FIG. 1.
  • the processor 15 is disposed in the frame 10a.
  • the camera 16 is disposed on the frame 10 a between the pair of light transmission plates 14.
  • the camera 16 is configured to capture an image of the physical object OBJ.
  • the processor 15 is configured to generate image data of an image captured by the camera 16.
  • the light source 13 emits light OP0 corresponding to the image data generated by the processor 15.
  • the image captured by the camera 16 is directly projected onto the user's retina.
  • the observer U can visually recognize the clear image of the physical object OBJ regardless of the visual acuity.
  • the retinal projection device 10 according to the third modification can replace eyeglasses provided with lenses although they are not provided with lenses. That is, the retinal projection device 10 of the third modification functions as lensless glasses.
  • Example 4 A fourth modification will be described.
  • the fourth modification is an example of tracking the movement of the head of the observer U wearing the retinal projection device 10.
  • FIG. 16 is a diagram showing the configuration of a retinal projection system of the fourth modification.
  • the computer 30 of the fourth modification includes the light sensor 31.
  • the light sensor 31 is configured to detect light of a specific wavelength.
  • the computer 30 calculates the incident angle of the light OP0 or OP1 on the light sensor 31.
  • the computer 30 identifies the movement of the head of the observer U wearing the retinal projection device 10 from the change in the calculated incident angle.
  • the computer 30 generates an image corresponding to the light OP0 emitted from the light source 13 based on the identified head movement.
  • the fourth modification it is possible to follow the movement of the head of the observer U without adding a configuration to the retinal projection device 10. This makes it possible to project an image according to the movement of the head of the observer U onto the retina of the observer U with a simple configuration.
  • the computer 30 includes a camera
  • the retinal projection device 10 includes a marker that can be imaged by the camera of the computer 30.
  • the marker is, for example, at least one of the following.
  • ⁇ Light emitter as an example, LED (Light Emitting Diode)
  • Light Reflector it is possible to improve the tracking accuracy of the head movement.
  • the modification 5 is an example of the retinal projection device 10 provided with n (n is 1 to N (N is an integer of 2 or more)) transmissive mirrors 11.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram of the operation principle of the retinal projection device of the fifth modification.
  • the retinal projection device 10 includes n transmission type mirrors (first transmission type transmission mirror 11 (1) to Nth transmission type transmission mirror 11 (N)). .
  • the transmission mirror 11 (1) is disposed at a position closest to the light source 13.
  • the transmission mirror 11 (1) is disposed at a position closest to the eyepiece mirror 12 (that is, at a position farthest from the light source 13 in the optical path of the light OP0 emitted from the light source 13).
  • the first-stage transmissive mirror 11 (1) is located at a distance f (1) from the light source 13.
  • the first-stage transmissive mirror 11 (1) receives the light OP0 emitted from the light source 13 at the first surface 11 (1) a.
  • the first-stage transmissive mirror 11 (1) emits light from the second surface 11 (1) b by reflecting and transmitting the light OP0 received on the first surface 11 (1) a.
  • the first focal point FP1 is located at a distance f (1) from the first stage transmissive mirror 11 (1).
  • the third space SP3 (1) of the first stage is located between the transmission mirror 11 (1) of the first stage and the transmission mirror 11 (2) of the second stage in the optical system of the retinal projection device 10. Space.
  • the transmitted light OP1 (1) of the transmission mirror 11 (1) of the first stage is focused at the first focal point FP1.
  • the light focused at the first focal point FP1 travels radially straight toward the second-stage transmissive mirror 11 (2) starting from the first focal point FP1.
  • the second-stage transmissive mirror 11 (2) is located at a distance f2 from the first focal point FP1.
  • the second stage transmission type mirror 11 (2) receives the light OP1 (2) radially going straight from the first focal point FP1 at the first surface 11 (2) a.
  • the second stage transmission type mirror 11 (2) reflects and transmits the light OP1 (2) received by the first surface 11 (2) a, and emits the light from the second surface 11 (2) b.
  • n-1 at a distance f (N) from the transmission mirror 11 (N-1) (not shown) of the (N-1) -th stage The (n-1) th focal point FPn-1 in front of the stage is located.
  • the transmitted light OP1 (N-1) of the (n-1) th stage transmission type mirror 11 (N-1) is focused at the (N-1) th focal point FP (N-1).
  • the N-th transmission type mirror 11 (N) is located at a distance f (N) from the (N-1) th focal point FP (N-1).
  • the N-th transmission type mirror 11 (N) receives the light OP1 (N-1) which goes straight in a radial direction from the (N-1) -th focal point FP (N-1) at the first surface 11 (N) a.
  • the N-th stage transmission type mirror 11 (N) reflects and transmits the light OP1 (N) received by the first surface 11 (N) a, thereby emitting the light OP1 (N) b from the second surface 11 (N) b.
  • the eyepiece mirror 12 is disposed in the first space SP1 at a position closer to the distance f (N) from the N-th transmission type mirror 11 (N).
  • the eyepiece mirror 12 emits the reflected light OP2 toward the eyeball UE of the observer U by reflecting the transmitted light OP1 (N) of the N-th transmission type mirror 11 (N).
  • the reflected light OP2 of the eyepiece mirror 12 passes through the cornea C and is focused at the center of the lens L, as shown in FIG. Thereby, the observer U can view an image corresponding to the reflected light OP2.
  • each transmission type mirror 11 can be miniaturized while improving the degree of freedom of the layout of the optical elements (the light source 13, the transmission type mirror 11, and the eyepiece mirror 12) of the retinal projection device 10.
  • the modification 6 is a modification of the structure of the eyepiece mirror 12.
  • FIG. 18 is a diagram showing the configuration of the eyepiece mirror of the sixth modification.
  • the eyepiece mirror 12 of the modification 6 is different from the eyepiece mirror 12 (FIGS. 6 and 7) of the present embodiment in that a light transmissive reflection film 12e is formed on the front surface 12a. .
  • the light transmissive reflection film 12e has a characteristic of higher reflectance than air.
  • the light transmissive reflection film 12 e functions as a reflection interface of the transmitted light OP ⁇ b> 1 incident on the eyepiece mirror 12. Since the reflectance of the light transmissive reflection film 12e is higher than the reflection interface of the eyepiece mirror 12 of this embodiment (that is, the interface between air and the eyepiece mirror 12), the light amount of the light OP2 reflected from the eyepiece mirror 12 is It improves over embodiment. Thereby, the observer U can observe a clearer image.
  • FIG. 19 is a diagram showing the configuration of a retinal projection device of the seventh modification.
  • the retinal projection device 10 includes a light source 13, a micro electro mechanical systems (MEMS) mirror 18, and a transmission mirror 11.
  • MEMS micro electro mechanical systems
  • the MEMS mirror 18 is disposed between the light source 13 and the transmission mirror 11. That is, the MEMS mirror 18 is disposed in front of the transmission mirror 11 in the optical system of the retinal projection device 10.
  • the MEMS mirror 18 reflects the light OP0c corresponding to the original image for the left eye ULE at the first reflection angle for the left eye ULE, and the light OP0d corresponding to the original image for the right eye URE is the second reflection for the right eye URE Reflect at the corner.
  • the transmissive mirror 11 refracts the light OP0c and OPd according to the negative refractive index and transmits the transmitted light OP1a and OPb, as in the present embodiment.
  • the transmitted light OP1a is incident on the left eye ULE located at the focal point FP1 according to the first reflection angle.
  • the transmitted light OP1b is incident on the right eye URE located at the focal point FP2 according to the second reflection angle.
  • the original image for the right eye appears in the right eye URE.
  • the MEMS mirror 18 may be disposed downstream of the transmission mirror 11 in the optical system of the retinal projection device 10.
  • the optical system for the left eye ULE and the optical system for the right eye URE cause the transmitted light OP1a and OP1b corresponding to the parallax image to be incident on the left eye ULE and the right eye URE, respectively.
  • the observer U can observe a three-dimensional image.
  • FIG. 20 is a diagram showing the configuration of a retinal projection device of the eighth modification.
  • the frame 10a accommodates the transmission mirror 11 and the light source 13.
  • the transmission mirror 11 has a first surface 11a, a second surface, and a second surface 11b.
  • the first surface 11a faces the light source 13 side (that is, the second space SP2).
  • the second surface 11b faces the opposite side of the first surface 11a (that is, the first space SP1).
  • the transmission mirror 11 is pivotally supported by the frame 10 a.
  • the transmission mirror 11 accommodated in the frame 10a is rotated, the transmission mirror 11 forms an inclination angle ⁇ (0 ⁇ ⁇ 90 °) with respect to the optical axis of the light source 13 outside the frame 10a. That is, it inclines with respect to the optical axis of the light source 13).
  • the virtual line VL11 is an optical axis of the light source 13.
  • the virtual line VL12 is a line passing through the intersection point 11c of the transmissive mirror 11 and the virtual line VL11 and orthogonal to the virtual line VL11.
  • the transmissive mirror 11 forms an inclination angle ⁇ with respect to the virtual line VL11.
  • the focal point FP is a position that is symmetrical with respect to the light source 13 with the transmission mirror 11 as a symmetry axis.
  • the distance f between the focal point FP and the intersection 11c (hereinafter referred to as "focal distance") is equal to the distance between the light source 13 and the intersection 11c.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram of the operation principle of the first example of the eyepiece mirror of the ninth modification.
  • the eyepiece mirror 12 of the modified example 9 is a plane-symmetrical imaging element (also referred to as “plane-symmetrical transfer element”) 121 in FIG.
  • the plane-symmetrical imaging element 121 has the same optical characteristics as the transmission mirror 11.
  • the distance f1 between the optical axis of the transmission mirror 11 and the optical axis of the plane-symmetrical imaging element 121 is twice the distance between the optical axis of the transmission mirror 11 and the optical axis of the light source 13
  • An example is shown. That is, the distance f1 between the optical axis of the transmission mirror 11 and the focal point FP1 and the distance f1 between the focal point FP1 and the optical axis of the plane-symmetrical imaging element 121 are the same.
  • the distance between the eye U of the observer U and the optical axis of the plane-symmetrical imaging element 121 is between the optical axis of the light source 13 and the optical axis of the transmission mirror 11. Is placed at the same position as the distance of
  • the light OP 0 emitted from the light source 13 is incident on the first surface 11 a of the transmission mirror 11.
  • the light OP0 incident on the transmission mirror 11 becomes transmission light OP1 (1) transmitted through the transmission mirror 11 while its traveling direction is changed according to the optical characteristics of the transmission mirror 11.
  • the transmitted light OP 1 (1) travels radially straight so as to be focused at the focal point FP 1, and enters the first surface 121 a of the plane-symmetrical imaging element 121.
  • the light OP1 (2) incident on the plane-symmetrical imaging element 121 becomes the transmitted light OP2 transmitted through the plane-symmetrical imaging element 121 while its traveling direction is changed according to the optical characteristics of the plane-symmetrical imaging element 121.
  • the transmitted light OP2 of the plane-symmetrical imaging element 121 travels radially straight so as to be focused at the focal point FP2.
  • the reflected light OP (OBJ) of the physical object OBJ passes through the plane-symmetrical imaging element 121 and forms an image on the retina of the observer U.
  • the focal point FP matches the position of the pupil of the observer U
  • the light OP2 forms an image on the retina of the observer U.
  • the image of the light OP0 emitted from the light source 13 is projected onto the retina.
  • the image of the light OP0 and the image of the physical object OBJ appear to be superimposed on the observer U.
  • optical path length the longer the distance traveled by the light from the light source 13 to the retina of the observer U (hereinafter referred to as “optical path length”), the optical elements of the retinal projection device 10 (the light source 13, the transmission mirror 11, and the eyepiece) The freedom of the layout of the mirror 12) is high. If the eyepiece mirror 12 is not provided, it is necessary to increase the size of the transmission mirror 11 in order to increase the optical path length.
  • the plane-symmetrical imaging element 121 since the plane-symmetrical imaging element 121 has the same optical characteristics as the transmission mirror 11, a plurality of light sources 13 and the retina of the observer U are separated. It is equivalent to disposing the transmissive mirror 11. In this case, the optical path length is longer than when the plane-symmetrical imaging element 121 is not provided. As the optical path length increases, the degree of freedom in the layout of the optical elements (the light source 13, the transmission mirror 11, and the eyepiece mirror 12) of the retinal projection device 10 is improved. Thereby, the degree of freedom of the layout of the optical module can be improved without increasing the size of each of the transmission mirror 11 and the eyepiece mirror 12.
  • the improvement in the degree of freedom of layout is arranged with a relatively heavy optical element (for example, light source 13) at a position where the burden on observer U is reduced. It is particularly preferable because it is easy to do.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram of the operation principle of the eyepiece mirror of the modification 10.
  • the eyepiece mirror 12 of the modification 10 is the half mirror 122 of FIG.
  • the distance f2 between the optical axis of the transmission mirror 11 and the optical axis of the half mirror 122 is shorter than the distance f1 between the optical axis of the transmission mirror 11 and the optical axis of the light source 13.
  • F1 distance between the optical axis of the light source 13 and the optical axis of the transmissive mirror 11
  • f2 distance between the optical axis of the transmissive mirror 11 and the optical axis of the half mirror 122
  • f3 of the half mirror 122 Distance between the optical axis and the eyeball UE
  • the light OP 0 emitted from the light source 13 is incident on the first surface 11 a of the transmission mirror 11.
  • the light OP0 incident on the transmission mirror 11 becomes transmission light OP1 transmitted through the transmission mirror 11 while the traveling direction is changed according to the optical characteristics of the transmission mirror 11.
  • the transmitted light OP1 travels radially in a straight line, and enters the first surface 122a of the half mirror 122 before being focused on each other.
  • the traveling direction of the light OP1 incident on the half mirror 122 is changed by being reflected by the half mirror.
  • the light OP2 whose traveling direction has been changed by the half mirror 122 travels radially straight so as to be focused at the focal point FP.
  • the reflected light OP (OBJ) of the physical object OBJ passes through the half mirror 122 and forms an image on the retina of the observer U.
  • the focal point FP matches the position of the pupil of the observer U
  • the light OP2 forms an image on the retina of the observer U.
  • the image of the light OP0 emitted from the light source 13 is projected onto the retina.
  • the image of the light OP0 and the image of the physical object OBJ appear to be superimposed on the observer U.
  • a transmission type optical element for example, a half mirror
  • a transmission type optical element for example, a transmission type two-faced corner reflector array mirror that reflects light in reverse radial direction
  • the half mirror 122 which is a relatively inexpensive transmissive optical element is used, the transparency of the physical object OBJ to the light OP (OBJ) is ensured, and the retinal projection device The cost of 10 can be reduced.
  • FIG. 23 is a block diagram of a retinal projection device of the modification 11.
  • the retinal projection device 10 of the modification 11 includes a light guide plate 17 in place of the eyepiece mirror 12. As shown in FIG. 23A, the light guide plate 17 is disposed before the transmitted light OP1 of the transmission mirror 11 is converged (that is, before the focal point of the transmitted light OP1 in the optical system of the retinal projection device 10).
  • the light OP 0 emitted from the light source 13 is incident on the first surface 11 a of the transmission mirror 11.
  • the light OP0 incident on the transmission mirror 11 becomes transmission light OP1 (1) transmitted through the transmission mirror 11 while its traveling direction is changed according to the optical characteristics of the transmission mirror 11.
  • the transmitted light OP1 (1) travels radially straight so as to converge at the focal point FP1, and enters the light guide plate 17.
  • the light incident on the light guide plate 17 is repeatedly reflected by the reflection surface in the light guide plate 17 and then becomes the emitted light OP2 of the light guide plate 17.
  • the outgoing light OP2 travels in a reverse radial direction so as to focus at the focal point FP.
  • the reflected light OP (OBJ) of the physical object OBJ passes through the light guide plate 17 and forms an image on the retina of the observer U.
  • the focal point FP matches the position of the pupil of the observer U
  • the emitted light OP2 forms an image on the retina of the observer U.
  • the image of the light OP0 emitted from the light source 13 is projected onto the retina.
  • the image of the light OP0 and the image of the physical object OBJ appear to be superimposed on the observer U.
  • the light path length of the rear stage of the transmissive mirror 11 is increased by the light guide plate 17.
  • the optical path length between the light source 13 and the transmissive mirror 11 (that is, the front stage of the transmissive mirror 11) can be increased by the optical path length of the rear stage of the transmissive mirror 11.
  • the degree of freedom in the layout of the optical element is improved without using the eyepiece mirror 12.
  • the improvement in the degree of freedom in layout facilitates placing a relatively heavy optical element (for example, the light source 13) at a position that reduces the burden on the observer U in the case of a non-see-through display such as that used in a VR environment. , Particularly preferred.
  • the first aspect of the present embodiment is It has a light source 13 for emitting light going straight in a radial direction, A transmission mirror 11 for transmitting light in the reverse radial direction while reflecting the radial light emitted from the light source 13;
  • the transmission mirror 11 is configured such that radial light incident from the first quadrant of the space quadrant divided by the plane and the normal of the transmission mirror 11 is opposite to the first quadrant with respect to the plane of the transmission mirror 11 Transmitting in a reverse radial direction to a second quadrant located on the side and on the same side as the first quadrant with respect to the normal of the transmissive mirror 11;
  • This is a retinal projection device 10.
  • an image of light emitted from the light source 13 is projected onto the retina via the transmission mirror 11.
  • distortion of the wavefront does not occur, so the viewing angle of the observer can be enlarged.
  • the design of the optical system can be facilitated.
  • the light source of the display can be formed inside the eyeball UE.
  • the retinal projection device 10 does not include an optical element (for example, a lens, a light guide plate, or a concave mirror) that distorts the wavefront of light
  • the position of the focal point is the optical characteristic of the optical element (for example, the refractive index of the lens) Does not depend on
  • the optical characteristic of the optical element for example, the refractive index of the lens
  • the image of the light source 13 is formed at a position very close to the retina. This phenomenon is equivalent to projection of an image of light emitted from a virtual light source VOS formed at a position very close to the retina on the retina of the observer U. Thereby, the viewing angle of the observer U can be improved.
  • the second aspect of the present embodiment is The transmission mirror 11 focuses transmission light of the transmission mirror 11 at a position symmetrical to the light source 13 with the transmission mirror 11 as a symmetry axis.
  • This is a retinal projection device 10.
  • the third aspect of the present embodiment is The transmission mirror 11 focuses a virtual light source which is a real image of the light source 13 at a position symmetrical to the light source 13 with the transmission mirror 11 as a symmetry axis.
  • This is a retinal projection device 10.
  • the fourth aspect of the present embodiment is An eyepiece mirror 12 for reflecting the transmitted light of the transmission mirror 11 toward the viewer;
  • the eyepiece mirror 12 comprises a plurality of light transmissive reflective members, This is a retinal projection device 10.
  • the light transmissive reflection film 12 e functions as a reflection interface of the transmitted light OP ⁇ b> 1 incident on the eyepiece mirror 12. Since the reflectance of the light transmissive reflection film 12e is higher than the reflection interface of the eyepiece mirror 12 of this embodiment (that is, the interface between air and the eyepiece mirror 12), the light amount of the light OP2 reflected from the eyepiece mirror 12 is It improves over embodiment. Thereby, the observer U can observe a clearer image.
  • the fifth aspect of the present embodiment is The eyepiece mirror 12 is disposed at a position where the light transmitted by the transmission mirror 11 travels in the backward radial direction, and reflects the backward radial light toward the viewer.
  • This is a retinal projection device 10.
  • the sixth aspect of the present embodiment is The plurality of light transmissive reflective members are arranged parallel to one another This is a retinal projection device 10.
  • the seventh aspect of the present embodiment is
  • the eyepiece mirror 12 causes transmitted light to be incident on the eyepiece mirror 12 from a direction oblique to the arrangement direction of the plurality of light transmissive reflection members.
  • This is a retinal projection device 10.
  • the eighth aspect of the present embodiment is
  • the eyepiece mirror 12 has a light transmissive reflective film on a reflective surface located on the opposite side to the incident surface on which the transmitted light is incident, This is a retinal projection device 10.
  • the light transmissive reflection film 12 e functions as a reflection interface of the transmitted light OP ⁇ b> 1 incident on the eyepiece mirror 12. Since the reflectance of the light transmissive reflection film 12e is higher than the reflection interface of the eyepiece mirror 12 of this embodiment (that is, the interface between air and the eyepiece mirror 12), the light amount of the light OP2 reflected from the eyepiece mirror 12 is It improves over embodiment. Thereby, the observer U can observe a clearer image.
  • the transmission mirror 11 includes a plurality of transmission mirrors 11.
  • the light source 13 is disposed in the first quadrant of the space quadrant divided by the plane and the normal line of the light source side transmission mirror 11 disposed at a position closest to the light source 13 among the plurality of transmission mirrors 11,
  • the eyepiece mirror 12 is disposed in the second quadrant of the space divided by the plane and the normal line of the observer-side transmission mirror 11 disposed at a position closest to the observer among the plurality of transmission mirrors 11
  • This is a retinal projection device 10.
  • the plurality of transmission type mirrors 11 are provided. Thereby, on the optical path between the light source 13 and the eyepiece mirror 12, the plurality of transmission type mirrors 11 relay light. As a result, it is possible to project an image of the light OP0 emitted from the light source 13 onto the retina RET via the eyepiece mirror 12 without increasing the size of each transmission mirror 11 and eyepiece mirror 12.
  • the tenth aspect of the present embodiment is
  • the light transmissive reflection member includes a dielectric multilayer film having a characteristic of reflecting light of a wavelength emitted from the light source 13; This is a retinal projection device 10.
  • the dielectric multilayer film reflects the light OP0 emitted from the light source 13
  • light having a wavelength different from that of the light OP0 for example, the reflected light OP (OBJ) of the physical object OBJ
  • OBJ reflected light OP
  • the eleventh aspect of the present embodiment is A combination of a pair of light sources 13, a transmission mirror 11, and an eyepiece mirror 12; Each of the light sources 13 emits light corresponding to a parallax image. This is a retinal projection device 10.
  • the observer U can stereoscopically view an image corresponding to the light OP0 emitted from the light source 13.
  • the twelfth aspect of the present embodiment is The light source 13 is movable along the optical axis of the light source 13 This is a retinal projection device 10.
  • the focal point FP moves in accordance with the distance between the light source 13 and the transmission mirror 11. Thereby, the focal point FP can be adjusted regardless of the position of the eyeball UE of the observer U.
  • the thirteenth aspect of the present embodiment is Equipped with a MEMS mirror 18,
  • the light source 13 emits light corresponding to the original image for the left eye and light corresponding to the original image for the right eye
  • the MEMS mirror 18 reflects light corresponding to the original image for the left eye at a first reflection angle, and reflects light corresponding to the original image for the left eye at a second reflection angle.
  • This is a retinal projection device 10.
  • the parallax image is projected onto the retina RETT of the observer U via the MEMS mirror 18. Thereby, the observer U can observe a three-dimensional image.
  • the fourteenth aspect of the present embodiment is A frame 10a rotatably supporting the transmission mirror 11;
  • the transmission mirror 11 changes the tilt angle of the light source with respect to the optical axis by rotating with respect to the frame 10a.
  • This is a retinal projection device 10.
  • the fourteenth aspect as the transmission type mirror 11 is rotated, the amount of incident light of external light to the transmission type mirror 11 is reduced, so that the contrast of the image IMG1 is increased. As a result, the observer U can observe the image IMG1 clearly.
  • the fifteenth aspect of the present embodiment is It comprises at least one of a light guide plate and an HOE that projects an image corresponding to the light emitted from the light source 13 onto the retina of the observer by reflecting the transmitted light of the transmission mirror 11 toward the observer.
  • This is a retinal projection device 10.
  • the degree of freedom of the layout of the optical module of the retinal projection device 10 can be improved without using the eyepiece mirror 12.
  • the sixteenth aspect of the present embodiment is Equipped with a camera 16 for capturing an image;
  • the light source 13 emits light corresponding to the image captured by the camera 16.
  • This is a retinal projection device 10.
  • the sixteenth aspect not only the image generated by the computer 30, but also the image of the physical object OBJ is projected onto the retina of the observer U. Thereby, the observer U can clearly observe the image of the physical object OBJ regardless of the visual acuity.
  • a retinal projection system comprising the retinal projection device 10 described above and a computer connectable to the retinal projection device 10, wherein The computer is An optical sensor for detecting light leaked from the retinal projection device 10; Means for identifying the movement of the head of the observer wearing the retinal projection device 10 according to the light detected by the light sensor, It is a retinal projection system.
  • the seventeenth aspect it is possible to follow the movement of the head of the observer U without adding a configuration to the retinal projection device 10. Thereby, an image according to the movement of the head of the observer U can be easily provided.
  • the eighteenth aspect of the present embodiment is
  • the retinal projection device 10 includes a marker
  • the computer is A camera 16 for capturing an image of the marker; Means for identifying the movement of the head of the observer wearing the retinal projection device 10 based on the image captured by the camera 16; It is a retinal projection system.
  • the laser projectors 131 and 133 (FIGS. 4A and 4C) and the combination of the display 132a and the pinhole 132b (FIG. 4B) are illustrated as an example of the light source 13.
  • the light source 13 is not limited to these as long as the light source 13 outputs light going straight in a radial direction.
  • the optical system of the retinal projection device 10 may include a filter (eg, an ND (Neutral Density) filter) that attenuates the amount of light.
  • a filter eg, an ND (Neutral Density) filter
  • ND Neutral Density
  • the retinal projection device 10 is connected to the computer 30.
  • the retinal projection device 10 includes the processor 15, the retinal projection device 10 can project an image on the retina of the observer U without being connected to the computer 30. That is, the connection between the retinal projection device 10 and the computer 30 is not essential.
  • the pair of light sources 13 may emit light OP corresponding to the parallax image.
  • a parallax image is projected on the retina of the observer U.
  • the observer U can stereoscopically view the image corresponding to the light OP0 emitted from the light source 13.
  • the laser projector may be a SLM (Spatial Light Modulator) type or a laser scanning type.
  • SLM Spatial Light Modulator
  • the laser projector 131 or 133 can be smaller than the laser scan type, and power consumption can be reduced.
  • one light source 13 includes one laser projector 131 (FIG. 4A) or one display 132a (FIG. 4B).
  • One light source 13 may have a plurality of laser projectors 131 or a plurality of displays 132 a (that is, a plurality of light emitting elements). In this case, the viewing angle of the observer U can be enlarged.
  • the transmission mirror 11 shows an example in which the transmission light OP1 is imaged at the focal point FP at a position that is plane-symmetrical to the incident light OP0 with respect to the transmission mirror 11.
  • the transmission type mirror 11 of the present embodiment is not limited to this.
  • the transmissive mirror 11 may focus the transmitted light OP1 on the focal point FP of the second quadrant Q2 (including the optical axis of the transmissive mirror 11) which is not plane-symmetrical with respect to the transmissive mirror 11.
  • the inclination angle ⁇ 1 is preferably small. As the inclination angle ⁇ 1 decreases, the size of the eyepiece mirror 12 and the light transmission plate 14 in the front-rear direction (FR-RR direction) can be reduced. The smaller the inclination angle ⁇ 1 is, the larger the size in the arrangement direction Ds of the light transmissive reflection members 121a to 121c is. Therefore, the number of light transmissive reflection members 121 per unit area can be reduced in the arrangement direction Ds. . The smaller the inclination angle ⁇ 1 is, the larger the component in the front-rear direction (FR-RR direction) of the vector of the reflected light of each of the light transmissive reflection members 121a to 121c becomes. Therefore, the light with a small number of reflections in the eyepiece mirror 12 is large. Become. As a result, the total amount of light incident on the eyeball UE is increased. This makes the image formed on the retina RET clearer.
  • the eyepiece mirror 12 can be omitted.
  • the transmission mirror 11 functions as an eyepiece mirror.

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Abstract

本発明の目的は、観察者の視野角を拡大することである。本発明の網膜投影装置は、放射状に直進する光を出射する光源（１２）を備え、光源から出射された放射状の光を反射させながら、逆放射状に透過させる透過型ミラー（１１）を備え、透過型ミラー（１１）は、透過型ミラーの平面及び法線によって分割される空間上の象限のうち第１象限から入射する放射状の光を、透過型ミラーの平面を基準として第１象限と反対側に位置し、且つ、透過型ミラーの法線を基準として第１象限と同じ側に位置する第２象限に向かって逆放射状に透過させる。

Description

網膜投影装置、網膜投影システム
　本発明は、網膜投影装置及び網膜投影システムに関する。
　近年、ユーザに没入感を与える手法として、ＶＲ（Virtual Reality）、ＡＲ（Augmented Reality）、及び、ＭＲ（Mixed Reality）が注目されている。ＶＲ環境、ＡＲ環境、又は、ＭＲ環境を実現するためには、コンピュータによって生成された画像、及び、物理オブジェクトの像の両方を同時に視認可能なシースルー型のディスプレイが必要である。
　このようなシースルー型のディスプレイとして、画像を網膜に投影するように構成された網膜投影装置が知られている。
　例えば、特開２００２－９０６８８号公報の網膜ディスプレイは、点光源と、凸レンズと、ハーフミラーと、を備える。点光源の光は、凸レンズで屈折し、且つ、ハーフミラーで反射し、眼球に入射する。
　特開２０１３－０１９９７８号公報の網膜投影表示装置は、液晶パネルと、ピンホールと、ハーフミラーと、凹面鏡と、を備える。液晶パネルの光は、ピンホールを通過した後、ハーフミラーで反射し、且つ、凹面鏡で反射し、眼球に入射する。
　しかし、特開２００２－９０６８８号公報では、凸レンズにおいて光の波面が歪む。特開２０１３－０１９９７８号公報では、凹面鏡において、光の波面が歪む。このように、従来の網膜投影装置では、眼球に入射する光の波面が歪むため、被写界深度が浅くなる。その結果、観察者が画像を鮮明に観察できる領域は限られる。
　つまり、従来技術では、波面の歪みを防ぐことができない。その結果、観察者の視野角が狭くなる。
　本発明の目的は、観察者の視野角を拡大することである。
　本発明の一態様は、
　放射状に直進する光を出射する光源を備え、
　前記光源から出射された放射状の光を反射させながら、逆放射状に透過させる透過型ミラーを備え、
　　前記透過型ミラーは、前記透過型ミラーの平面及び法線によって分割される空間上の象限のうち第１象限から入射する放射状の光を、前記透過型ミラーの平面を基準として前記第１象限と反対側に位置し、且つ、前記透過型ミラーの法線を基準として前記第１象限と同じ側に位置する第２象限に向かって逆放射状に透過させる、
網膜投影装置である。
　本発明によれば、観察者の視野角を拡大することができる。
本実施形態の網膜投影装置の外観を示す図である。 図１の網膜投影装置のユーザビューを示す図である。 図１の網膜投影装置の構成を示す図である。 図３の光源の一例を示す模式図である。 図３の透過型ミラーの一例である透過型二面コーナーリフレクタアレイミラーの模式図である。 図３の接眼ミラーの構成の第１例を示す図である。 図３の接眼ミラーの構成の第２例を示す図である。 図３の透過型ミラーの動作原理の説明図である。 図３の透過型ミラーの動作原理の第１観点の説明図である。 図３の透過型ミラーの動作原理の第２観点の説明図である。 図３の透過型ミラーの動作原理の第３観点の説明図である。 図３の接眼ミラーの動作原理の説明図である。 図６及び図７の接眼ミラー１２の光学原理の説明図である。 変形例１の説明図である。 変形例３の網膜投影装置の構成を示す図である。 変形例４の網膜投影システムの構成を示す図である。 変形例５の網膜投影装置の動作原理の説明図である。 変形例６の接眼ミラーの構成を示す図である。 変形例７の網膜投影装置の構成を示す図である。 変形例８の網膜投影装置の構成を示す図である。 変形例９の接眼ミラーの第１例の動作原理の説明図である。 変形例１０の接眼ミラーの動作原理の説明図である。 変形例１１の網膜投影装置の構成図である。
　以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
　以下の説明では、「光透過性」とは、光（特に、光源１３（図１）から出射される光）を透過する性質を意味するが、透過度の大小は問わない。
（１）網膜投影装置の概要
　本実施形態の網膜投影装置の概要について説明する。図１は、本実施形態の網膜投影装置の外観を示す図である。図２は、図１の網膜投影装置のユーザビューを示す図である。
　図１の網膜投影装置１０は、観察者Ｕ（図２）の網膜に画像を投影するように構成される。
　図１に示すように、網膜投影装置１０は、フレーム１０ａと、透過型ミラー１１と、接眼ミラー１２と、光源１３と、光透過プレート１４と、を備える。
　左右のフレーム１０ａ内には、それぞれ、一対の光源１３と、一対の透過型ミラー１１と、が埋め込まれている。
　光透過プレート１４は、光透過性を有する材料（例えば、プラスチック又はガラス）である。一対の光透過プレート１４内には、それぞれ、接眼ミラー１２が埋め込まれている。
　網膜投影装置１０の光学系は、光源１３と、透過型ミラー１１と、接眼ミラー１２と、を含む。この光学系によって、光源１３の光の像が観察者Ｕの網膜に投影される。
　図２に示すように、網膜投影装置１０は、コンピュータ３０と接続可能である。例えば、コンピュータ３０は、コンピュータ３０にインストールされたアプリケーションのウインドウ画面の画像を生成し、且つ、画像データを網膜投影装置１０に送信する。光源１３は、コンピュータ３０から送信された画像に対応する光を出射する。この場合、網膜投影装置１０を装着した観察者Ｕには、ウインドウ画面の画像ＩＭＧが空中に表示されたように見える。
　また、光透過プレート１４は、観察者Ｕの周囲に実在する物理オブジェクトＯＢＪに反射した光を透過するので、観察者Ｕには、画像ＩＭＧと、物理オブジェクトＯＢＪの像と、が重畳して見える。
　このように、網膜投影装置１０は、空中に投影した画像ＩＭＧを観察させる機能（いわゆる空中ディスプレイとしての機能）と、画像ＩＭＧと物理オブジェクトの像とを重畳して観察させる機能（いわゆる、ＡＲやＭＲのためのディスプレイとしての機能）と、を有する。
　以下の説明では、図２に示すように、網膜投影装置１０を装着したときの観察者Ｕの頭頂部側Ｕｈｔの方向を「上方ＵＰ」といい、上方ＵＰに対して反対方向を「下方ＬＯ」といい、観察者Ｕにとって右側方向を「右側方Ｒ」といい、観察者にとって左側方向を「左側方ＨＬ」といい、観察者にとって前方方向を「前方ＦＲ」といい、観察者にとって後方方向を「後方ＲＲ」という。
（２）網膜投影装置の構成
　本実施形態の網膜投影装置の構成について説明する。図３は、図１の網膜投影装置の構成を示す図である。
　図３に示すように、網膜投影装置１０は、コンピュータ３０と接続可能である。網膜投影装置１０は、透過型ミラー１１と、接眼ミラー１２と、光源１３と、を備える。
　光源１３は、放射状に直進する光ＯＰ０（例えば、平行光）を出射するように構成される。光源１３から出射された光ＯＰ０は元画像に対応する。元画像は、網膜投影装置１０に接続されたコンピュータ３０によって生成される。
　透過型ミラー１１は、第１面１１ａと、第２面と１１ｂと、を有する。
　第１面１１ａは、光源１３側の空間（つまり、第２空間ＳＰ２）を向いている。
　第２面１１ｂは、第１面１１ａの反対側の空間（つまり、第１空間ＳＰ１）を向いている。
　透過型ミラー１１は、接眼ミラー１２に対して光源１３側に配置される。つまり、透過型ミラー１１は、網膜投影装置１０の光学系において、光源１３と接眼ミラー１２との間に位置する。
　透過型ミラー１１は、透過型ミラー１１に入射する放射状の入射光ＯＰ０を反射させながら、逆放射状に透過させることにより、光の波面を歪ませることなく、透過光ＯＰ１を生成するように構成される。透過光ＯＰ１は、透過型ミラー１１を起点として逆放射状に直進し、透過型ミラー１１を対称軸として光源１３に対して対象となる位置の焦点ＦＰで集束する。
　透過型ミラー１１は、例えば、以下のものを含む。
・オプティカルメタマテリアルミラー
・透過型二面コーナーリフレクタアレイミラー（Transmission Type Dihedral Corner Reflector Array Mirror）
　接眼ミラー１２は、透過型ミラー１１に対して観察者Ｕの眼球ＵＥ側に配置される。つまり、接眼ミラー１２は、網膜投影装置１０の光学系において、透過型ミラー１１と眼球ＵＥとの間に位置する。
　図３Ａに示すように、接眼ミラー１２は、透過型ミラー１１の透過光を観察者Ｕに向かって反射させることにより、光源１３から出射された光ＯＰ０に対応する像を、観察者Ｕの網膜に投影するように構成される。
　換言すると、図３Ｂに示すように、接眼ミラー１２は、透過型ミラー１１の透過光を反射させることにより、光源１３と等価な仮想光源を空間上の焦点ＦＰに転写するように構成される。
（２－１）光源の構成
　本実施形態の光源の構成を説明する。図４は、図３の光源の一例を示す模式図である。
　図４Ａは、光源１３の第１例の模式図である。
　図４Ａに示すように、光源１３の第１例は、放射状に直進する光を出射するレーザプロジェクタ１３１である。
　レーザプロジェクタ１３１は、可視光レーザＯＰ０を出射するように構成される。レーザプロジェクタ１３１は、例えば、任意の色（例えば、赤色、緑色、及び、青色の少なくとも１色）の可視光レーザＯＰ０を出射する半導体レーザを備える。
　レーザプロジェクタ１３１から出射された可視光レーザＯＰ０は、レーザプロジェクタ１３１を起点として、放射状に直進する。
　図４Ｂは、光源１３の第２例の模式図である。
　図４Ｂに示すように、光源１３の第２例は、ディスプレイ１３２ａと、ピンホール１３２ｂと、を備える。
　ディスプレイ１３２ａは、元画像に対応する光を発光するように構成される。ディスプレイ１３２ａは、例えば、以下の何れかである。
・液晶ディスプレイ
・有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイである。
　ディスプレイ１３２ａの光ＯＰ０は、ピンホール１３２ｂで集束する。
　ピンホール１３２ｂで集束した光ＯＰ０は、ピンホール１３２ｂを起点として、放射状に直進する。
　図４Ｃは、光源１３の第３例の模式図である。
　図４Ｃに示すように、光源１３の第３例は、逆放射状に直進する光を出射するレーザプロジェクタ１３３である。
　レーザプロジェクタ１３３は、可視光レーザＯＰ０を出射するように構成される。レーザプロジェクタ１３１は、例えば、任意の色（例えば、赤色、緑色、及び、青色の少なくとも１色）の可視光レーザＯＰ０を出射する半導体レーザを備える。
　レーザプロジェクタ１３３から出射された可視光レーザＯＰ０は、レーザプロジェクタ１３３を起点として、逆放射状に直進する。
　レーザプロジェクタ１３３は、ＳＬＭ型であっても良いし、レーザスキャン型であっても良い。レーザプロジェクタ１３３がＳＬＭ型である場合、レーザスキャン型よりもレーザプロジェクタ１３３を小型化することができる。
　このように、光源１３は、発光源（例えば、図４Ａのレーザプロジェクタ１３１）が放射状に直進する光を発光するものであっても良いし、発光源（例えば、図４Ｂのディスプレイ１３２ａ）の先に配置された光学素子（例えば、図４Ｂのピンホール１３２ｂ）が放射状に直進する光を生成するものであっても良いし、発光源（例えば、図４Ｃのレーザプロジェクタ１３３）が逆放射状に直進する光を発光するものであっても良い。
（２－２）透過型ミラーの構成
　本実施形態の透過型ミラーの構成を説明する。図５は、図３の透過型ミラーの一例である透過型二面コーナーリフレクタアレイミラーの模式図である。
　図５Ａは、透過型ミラー１１の一例である透過型二面コーナーリフレクタアレイミラーの外観を示している。
　図５Ａに示すように、透過型ミラー１１は、第１面１１ａを含む第１層１１ｅと、第２面１１ｂを含む第２層１１ｆと、を有する。第１層１１ｅ及び第２層１１ｆは、Ｙ方向に積層されている。第１面１１ａは、第１層１１ｅ及び第２層１１ｆの積層方向（Ｙ方向）について、第２面１１ｂと反対方向を向く。
　図５Ｂは、図５Ａの領域Ｉの拡大図である。
　図５Ｂに示すように、透過型ミラー１１は、複数の第１マイクロミラーシート１１ｈａと、複数の第２マイクロミラーシート１１ｈｂと、を有する。
　第１層１１ｅの複数の第１マイクロミラーシート１１ｈａは、ピッチｐでＸ方向に沿って配列されている。各第１マイクロミラーシート１１ｈａの反射面１１ｈａａは、第１マイクロミラーシート１１ｈａの配列方向（Ｘ方向）を向く。
　第１層１１ｅに入射した光は、Ｘ方向に反射しながら進む。
　第２層１１ｆの複数の第２マイクロミラーシート１１ｈｂは、ピッチｐでＺ方向に沿って配列されている。各第２マイクロミラーシート１１ｈｂの反射面１１ｈｂａは、第２マイクロミラーシート１１ｈｂの配列方向（Ｚ方向）を向く。
　第２層１１ｆに入射した光は、Ｚ方向に反射しながら進む。
　つまり、透過型ミラー１１は、入射光をＸ方向及びＺ方向に反射させながら、Ｙ方向に透過させるように構成される。換言すると、透過型ミラー１１は、入射光に対して、Ｘ方向及びＺ方向に再帰性させ、且つ、Ｙ方向に正反射させる光学素子として機能する。
　なお、ピッチｐが小さいほど、網膜に投影される画像ＩＭＧのサイズは小さくなる。
　接眼ミラー１２が透過型二面コーナーリフレクタアレイミラーである場合、接眼ミラー１２の構成は、図５の構成と同様である。
（２－３）接眼ミラーの構成
　本実施形態の接眼ミラー１２の構成を説明する。
（２－３－１）接眼ミラーの構成の第１例
　接眼ミラー１２の構成の第１例を説明する。図６は、図３の接眼ミラーの構成の第１例を示す図である。
　図６Ａは、接眼ミラー１２を上下方向（ＵＰ－ＬＯ方向）に切断したときの断面を左側方ＨＬから見た図である。図６Ｂは、接眼ミラー１２の上面図である。
　図６に示すように、接眼ミラー１２は、複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃと、光透過性樹脂部１２１ｄと、を備える。
　図６Ａに示すように、各光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃは、配列方向Ｄｓである上下方向（ＵＰ－ＬＯ方向）及び前後方向（ＦＲ－ＲＲ方向）について、接眼ミラー１２の前面１２ａ及び背面１２ｂに対して、傾斜角θ１を形成するように配置される。つまり、各光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃは、前後方向（ＦＲ－ＲＲ方向）の直交方向について、斜めに配置される。
　各光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃ同士の間隔ｅは、均等である。つまり、複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃは、互いに略平行に配置される。
　上下方向（ＵＰ－ＬＯ方向）について、光透過性反射部材１２１ａと前面１２ａとの交点１２１ａａの位置と、光透過性反射部材１２１ａに隣接する光透過性反射部材１２１ｂと背面１２ｂとの交点１２１ｂａの位置とは、互いに揃っている。
　光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃは、例えば、以下の何れかである。
・ハーフミラー
・光学フィルタ（一例として、ガラスフィルタ）
・アクリル板
　図６Ｂに示すように、複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃは、観察者Ｕ（つまり、前後方向（ＦＲ－ＲＲ方向））から見ると、１枚の光透過性反射部材と等価である。
　各光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃの間には、光透過性樹脂部１２１ｄが配置される。光透過性樹脂部１２１ｄは、光透過性を有する樹脂材料で構成される。光透過性樹脂部１２１ｄは、複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃ同士を接合する。光透過性樹脂部１２１ｄの材料は、例えば、紫外線硬化性樹脂である。
　観察者Ｕの眼球ＵＥの水晶体Ｌの中心を通る仮想線Ｌｃと、接眼ミラー１２の反射面（つまり、前面１２ａ及び背面１２ｂ）と、によって形成される角度θ３は、任意の角度である。但し、θ３は９０度であることが好ましい。
　図６の接眼ミラー１２によれば、透過型ミラー１１を接眼ミラー１２に対して左側又は右側に配置し易くなる。例えば、この接眼ミラー１２を図１のような網膜投影装置１０に配置することにより、上下方向（ＵＰ－ＬＯ方向）のサイズの増加を抑制することができる。
（２－３－２）接眼ミラーの構成の第２例
　接眼ミラー１２の構成の第２例を説明する。図７は、図３の接眼ミラーの構成の第２例を示す図である。
　図７Ａは、接眼ミラー１２を左右方向（ＨＬ－ＨＲ方向）に切断したときの断面を上方ＵＰから見た図である。図７Ｂは、接眼ミラー１２の側面図である。
　図７に示すように、接眼ミラー１２は、複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃと、光透過性樹脂部１２１ｄと、を備える。光透過性樹脂部１２１ｄは、図６と同様である。
　図７Ａに示すように、各光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃは、配列方向Ｄｓである左右方向（ＨＬ－ＨＲ方向）及び前後方向（ＦＲ－ＲＲ方向）について、接眼ミラー１２の前面１２ａ及び背面１２ｂに対して、傾斜角θ１を形成するように配置される。つまり、各光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃは、前後方向（ＦＲ－ＲＲ方向）の直交方向について、斜めに配置される。
　各光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃ同士の間隔ｅは、均等である。つまり、複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃは、互いに平行に配置される。
　左右方向（ＨＬ－ＨＲ方向）について、光透過性反射部材１２１ａと前面１２ａとの交点１２１ａａの位置と、光透過性反射部材１２１ａに隣接する光透過性反射部材１２１ｂと背面１２ｂとの交点１２１ｂａの位置とは、互いに揃っている。
　図７Ｂに示すように、複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃは、観察者Ｕ（つまり、前後方向（ＦＲ－ＲＲ方向））から見ると、１枚の光透過性反射部材と等価である。
　観察者Ｕの眼球ＵＥの水晶体Ｌの中心を通る仮想線Ｌｃと、接眼ミラー１２の反射面（つまり、前面１２ａ及び背面１２ｂ）と、によって形成される角度θ３は、任意の角度である。但し、θ３は９０度であることが好ましい。
　図７の接眼ミラー１２によれば、透過型ミラー１１を接眼ミラー１２に対して上方ＵＰ又は下方ＬＯに配置し易くなる。例えば、この接眼ミラー１２を図１のような網膜投影装置１０に配置することにより、左右方向（ＨＬ－ＨＲ方向）のサイズの増加を抑制することができる。
　このように、接眼ミラー１２は、配列方向Ｄｓ（図６の上下方向（ＵＰ－ＬＯ方向）、又は、図７の左右方向（ＨＬ－ＨＲ方向））に沿って積層された複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃを備える。各光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃは、配列方向Ｄｓについて、接眼ミラー１２の前面１２ａ及び背面１２ｂに対して傾斜角θ１を形成する。
　これにより、接眼ミラー１２は、背面１２ｂから入射した光を、前後方向（ＦＲ－ＲＲ）及び配列方向Ｄｓに反射するように構成される。
　（３）網膜投影装置の動作原理
　本実施形態の網膜投影装置の動作原理を説明する。
（３－１）透過型ミラーの動作原理
　本実施形態の透過型ミラーの動作原理を説明する。図８は、図３の透過型ミラーの動作原理の説明図である。
　図８に示すように、透過型ミラー１１の平面に沿ったＸＺ平面によって、第１空間ＳＰ１と、第２空間ＳＰ２と、に分割される。
　また、ＸＺ平面と、透過型ミラー１１の法線に沿ったＹ軸と、によって、第１空間ＳＰ１及び第２空間ＳＰ２は、４つの象限（第１象限Ｑ１～第４象限Ｑ４）に分割される。
　第２空間ＳＰ２は、第１象限Ｑ１及び第４象限Ｑ４を含む。
　第１象限Ｑ１は、入射光ＯＰ０が進行する空間（つまり、光源１３が配置される空間）である。第１象限Ｑ１は、Ｙ軸（つまり、透過型ミラー１１の光軸）を含む。
　第４象限Ｑ４は、Ｙ軸に対して第１象限Ｑ１と反対側の空間である。
　第１空間ＳＰ１は、第２象限Ｑ２及び第３象限Ｑ３を含む。
　第２象限Ｑ２は、透過光ＯＰ１が進行する空間（つまり、観察者Ｕの眼球ＵＥを含む空間）である。第２象限Ｑ２は、Ｙ軸（つまり、透過型ミラー１１の光軸）を含む。
　第３象限Ｑ３は、Ｙ軸に対して第２象限Ｑ２と反対側の空間である。
　第１象限Ｑ１及び第２象限Ｑ２は、透過型ミラー１１（ＸＺ平面）を基準として互いに反対側に位置し、且つ、透過型ミラー１１の法線（Ｙ軸）を基準として同じ側に位置する。
　光源１３から出射された光が透過型ミラー１１に直接入射する場合、光源１３は、第１象限Ｑ１に配置される。
（３－１－１）透過型ミラーの動作原理の第１観点
　第１観点では、透過型ミラー１１が入射光ＯＰ０の進行方向を変えるように構成されるという観点で、透過型ミラー１１の動作原理を説明する。図９は、図３の透過型ミラーの動作原理の第１観点の説明図である。
　図９に示すように、光源１３から出射された光ＯＰ０は、透過型ミラー１１に向かって拡がり角θ０で放射状に直進し、第１象限Ｑ１から透過型ミラー１１に入射する。
　透過型ミラー１１は、入射光ＯＰ０をＸＺ方向に反射しながらＹ方向に透過することによって、第２象限Ｑ２に、出射角θ０で逆放射状に直進する透過光ＯＰ１を出射する。透過光ＯＰ１は、透過型ミラー１１を起点として逆放射状に直進し、第２象限Ｑ２内の焦点ＦＰで集束する。
　このように、透過型ミラー１１は、第１象限Ｑ１から放射状に入射する入射光ＯＰ０を、第２象限Ｑ２に逆放射状に進行する透過光ＯＰ１に変える光学素子として機能する。
　透過型ミラー１１が透過型二面コーナーリフレクタアレイミラーである場合、焦点ＦＰは、透過型ミラー１１に関して、光源１３に対して面対称の関係にある。この場合、透過型ミラー１１は、光源１３に対して面対称の位置に入射光を結像するように構成された面対称結像素子として機能する。
（３－１－２）透過型ミラーの動作原理の第２観点
　第２観点では、透過型ミラー１１が光源１３を転写するように構成されるという観点で、透過型ミラー１１の動作原理を説明する。図１０は、図３の透過型ミラーの動作原理の第２観点の説明図である。
　図１０に示すように、光源１３から出射された光ＯＰ０は、透過型ミラー１１に向かって拡がり角θ０で放射状に直進し、第１象限Ｑ１から透過型ミラー１１に入射する。
　透過型ミラー１１は、入射光ＯＰ０をＸＺ方向に反射しながらＹ方向に透過することによって、第２象限Ｑ２に、拡がり角θ０で逆放射状に直進する透過光ＯＰ１を出射する。透過光ＯＰ１は、透過型ミラー１１を起点として逆放射状に直進し、第２象限Ｑ２内の焦点ＦＰで集束する。焦点ＦＰで集束した透過光ＯＰ１は、光源１３の実像を形成する。この現象は、光源１３に対応する仮想光源ＶＯＳが形成されたことと等価である。
　このように、透過型ミラー１１は、第２空間ＳＰ２（第１象限Ｑ１）に配置された光源１３の実像であり、且つ、光源１３と等価な仮想光源ＶＯＳを第１空間ＳＰ１（第２象限Ｑ２）に転写する光学素子として機能する。
　透過型ミラー１１が透過型二面コーナーリフレクタアレイミラーである場合、焦点ＦＰは、透過型ミラー１１に関して、光源１３に対して面対称の関係にある。この場合、透過型ミラー１１は、光源１３に対して面対称の位置に仮想光源ＶＯＳを転写するように構成された面対称転写素子として機能する。
（３－１－３）透過型ミラーの動作原理の第３観点
　第３観点では、透過型ミラー１１の光学特性の観点で、透過型ミラー１１の動作原理を説明する。図１１は、図３の透過型ミラーの動作原理の第３観点の説明図である。
　図１１に示すように、透過型ミラー１１は、第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２との間の界面として振る舞う。透過型ミラー１１は、光源１３の光軸に対して角度α０（０°＜α０＜３６０°）を成すように、傾斜している。
　第２空間ＳＰの第１象限Ｑ１内の光源１３から出射された光ＯＰ０は、透過型ミラー１１に向かって放射状に直進し、第１象限Ｑ１から透過型ミラー１１（つまり、第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２の界面）に入射角α０で入射する。
　透過型ミラー１１は、入射光ＯＰ０をＸＺ方向に反射しながらＹ方向に透過することによって、第２象限Ｑ２に透過光ＯＰ１を出射する。透過光ＯＰ１は、出射角α１（０°＜α１＜３６０°）で透過型ミラー１１を起点として逆放射状に直進し、第２象限Ｑ２内の焦点ＦＰで集束する。
　なお、透過型ミラー１１が透過型二面コーナーリフレクタアレイミラーである場合、α０＝α１である。
　第１空間ＳＰ１の及び第２空間ＳＰ２は、何れも、空気で満たされている。したがって、第１空間ＳＰ１の物性としての屈折率（つまり、第１空間ＳＰ１の実際の屈折率）は、第２空間ＳＰ２の物性としての屈折率（つまり、第２空間ＳＰ２の実際の屈折率）と等しい。
　しかし、透過型ミラー１１は、第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２の界面として振る舞うことにより、第１空間ＳＰ１に見かけ上の屈折率ｎ１を付与する。屈折率ｎ１は、スネルの法則により、式１で表される。
　ｎ１・ｓｉｎα０　＝　ｎ２・ｓｉｎα１　…（式１）
・ｎ１・・・第１空間ＳＰ１の見かけ上の屈折率
・ｎ２・・・第２空間ＳＰ２の物性としての屈折率
・α０・・・光ＯＰ０の入射角
・α１・・・光ＯＰ１の出射角
　透過型ミラー１１を透過しない光が第１空間ＳＰ１を進行する場合、当該光には、第１空間ＳＰ１の物性としての屈折率が作用する。物性としての屈折率は、一般に、正の値である。
　一方、透過型ミラー１１によって生成された透過光ＯＰ１が第１空間ＳＰ１を進行する場合、透過光ＯＰ１には、見かけ上の屈折率ｎ１が作用する。透過光ＯＰ１は、第１象限Ｑ１から透過型ミラー１１に入射した入射光ＯＰ０が第２象限Ｑ２に向かって屈折した光としてみなすことができるので、見かけ上の屈折率ｎ１は、負の値である。
　このように、透過型ミラー１１は、透過光ＯＰ１が進行する第１空間ＳＰ１を、負の屈折率ｎ１を有する媒質として振る舞わせる界面として機能するように構成される。
　透過型ミラー１１は、上記動作原理の第１観点～第３観点の何れかで説明された光学特性を有するので、透過型ミラー１１では、波面の歪みは生じない。従って、眼球ＵＥには、波面の歪がない光が入射する。
　これにより、観察者の視野角を拡大することができる。その結果、観察者Ｕが画像ＩＭＧを鮮明に観察可能な領域が拡がる。
　焦点ＦＰが眼球ＵＥの水晶体の中心と合う場合、仮想光源ＶＯＳが眼球ＵＥの中に形成される。その結果、網膜と光源１３との実質的な距離が極めて短くなる。これにより、網膜投影装置１０のサイズを増大させることなく、且つ、波面を歪ませることなく、視野角を拡げることができる。
（３－２）接眼ミラーの動作原理
　本実施形態の接眼ミラーの動作原理について説明する。図１２は、図３の接眼ミラーの動作原理の説明図である。
　図１２に示すように、光源１３から出射された光ＯＰ０は、透過型ミラー１１の第１面１１ａに入射する。
　透過型ミラー１１に入射した光ＯＰ０は、透過型ミラー１１の光学特性に応じて進行方向が変えられながら、透過型ミラー１１を透過する透過光ＯＰ１になる。
　透過光ＯＰ１は、放射状に直進し、互いに集束する前に接眼ミラー１２に入射する。
　接眼ミラー１２に入射した光ＯＰ１は、接眼ミラー１２によって反射されることにより、進行方向が変わる。
　接眼ミラー１２によって進行方向が変わった光ＯＰ２は、焦点ＦＰで集束するように放射状に直進する。
　物理オブジェクトＯＢＪの反射光ＯＰ（ＯＢＪ）は、接眼ミラー１２を透過して、観察者Ｕの網膜上で結像する。
　焦点ＦＰと観察者Ｕの瞳孔の位置とが合う場合、光ＯＰ２は、観察者Ｕの網膜上で結像する。これにより、光源１３から出射された光ＯＰ０の像が網膜に投影される。
　その結果、観察者Ｕには、光ＯＰ０の像、及び、物理オブジェクトＯＢＪの像が重畳して見える。
（３－２－１）接眼ミラーの光学原理
　本実施形態の接眼ミラー１２の光学原理について説明する。図１３は、図６及び図７の接眼ミラー１２の光学原理の説明図である。
　図１３に示すように、接眼ミラー１２には、配列方向Ｄｓ及び前後方向（ＦＲ－ＲＲ方向）について、接眼ミラー１２の前面１２ａ及び背面１２ｂに対して斜め方向から、透過型ミラー１１の透過光ＯＰ２ａ及びＯＰ２ｂが入射する。
　透過光ＯＰ２ａは、接眼ミラー１２の背面１２ｂから入射角θ２ａで入射すると、接眼ミラー１２の前面１２ａと空気との界面で反射する。界面の反射光は、光透過性反射部材１２１ｃで反射する。光透過性反射部材１２１ｃの反射光は、光透過性反射部材１２１ｂで反射する。光透過性反射部材１２１ｂの反射光は、背面１２ｂから観察者Ｕの眼球ＵＥに向かって出射される。
　透過光ＯＰ２ｂは、背面１２ｂから入射角θ２ｂで入射すると、前面１２ａと空気との界面で反射する。界面の反射光は、光透過性反射部材１２１ｂで反射する。光透過性反射部材１２１ｂの反射光は、光透過性反射部材１２１ａで反射する。光透過性反射部材１２１ａの反射光は、背面１２ｂから観察者Ｕの眼球ＵＥに向かって出射される。
　接眼ミラー１２の出射光ＯＰ２ａ及びＯＰ２ｂは、観察者Ｕの角膜Ｃを通って、水晶体Ｌの中心で集光した後、網膜ＲＥＴで結像する。
　このように、前面１２ａと空気との界面、及び、複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃの両反射面で、接眼ミラー１２に入射した光ＯＰ２が反射するので、接眼ミラー１２は、前後方向（ＦＲ－ＲＲ方向）について、入射光ＯＰ２を再帰性反射させる光学素子として機能する。
　これにより、観察者Ｕには、光源１３から出射された光ＯＰ０の像が複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃに映っているように見える。
　観察者Ｕの眼前に配置される接眼ミラー１２が光透過性反射部材を備えるので、物理オブジェクトの像をより鮮明に観察させることができる。
（４）網膜投影装置の使用例
　本実施形態の網膜投影装置の使用例について説明する。
（４－１）使用例１
　使用例１について説明する。使用例１は、観察者Ｕが網膜投影装置１０を装着して使用する例である。
　観察者Ｕは、自身の頭部に網膜投影装置１０を装着する。つまり、観察者Ｕは、網膜投影装置１０を、ヘッドマウントディスプレイとして使用する。
　元画像のコンテンツは、例えば、以下のものを含む。
・ビデオゲーム
・映画
・３Ｄコンテンツ
・コンピュータ３０にインストールされたアプリケーションの画面
　一般的なヘッドマウントディスプレイは、観察者Ｕの視界を閉鎖する。従って、観察者Ｕに違和感を与え、且つ、視野角を制限する。
　しかし、網膜投影装置１０は、観察者Ｕの視界を閉鎖しない。従って、観察者Ｕに違和感を与えることがなく、且つ、視野角を制限することもない。
（４－２）使用例２
　使用例２について説明する。使用例２は、観察者Ｕが網膜投影装置１０から離れた位置で網膜投影装置１０を使用する例である。
　一例として、網膜投影装置１０は、自動車の内装（例えば、サンバイザ、又は、ダッシュボード）に着脱可能に取り付けられる。
　画像ＩＭＧのコンテンツは、例えば、以下のものを含む。
・計器情報（一例として、速度、燃料の残量、バッテリの残量、及び、走行距離）
・ナビゲーション情報（一例として、目的地迄の経路を示す情報）
・映画
　一般的なヘッドマウントディスプレイは、観察者Ｕの視界を閉鎖するので、運転中に使用することはできない。
　しかし、網膜投影装置１０は、観察者Ｕの視界を閉鎖しない。従って、観察者Ｕは、運転中であっても、網膜投影装置１０を安全に使用することができる。
　別の例として、網膜投影装置１０は、机に着脱可能に取り付けられる。
　元画像のコンテンツは、例えば、コンピュータ３０にインストールされたアプリケーション（一例として、ワープロアプリケーション）の画面を含む。
　一般的なヘッドマウントディスプレイは、観察者Ｕの視界を閉鎖する。従って、観察者Ｕに違和感を与え、且つ、視野角を制限する。
　しかし、網膜投影装置１０は、観察者Ｕの視界を閉鎖しない。従って、観察者Ｕに違和感を与えることがなく、且つ、視野角を制限することもない。
　観察者Ｕは、網膜投影装置１０を装着する必要がないので、網膜投影装置１０の重さを気にすることなく、元画像のコンテンツを体験することができる。
　特に、一般的なヘッドマウントディスプレイは、網膜投影装置１０に比べて重いので、長時間の使用には適していない。網膜投影装置１０は、長時間の使用であっても、観察者Ｕに与える疲労を軽減することができる。
（５）変形例
　本実施形態の変形例について説明する。
（５－１）変形例１
　本実施形態の変形例１について説明する。変形例１は、焦点距離ｆが可変である例である。図１４は、変形例１の説明図である。
　図１４に示すように、光源１３又は透過型ミラー１１の少なくとも１つは、光源１３の光軸に沿って移動可能である。
　光源１３又は透過型ミラー１１の少なくとも１つが移動すると、焦点距離ｆが変化する。その結果、焦点ＦＰも移動する。
　光源１３が、透過型ミラー１１に近づく方向に移動すると、焦点距離ｆが小さくなるので、焦点ＦＰは、透過型ミラー１１に近づく方向に移動する。
　光源１３が、透過型ミラー１１から遠ざかる方向に移動すると、焦点距離ｆが大きくなるので、焦点ＦＰは、透過型ミラー１１から遠ざかる方向に移動する。
　変形例１によれば、光源１３を移動させることにより、焦点ＦＰ（つまり、仮想光源ＶＯＳの位置）を移動させることができる。
（５－２）変形例２
　変形例２について説明する。変形例２は、接眼ミラー１２に、誘電体多層膜を形成する例である。
　変形例２の接眼ミラー１２の反射面（つまり、複数の光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃ、及び、前面１２ａ（図１３））には、誘電体多層膜が形成される。
　誘電体多層膜は、光源１３から放射される光ＯＰ０の波長を特異的に反射する特性を有する。
　変形例２によれば、誘電体多層膜が、光源１３から放射される光ＯＰ０を反射するが、光ＯＰ０とは異なる波長を有する光（例えば、物理オブジェクトＯＢＪ１の反射光ＯＰ（ＯＢＪ））は反射せずに透過させる。従って、観察者Ｕには、接眼ミラー１２が透明に見える。これにより、観察者Ｕは、画像ＩＭＧと物理オブジェクトＯＢＪとが重畳した様子を違和感なく観察することができる。
（５－３）変形例３
　変形例３について説明する。変形例３は、カメラ１６によって撮像された画像を網膜に投影する例である。図１５は、変形例３の網膜投影装置の構成を示す図である。
　図１５に示すように、変形例３の網膜投影装置１０は、図１の網膜投影装置１０の構成に加えて、カメラ１６と、を備える。
　プロセッサ１５は、フレーム１０ａ内に配置される。
　カメラ１６は、一対の光透過プレート１４の間のフレーム１０ａ上に配置される。
　カメラ１６は、物理オブジェクトＯＢＪの画像を撮像するように構成される。
　プロセッサ１５は、カメラ１６によって撮像された画像の画像データを生成するように構成される。
　光源１３は、プロセッサ１５によって生成された画像データに対応する光ＯＰ０を出射する。
　変形例３によれば、カメラ１６によって撮像された画像が、ユーザの網膜に直接投影される。これにより、観察者Ｕは、視力にかかわらず、物理オブジェクトＯＢＪの鮮明な像を視認することができる。
　換言すると、変形例３の網膜投影装置１０は、レンズを備えていないにもかかわらず、レンズを備える眼鏡を代替することができる。つまり、変形例３の網膜投影装置１０は、レンズレス眼鏡として機能する。
（５－４）変形例４
　変形例４について説明する。変形例４は、網膜投影装置１０を装着した観察者Ｕの頭の動きを追跡する例である。図１６は、変形例４の網膜投影システムの構成を示す図である。
　図１６に示すように、変形例４のコンピュータ３０は、光センサ３１を備える。
　光センサ３１は、特定波長の光を検出するように構成される。
　光源１３から出射された光ＯＰ０、又は、透過型ミラー１１の透過光ＯＰ１の一部は、網膜投影装置１０の外部に漏れる。光センサ３１は、網膜投影装置１０から漏れた光ＯＰ０又はＯＰ１を検出する。
　光センサ３１が光ＯＰ０又はＯＰ１を検出すると、コンピュータ３０は、光ＯＰ０又はＯＰ１の光センサ３１に対する入射角を計算する。
　コンピュータ３０は、計算した入射角の変化から、網膜投影装置１０を装着した観察者Ｕの頭の動きを特定する。
　コンピュータ３０は、特定した頭の動きに基づいて、光源１３から出射される光ＯＰ０に対応する画像を生成する。
　変形例４によれば、網膜投影装置１０に構成を追加することなく、観察者Ｕの頭の動きを追随することができる。これにより、簡素な構成で、観察者Ｕの頭の動きに応じた画像を観察者Ｕの網膜に投影することができる。
　変形例４では、好ましくは、コンピュータ３０がカメラを備え、且つ、網膜投影装置１０は、コンピュータ３０のカメラによって撮像可能なマーカを備える。
　マーカは、例えば、以下の少なくとも１つである。
・発光体（一例として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode））
・光反射体
　この場合、頭の動きの追随の精度を向上させることができる。
（５－５）変形例５
　変形例５について説明する。変形例５は、ｎ（ｎは、１～Ｎ（Ｎは２以上の整数））枚の透過型ミラー１１を備える網膜投影装置１０の例である。図１７は、変形例５の網膜投影装置の動作原理の説明図である。
　図１７に示すように、変形例５の網膜投影装置１０は、ｎ枚の透過型ミラー（１段目の透過型ミラー１１（１）～Ｎ段目の透過型ミラー１１（Ｎ））を備える。透過型ミラー１１（１）は、光源１３に最も近い位置に配置される。透過型ミラー１１（１）は、接眼ミラー１２に最も近い位置（つまり、光源１３から出射された光ＯＰ０の光路において、光源１３から最も遠い位置）に配置される。
　１段目の透過型ミラー１１（１）は、光源１３から距離ｆ（１）の位置に位置する。１段目の透過型ミラー１１（１）は、光源１３から出射された光ＯＰ０を第１面１１（１）ａで受ける。
　１段目の透過型ミラー１１（１）は、第１面１１（１）ａで受けた光ＯＰ０を、反射しながら透過することにより、第２面１１（１）ｂから出射させる。
　１段目の第３空間ＳＰ３（１）内には、１段目の透過型ミラー１１（１）から距離ｆ（１）の位置に第１焦点ＦＰ１が位置する。１段目の第３空間ＳＰ３（１）は、網膜投影装置１０の光学系において、１段目の透過型ミラー１１（１）と２段目の透過型ミラー１１（２）との間に位置する空間である。
　１段目の透過型ミラー１１（１）の透過光ＯＰ１（１）は、第１焦点ＦＰ１で集束する。第１焦点ＦＰ１で集束した光は、第１焦点ＦＰ１を起点として、２段目の透過型ミラー１１（２）に向かって放射状に直進する。
　２段目の透過型ミラー１１（２）は、第１焦点ＦＰ１から距離ｆ２の位置に位置する。
　２段目の透過型ミラー１１（２）は、第１焦点ＦＰ１を起点として放射状に直進する光ＯＰ１（２）を第１面１１（２）ａで受ける。
　２段目の透過型ミラー１１（２）は、第１面１１（２）ａで受けた光ＯＰ１（２）を反射しながら透過することにより、第２面１１（２）ｂから出射させる。
　Ｎ－１段目の第３空間ＳＰ３（Ｎ－１）内には、Ｎ－１段目の透過型ミラー１１（Ｎ－１）（不図示）から距離ｆ（Ｎ）の位置にｎ－１段前の第ｎ－１焦点ＦＰｎ－１が位置する。ｎ－１段目の透過型ミラー１１（Ｎ－１）の透過光ＯＰ１（Ｎ－１）は、第Ｎ－－１焦点ＦＰ（Ｎ－１）で集束する。
　Ｎ段目の透過型ミラー１１（Ｎ）は、第Ｎ－１焦点ＦＰ（Ｎ－１）から距離ｆ（Ｎ）の位置に位置する。
　Ｎ段目の透過型ミラー１１（Ｎ）は、第Ｎ－１焦点ＦＰ（Ｎ－１）から放射状に直進する光ＯＰ１（Ｎ－１）を第１面１１（Ｎ）ａで受ける。
　Ｎ段目の透過型ミラー１１（Ｎ）は、第１面１１（Ｎ）ａで受けた光ＯＰ１（Ｎ）を反射しながら透過することにより、第２面１１（Ｎ）ｂから出射させる。
　第１空間ＳＰ１内には、Ｎ段目の透過型ミラー１１（Ｎ）から距離ｆ（Ｎ）の位置より近い位置に、接眼ミラー１２が配置される。
　接眼ミラー１２は、Ｎ段目の透過型ミラー１１（Ｎ）の透過光ＯＰ１（Ｎ）を反射させることにより、観察者Ｕの眼球ＵＥに向けて反射光ＯＰ２を出射する。
　接眼ミラー１２の反射光ＯＰ２は、図１３に示すように、角膜Ｃを通って、水晶体Ｌの中心で集光した後、網膜ＲＥＴに結像する。
　これにより、観察者Ｕは、反射光ＯＰ２に対応する画像を見ることができる。
　変形例５によれば、複数の透過型ミラー１１を組み合わせることにより、網膜投影装置１０を構成する光学素子（光源１３、各透過型ミラー１１、及び、接眼ミラー１２）のレイアウトの制約を解消することができる。これにより、網膜投影装置１０の光学素子（光源１３、透過型ミラー１１、及び、接眼ミラー１２）のレイアウトの自由度を向上させながら、各透過型ミラー１１を小型化することができる。
（５－６）変形例６
　変形例６について説明する。変形例６は、接眼ミラー１２の構造の変形例である。図１８は、変形例６の接眼ミラーの構成を示す図である。
　図１８に示すように、変形例６の接眼ミラー１２は、前面１２ａに光透過性反射膜１２ｅが形成されている点が、本実施形態の接眼ミラー１２（図６及び図７）とは異なる。光透過性反射膜１２ｅは、空気よりも反射率の高い特性を有する。
　変形例６によれば、光透過性反射膜１２ｅが、接眼ミラー１２に入射する透過光ＯＰ１の反射界面として機能する。光透過性反射膜１２ｅの反射率は、本実施形態の接眼ミラー１２の反射界面（つまり、空気と接眼ミラー１２との界面）より高いので、接眼ミラー１２から反射された光ＯＰ２の光量が本実施形態よりも向上する。これにより、観察者Ｕは、より鮮明な画像を観察することができる。
（５－７）変形例７
　変形例７について説明する。図１９は、変形例７の網膜投影装置の構成を示す図である。
　図１９に示すように、変形例７の網膜投影装置１０は、光源１３と、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー１８と、透過型ミラー１１と、を備える。
　ＭＥＭＳミラー１８は、光源１３と透過型ミラー１１との間に配置される。つまり、ＭＥＭＳミラー１８は、網膜投影装置１０の光学系において、透過型ミラー１１の前段に配置される。
　ＭＥＭＳミラー１８は、左目ＵＬＥ用の元画像に対応する光ＯＰ０ｃを左目ＵＬＥ用の第１反射角で反射し、且つ、右目ＵＲＥ用の元画像に対応する光ＯＰ０ｄを右目ＵＲＥ用の第２反射角で反射する。
　透過型ミラー１１は、本実施形態と同様に、光ＯＰ０ｃ及びＯＰｄを負の屈折率に応じて屈折させて、透過光ＯＰ１ａ及びＯＰｂを透過させる。
　透過光ＯＰ１ａは、第１反射角に応じた焦点ＦＰ１に位置する左目ＵＬＥに入射する。これにより、左目ＵＬＥには、左目用の元画像が写る。
　透過光ＯＰ１ｂは、第２反射角に応じた焦点ＦＰ２に位置する右目ＵＲＥに入射する。これにより、右目ＵＲＥには、右目用の元画像が写る。
　なお、ＭＥＭＳミラー１８は、網膜投影装置１０の光学系において、透過型ミラー１１の後段に配置されてもよい。
　変形例７によれば、左目ＵＬＥ用の光学系、及び、右目ＵＲＥ用の光学系が、それぞれ、視差画像に対応する透過光ＯＰ１ａ及びＯＰ１ｂを左目ＵＬＥ及び右目ＵＲＥに入射させる。これにより、観察者Ｕは、立体的な画像を観察することができる。
（５－８）変形例８
　変形例８について説明する。図２０は、変形例８の網膜投影装置の構成を示す図である。
　図２０に示すように、フレーム１０ａは、透過型ミラー１１と、光源１３と、を収容する。
　透過型ミラー１１は、第１面１１ａと、第２面と１１ｂと、を有する。
　第１面１１ａは、光源１３側（つまり、第２空間ＳＰ２）を向いている。
　第２面１１ｂは、第１面１１ａの反対側（つまり、第１空間ＳＰ１）を向いている。
　透過型ミラー１１は、フレーム１０ａに回動可能に軸支されている。フレーム１０ａに収容された透過型ミラー１１が回動すると、透過型ミラー１１は、フレーム１０ａの外部において、光源１３の光軸に対して傾斜角θ（０＜θ≦９０°）を形成する（つまり、光源１３の光軸に対して傾斜する）。
　仮想線ＶＬ１１は、光源１３の光軸である。
　仮想線ＶＬ１２は、透過型ミラー１１と仮想線ＶＬ１１との交点１１ｃを通り、且つ、仮想線ＶＬ１１に直交する線である。
　透過型ミラー１１は、仮想線ＶＬ１１に対して傾斜角θを形成する。
　焦点ＦＰは、透過型ミラー１１を対称軸として光源１３に対して対称となる位置である。焦点ＦＰと交点１１ｃとの間の距離（以下「焦点距離」という）ｆは、光源１３と交点１１ｃとの間の距離と等しい。
（５－９）変形例９
　変形例９について説明する。図２１は、変形例９の接眼ミラーの第１例の動作原理の説明図である。
　変形例９の接眼ミラー１２は、図２１の面対称結像素子（「面対称転写素子」ともいう）１２１である。面対称結像素子１２１は、透過型ミラー１１と同様の光学特性を有する。
　図２１は、透過型ミラー１１の光軸と面対称結像素子１２１の光軸との間の距離ｆ１が、透過型ミラー１１の光軸と光源１３の光軸との距離の２倍である例を示している。つまり、透過型ミラー１１の光軸と焦点ＦＰ１との間の距離ｆ１と、焦点ＦＰ１と面対称結像素子１２１の光軸との間の距離ｆ１が同一である。この場合、面対称結像素子１２１は、観察者Ｕの眼球ＵＥと面対称結像素子１２１の光軸との間の距離が、光源１３の光軸と透過型ミラー１１の光軸との間の距離と同一になる位置に配置される。
　光源１３から出射された光ＯＰ０は、透過型ミラー１１の第１面１１ａに入射する。
　透過型ミラー１１に入射した光ＯＰ０は、透過型ミラー１１の光学特性に応じて進行方向が変えられながら、透過型ミラー１１を透過する透過光ＯＰ１（１）になる。
　透過光ＯＰ１（１）は、焦点ＦＰ１で集束するように放射状に直進し、面対称結像素子１２１の第１面１２１ａに入射する。
　面対称結像素子１２１に入射した光ＯＰ１（２）は、面対称結像素子１２１の光学特性に応じて進行方向が変えられながら、面対称結像素子１２１を透過する透過光ＯＰ２になる。
　面対称結像素子１２１の透過光ＯＰ２は、焦点ＦＰ２で集束するように放射状に直進する。
　物理オブジェクトＯＢＪの反射光ＯＰ（ＯＢＪ）は、面対称結像素子１２１を透過して、観察者Ｕの網膜上で結像する。
　焦点ＦＰと観察者Ｕの瞳孔の位置とが合う場合、光ＯＰ２は、観察者Ｕの網膜上で結像する。これにより、光源１３から出射された光ＯＰ０の像が網膜に投影される。
　その結果、観察者Ｕには、光ＯＰ０の像、及び、物理オブジェクトＯＢＪの像が重畳して見える。
　一般に、光源１３から観察者Ｕの網膜までの間に光が進行する距離（以下「光路長」という）が長いほど、網膜投影装置１０の光学素子（光源１３、透過型ミラー１１、及び、接眼ミラー１２）のレイアウトの自由度は高くなる。仮に、接眼ミラー１２がない場合に光路長を長くするためには、透過型ミラー１１の大きさを増やす必要がある。
　これに対して、変形例９の接眼ミラー１２によれば、面対称結像素子１２１が透過型ミラー１１と同様の光学特性を有するので、光源１３と観察者Ｕの網膜との間に複数の透過型ミラー１１を配置することと等価である。この場合、光路長は、面対称結像素子１２１がない場合に比べて長くなる。光路長が長くなるほど、網膜投影装置１０の光学素子（光源１３、透過型ミラー１１、及び、接眼ミラー１２）のレイアウトの自由度が向上する。これにより、透過型ミラー１１及び接眼ミラー１２のそれぞれの大きさを増やすことなく、光学モジュールのレイアウトの自由度を向上させることができる。
　レイアウトの自由度の向上は、ＶＲ（Virtual Reality）環境に用いられるようなノンシースルー型のディスプレイの場合、比較的重い光学素子（例えば、光源１３）を観察者Ｕの負担を軽減する位置に配置し易くなるので、特に好ましい。
（５－１０）変形例１０
　変形例１０について説明する。図２２は、変形例１０の接眼ミラーの動作原理の説明図である。
　変形例１０の接眼ミラー１２は、図２２のハーフミラー１２２である。
　透過型ミラー１１の光軸とハーフミラー１２２の光軸との間の距離ｆ２は、透過型ミラー１１の光軸と光源１３の光軸との距離ｆ１より短い。ハーフミラー１２２は、式２が成立する位置に配置される。
　ｆ１　＝　ｆ２　＋　ｆ３　…（式２）
・ｆ１：光源１３の光軸と透過型ミラー１１の光軸との間の距離
・ｆ２：透過型ミラー１１の光軸とハーフミラー１２２の光軸との間の距離
・ｆ３：ハーフミラー１２２の光軸と眼球ＵＥとの間の距離
　光源１３から出射された光ＯＰ０は、透過型ミラー１１の第１面１１ａに入射する。
　透過型ミラー１１に入射した光ＯＰ０は、透過型ミラー１１の光学特性に応じて進行方向が変えられながら、透過型ミラー１１を透過する透過光ＯＰ１になる。
　透過光ＯＰ１は、放射状に直進し、互いに集束する前にハーフミラー１２２の第１面１２２ａに入射する。
　ハーフミラー１２２に入射した光ＯＰ１は、ハーフミラーによって反射されることにより、進行方向が変わる。
　ハーフミラー１２２によって進行方向が変わった光ＯＰ２は、焦点ＦＰで集束するように放射状に直進する。
　物理オブジェクトＯＢＪの反射光ＯＰ（ＯＢＪ）は、ハーフミラー１２２を透過して、観察者Ｕの網膜上で結像する。
　焦点ＦＰと観察者Ｕの瞳孔の位置とが合う場合、光ＯＰ２は、観察者Ｕの網膜上で結像する。これにより、光源１３から出射された光ＯＰ０の像が網膜に投影される。
　その結果、観察者Ｕには、光ＯＰ０の像、及び、物理オブジェクトＯＢＪの像が重畳して見える。
　一般的に、逆放射状の光を逆放射状に反射する透過型光学素子（例えば、ハーフミラー）は、逆放射状の光を放射状に反射する透過型光学素子（例えば、透過型二面コーナーリフレクタアレイミラー）より安価である。
　変形例１０の接眼ミラー１２によれば、比較的安価な透過型光学素子であるハーフミラー１２２を用いるので、物理オブジェクトＯＢＪの光ＯＰ（ＯＢＪ）に対する透過性を確保しつつ、且つ、網膜投影装置１０のコストを低減することができる。
（５－１１）変形例１１
　変形例１１について説明する。図２３は、変形例１１の網膜投影装置の構成図である。
　変形例１１の網膜投影装置１０は、接眼ミラー１２に代えて、導光板１７を備える。
　図２３Ａに示すように、導光板１７は、透過型ミラー１１の透過光ＯＰ１が集束する前（つまり、網膜投影装置１０の光学系において、透過光ＯＰ１の焦点の前段）に配置される。
　光源１３から出射された光ＯＰ０は、透過型ミラー１１の第１面１１ａに入射する。
　透過型ミラー１１に入射した光ＯＰ０は、透過型ミラー１１の光学特性に応じて進行方向が変えられながら、透過型ミラー１１を透過する透過光ＯＰ１（１）になる。
　図２３Ｂに示すように、透過光ＯＰ１（１）は、焦点ＦＰ１で集束するように放射状に直進し、導光板１７に入射する。
　導光板１７に入射した光は、導光板１７内の反射面で反射を繰り返した後、導光板１７の出射光ＯＰ２になる。
　出射光ＯＰ２は、焦点ＦＰで集束するように逆放射状に直進する。
　物理オブジェクトＯＢＪの反射光ＯＰ（ＯＢＪ）は、導光板１７を透過して、観察者Ｕの網膜上で結像する。
　焦点ＦＰと観察者Ｕの瞳孔の位置とが合う場合、出射光ＯＰ２は、観察者Ｕの網膜上で結像する。これにより、光源１３から出射された光ＯＰ０の像が網膜に投影される。
　その結果、観察者Ｕには、光ＯＰ０の像、及び、物理オブジェクトＯＢＪの像が重畳して見える。
　変形例１１では、導光板１７に代えて、以下の何れかであっても良い。
・ＨＯＥ（Holographic Optical Element）
・導光板及びＨＯＥの組合せ
　変形例１１によれば、導光板１７によって、透過型ミラー１１の後段の光路長が増加する。これにより、透過型ミラー１１の後段の光路長の分だけ、光源１３と透過型ミラー１１との間（つまり、透過型ミラー１１の前段）の光路長を増加させることができる。その結果、接眼ミラー１２を用いることなく、光学素子のレイアウトの自由度が向上する。
　レイアウトの自由度の向上は、ＶＲ環境に用いられるようなノンシースルー型のディスプレイの場合、比較的重い光学素子（例えば、光源１３）を観察者Ｕの負担を軽減する位置に配置し易くなるので、特に好ましい。
（６）小括
　本実施形態について小括する。
　本実施形態の第１態様は、
　放射状に直進する光を出射する光源１３を備え、
　光源１３から出射された放射状の光を反射させながら、逆放射状に透過させる透過型ミラー１１を備え、
　　透過型ミラー１１は、透過型ミラー１１の平面及び法線によって分割される空間上の象限のうち第１象限から入射する放射状の光を、透過型ミラー１１の平面を基準として第１象限と反対側に位置し、且つ、透過型ミラー１１の法線を基準として第１象限と同じ側に位置する第２象限に向かって逆放射状に透過させる、
網膜投影装置１０である。
　第１態様によれば、透過型ミラー１１を介して、光源１３から出射された光の像を網膜に投影する。これにより、波面の歪みが生じないので、観察者の視野角を拡大することができる。
　また、光の特性を変化させる光学素子を含まないので、光学系の設計を容易にすることができる。
　また、ディスプレイの光源を眼球ＵＥの内部に形成することができる。
　また、網膜投影装置１０は、光の波面を歪ませる光学素子（例えば、レンズ、導光板、又は、凹面鏡）を含まないので、焦点の位置が当該光学素子の光学特性（例えば、レンズの屈折率）に依存しない。これにより、光源１３から出射された光ＯＰ０に対応する画像を無限遠に投影することができ、結果として被射界深度が深くなる。
　また、光源１３の像が網膜に極めて近い位置に形成される。この現象は、観察者Ｕの網膜には、網膜に極めて近い位置に形成された仮想光源ＶＯＳから出射された光の像が投影されたことと等価である。これにより、観察者Ｕの視野角を向上させることができる。
　本実施形態の第２態様は、
　透過型ミラー１１は、透過型ミラー１１を対称軸として光源１３に対して対称となる位置に透過型ミラー１１の透過光を結像させる、
網膜投影装置１０である。
　本実施形態の第３態様は、
　透過型ミラー１１は、透過型ミラー１１を対称軸として光源１３に対して対称となる位置に光源１３の実像である仮想光源を結像させる、
網膜投影装置１０である。
　本実施形態の第４態様は、
　透過型ミラー１１の透過光を観察者に向かって反射させる接眼ミラー１２を備え、
　接眼ミラー１２は、複数の光透過性反射部材を備える、
網膜投影装置１０である。
　第４態様によれば、光透過性反射膜１２ｅが、接眼ミラー１２に入射する透過光ＯＰ１の反射界面として機能する。光透過性反射膜１２ｅの反射率は、本実施形態の接眼ミラー１２の反射界面（つまり、空気と接眼ミラー１２との界面）より高いので、接眼ミラー１２から反射された光ＯＰ２の光量が本実施形態よりも向上する。これにより、観察者Ｕは、より鮮明な画像を観察することができる。
　本実施形態の第５態様は、
　接眼ミラー１２は、透過型ミラー１１によって透過された光が逆放射状に直進する位置に配置され、且つ、逆放射状の光を観察者に向かって反射する、
網膜投影装置１０である。
　本実施形態の第６態様は、
　複数の光透過性反射部材は、互いに平行に配列されている、
網膜投影装置１０である。
　本実施形態の第７態様は、
　接眼ミラー１２は、複数の光透過性反射部材の配列方向について斜めの方向から、接眼ミラー１２に透過光を入射させる、
網膜投影装置１０である。
　本実施形態の第８態様は、
　接眼ミラー１２は、透過光が入射する入射面と反対側の位置する反射面に、光透過性反射膜を備える、
網膜投影装置１０である。
　第８態様によれば、光透過性反射膜１２ｅが、接眼ミラー１２に入射する透過光ＯＰ１の反射界面として機能する。光透過性反射膜１２ｅの反射率は、本実施形態の接眼ミラー１２の反射界面（つまり、空気と接眼ミラー１２との界面）より高いので、接眼ミラー１２から反射された光ＯＰ２の光量が本実施形態よりも向上する。これにより、観察者Ｕは、より鮮明な画像を観察することができる。
　本実施形態の第９態様は、
　透過型ミラー１１は、複数の透過型ミラー１１を備え、
　光源１３は、複数の透過型ミラー１１のうち光源１３に最も近い位置に配置された光源側透過型ミラー１１の平面及び法線によって分割される空間上の象限のうち第１象限に配置され、
　接眼ミラー１２は、複数の透過型ミラー１１のうち観察者に最も近い位置に配置された観察者側透過型ミラー１１の平面及び法線によって分割される空間上の象限のうち第２象限に配置される、
網膜投影装置１０である。
　第９態様によれば、複数の透過型ミラー１１を備える。これにより、光源１３と接眼ミラー１２との間の光路上で、複数の透過型ミラー１１が光をリレーする。その結果、各透過型ミラー１１及び接眼ミラー１２を大型化することなく、光源１３から出射された光ＯＰ０の像を、接眼ミラー１２を介して、網膜ＲＥＴに投影することができる。
　本実施形態の第１０態様は、
　光透過性反射部材は、光源１３から出射された波長の光を反射する特性を有する誘電体多層膜を備える、
網膜投影装置１０である。
　第１０態様によれば、誘電体多層膜が、光源１３から出射される光ＯＰ０を反射するが、光ＯＰ０とは異なる波長を有する光（例えば、物理オブジェクトＯＢＪの反射光ＯＰ（ＯＢＪ））は反射せずに透過させる。これにより、網膜投影装置１０を装着した観察者Ｕは、物理オブジェクトＯＢＪの像を鮮明に観察することができる。
　本実施形態の第１１態様は、
　一対の光源１３、透過型ミラー１１、及び、接眼ミラー１２の組合せを備え、
　一対の光源１３は、それぞれ、視差画像に対応する光を出射する、
網膜投影装置１０である。
　第１１態様によれば、観察者Ｕは、光源１３から出射された光ＯＰ０に対応する像を立体視することができる。
　本実施形態の第１２態様は、
　光源１３は、光源１３の光軸に沿って移動可能である、
網膜投影装置１０である。
　第１２態様によれば、光源１３と透過型ミラー１１との距離に応じて、焦点ＦＰが移動する。これにより、観察者Ｕの眼球ＵＥの位置に関わらず、焦点ＦＰを合わせることができる。
　本実施形態の第１３態様は、
　ＭＥＭＳミラー１８を備え、
　光源１３は、左目用の元画像に対応する光と、右目用の元画像に対応する光と、を放射し、
　ＭＥＭＳミラー１８は、左目用の元画像に対応する光を第１反射角で反射し、且つ、左目用の元画像に対応する光を第２反射角で反射する、
網膜投影装置１０である。
　第１３態様によれば、ＭＥＭＳミラー１８を介して、視差画像を観察者Ｕの網膜ＲＥＴＴに投影する。これにより、観察者Ｕは、立体的な画像を観察することができる。
　本実施形態の第１４態様は、
　透過型ミラー１１を回動可能に軸支するフレーム１０ａを備える、
　透過型ミラー１１は、フレーム１０ａに対して回動することによって、光源の光軸に対する傾斜角を変化させる、
網膜投影装置１０である。
　第１４態様によれば、透過型ミラー１１が回動することによって、透過型ミラー１１への外光の入光量が低減するので、画像ＩＭＧ１のコントラストが増加する。その結果、観察者Ｕは、画像ＩＭＧ１を鮮明に観察することができる。
　本実施形態の第１５態様は、
　透過型ミラー１１の透過光を観察者に向かって反射させることにより、光源１３から出射された光に対応する像を観察者の網膜に投影する導光板及びＨＯＥの少なくとも１つを備える、
網膜投影装置１０である。
　第１５態様によれば、接眼ミラー１２を用いることなく、網膜投影装置１０の光学モジュールのレイアウトの自由度を向上させることができる。
　本実施形態の第１６態様は、
　画像を撮像するカメラ１６を備え、
　光源１３は、カメラ１６によって撮像された画像に対応する光を出射する、
網膜投影装置１０である。
　第１６態様によれば、観察者Ｕの網膜には、コンピュータ３０によって生成された画像だけでなく、物理オブジェクトＯＢＪの画像も投影される。これにより、観察者Ｕは、視力に関わらず、物理オブジェクトＯＢＪの像を鮮明に観察することができる。
　本実施形態の第１７態様は、
　上記の網膜投影装置１０と、網膜投影装置１０と接続可能なコンピュータと、を備える網膜投影システムであって、
　コンピュータは、
　　網膜投影装置１０から漏れた光を検出する光センサを備え、
　　光センサによって検出された光に応じて、網膜投影装置１０を装着した観察者の頭の動きを特定する手段を備える、
網膜投影システムである。
　第１７態様によれば、網膜投影装置１０に構成を追加することなく、観察者Ｕの頭の動きを追従することができる。これにより、観察者Ｕの頭の動きに応じた画像を容易に提供することができる。
　本実施形態の第１８態様は、
　網膜投影装置１０は、マーカを備え、
　コンピュータは、
　　マーカの画像を撮像するカメラ１６を備え、
　　カメラ１６によって撮像された画像に基づいて、網膜投影装置１０を装着した観察者の頭の動きを特定する手段を備える、
網膜投影システムである。
　第１８態様によれば、観察者Ｕの頭の動きの追従の精度を向上させることができる。
（７）その他の変形例
　その他の変形例について説明する。
　本実施形態では、光源１３の一例として、レーザプロジェクタ１３１及び１３３（図４Ａ及び図４Ｃ）と、ディスプレイ１３２ａ及びピンホール１３２ｂの組合せ（図４Ｂ）と、を例示した。しかし、光源１３は、放射状に直進する光を出力するものであれば、これらに限られるものではない。
　網膜投影装置１０の光学系は、光量を減衰するフィルタ（例えば、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ）を含んでも良い。
　この場合、網膜に入射する光の光量が低減するので、過度に高い光量の光が網膜に入射することによる物理オブジェクトＯＢＪの像の視認性の低下を防ぐことができる。
　上記アプリケーションの例では、網膜投影装置１０がコンピュータ３０と接続される例を示した。しかし、図１５に示すように、網膜投影装置１０がプロセッサ１５を備える場合、網膜投影装置１０は、コンピュータ３０と接続することなく、観察者Ｕの網膜に画像を投影することができる。つまり、網膜投影装置１０とコンピュータ３０との接続は必須ではない。
　一対の光源１３は、視差画像に対応する光ＯＰを出射しても良い。この場合、観察者Ｕの網膜には、視差画像が投影される。これにより、観察者Ｕは、光源１３から出射される光ＯＰ０に対応する画像を立体視することができる。
　光源１３がレーザプロジェクタ１３１又は１３３である場合、レーザプロジェクタは、ＳＬＭ（Spatial Light Modulator）型であっても良いし、レーザスキャン型であっても良い。ＳＬＭ型の場合、レーザスキャン型よりもレーザプロジェクタ１３１又は１３３を小型化し、且つ、消費電力を低減することができる。
　本実施形態では、１つの光源１３は、１つのレーザプロジェクタ１３１（図４Ａ）、又は、１つのディスプレイ１３２ａ（図４Ｂ）を有する例を示した。しかし、本実施形態は、これに限られるものではない。１つの光源１３が、複数のレーザプロジェクタ１３１、又は、複数のディスプレイ１３２ａ（つまり、複数の発光素子）を有しても良い。この場合、観察者Ｕの視野角を拡大することができる。
　本実施形態では、図９に示すように、透過型ミラー１１は、透過型ミラー１１に関して、入射光ＯＰ０に対して面対称となる位置の焦点ＦＰに透過光ＯＰ１を結像させる例を示した。しかし、本実施形態の透過型ミラー１１は、これに限られるものではない。透過型ミラー１１は、第２象限Ｑ２（透過型ミラー１１の光軸を含む）のうち、透過型ミラー１１に関して面対称ではない位置の焦点ＦＰに透過光ＯＰ１を結像させてもよい。
　傾斜角θ１は、小さい方が好ましい。
　傾斜角θ１が小さくなるほど、接眼ミラー１２及び光透過プレート１４の前後方向（ＦＲ－ＲＲ方向）のサイズを縮小することができる。
　傾斜角θ１が小さくなるほど、各光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃの配列方向Ｄｓのサイズが大きくなるので、配列方向Ｄｓについて、単位面積あたりの光透過性反射部材１２１の数を低減することができる。
　傾斜角θ１が小さくなるほど、各光透過性反射部材１２１ａ～１２１ｃの反射光のベクトルの前後方向（ＦＲ－ＲＲ方向）の成分が大きくなるので、接眼ミラー１２内での反射回数の少ない光が多くなる。その結果、眼球ＵＥに入射する光の総光量が大きくなる。これにより、網膜ＲＥＴに結像される像がより鮮明になる。
　接眼ミラー１２は、省略可能である。この場合、透過型ミラー１１が接眼ミラーとして機能する。
　以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態及び変形例は、組合せ可能である。
１０　　　　：網膜投影装置
１０ａ　　　：フレーム
１１　　　　：透過型ミラー
１２　　　　：接眼ミラー
１３　　　　：光源
１４　　　　：光透過プレート
１５　　　　：プロセッサ
１６　　　　：カメラ
３０　　　　：コンピュータ
３１　　　　：光センサ
１２１，１２１ａ～１２１ｃ：光透過性反射部材
１２１ｄ　　：光透過性樹脂部
１３１　　　：レーザプロジェクタ
１３２ａ　　：ディスプレイ
１３２ｂ　　：ピンホール
１３３　　　：レーザプロジェクタ

Claims (18)

  1. 　放射状に直進する光を出射する光源を備え、
    　前記光源から出射された放射状の光を反射させながら、逆放射状に透過させる透過型ミラーを備え、
    　　前記透過型ミラーは、前記透過型ミラーの平面及び法線によって分割される空間上の象限のうち第１象限から入射する放射状の光を、前記透過型ミラーの平面を基準として前記第１象限と反対側に位置し、且つ、前記透過型ミラーの法線を基準として前記第１象限と同じ側に位置する第２象限に向かって逆放射状に透過させる、
    網膜投影装置。
  2. 　前記透過型ミラーは、前記透過型ミラーを対称軸として前記光源に対して対称となる位置に前記透過型ミラーの透過光を結像させる、
    請求項１に記載の網膜投影装置。
  3. 　前記透過型ミラーは、前記透過型ミラーを対称軸として前記光源に対して対称となる位置に前記光源の実像である仮想光源を結像させる、
    請求項１又は２に記載の網膜投影装置。
  4. 　前記透過型ミラーの透過光を観察者に向かって反射させる接眼ミラーを備え、
    　前記接眼ミラーは、複数の光透過性反射部材を備える、
    請求項１～３の何れかに記載の網膜投影装置。
  5. 　前記接眼ミラーは、前記透過型ミラーによって透過された光が逆放射状に直進する位置に配置され、且つ、前記逆放射状の光を観察者に向かって反射する、
    請求項４に記載の網膜投影装置。
  6. 　前記複数の光透過性反射部材は、互いに平行に配列されている、
    請求項４又は５に記載の網膜投影装置。
  7. 　前記接眼ミラーは、前記複数の光透過性反射部材の配列方向について斜めの方向から、前記接眼ミラーに前記透過光を入射させる、
    請求項４～６の何れかに記載の網膜投影装置。
  8. 　前記接眼ミラーは、前記透過光が入射する入射面と反対側の位置する反射面に、光透過性反射膜を備える、
    請求項４～７の何れかに記載の網膜投影装置。
  9. 　前記透過型ミラーは、複数の透過型ミラーを備え、
    　前記光源は、前記複数の透過型ミラーのうち前記光源に最も近い位置に配置された光源側透過型ミラーの平面及び法線によって分割される空間上の象限のうち第１象限に配置され、
    　前記接眼ミラーは、複数の透過型ミラーのうち観察者に最も近い位置に配置された観察者側透過型ミラーの平面及び法線によって分割される空間上の象限のうち第２象限に配置される、
    請求項４～８の何れかに記載の網膜投影装置。
  10. 　前記光透過性反射部材は、前記光源から出射された波長の光を反射する特性を有する誘電体多層膜を備える、
    請求項４～９の何れかに記載の網膜投影装置。
  11. 　一対の前記光源、前記透過型ミラー、及び、前記接眼ミラーの組合せを備え、
    　一対の前記光源は、それぞれ、視差画像に対応する光を出射する、
    請求項４～１０の何れかに記載の網膜投影装置。
  12. 　前記光源は、前記光源の光軸に沿って移動可能である、
    請求項１～１１の何れかに記載の網膜投影装置。
  13. 　ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーを備え、
    　前記光源は、左目用の元画像に対応する光と、右目用の元画像に対応する光と、を放射し、
    　前記ＭＥＭＳミラーは、前記左目用の元画像に対応する光を第１反射角で反射し、且つ、前記左目用の元画像に対応する光を第２反射角で反射する、
    請求項１～１２の何れかに記載の網膜投影装置。
  14. 　前記透過型ミラーを回動可能に軸支するフレームを備える、
    　前記透過型ミラーは、前記フレームに対して回動することによって、前記光源の光軸に対する傾斜角を変化させる、
    請求項１～１３の何れかに記載の網膜投影装置。
  15. 　前記透過型ミラーの透過光を観察者に向かって反射させることにより、前記光源から出射された光に対応する像を前記観察者の網膜に投影する導光板及びＨＯＥ（HolographicOptical Element）の少なくとも１つを備える、
    請求項１～１４の何れかに記載の網膜投影装置。
  16. 　画像を撮像するカメラを備え、
    　前記光源は、前記カメラによって撮像された画像に対応する光を出射する、
    請求項１～１５の何れかに記載の網膜投影装置。
  17. 　請求項１～１６の何れかに記載の網膜投影装置と、前記網膜投影装置と接続可能なコンピュータと、を備える網膜投影システムであって、
    　前記コンピュータは、
    　　前記網膜投影装置から漏れた光を検出する光センサを備え、
    　　前記光センサによって検出された光に応じて、前記網膜投影装置を装着した観察者の頭の動きを特定する手段を備える、
    網膜投影システム。
  18. 　前記網膜投影装置は、マーカを備え、
    　前記コンピュータは、
    　　前記マーカの画像を撮像するカメラを備え、
    　　前記カメラによって撮像された画像に基づいて、前記網膜投影装置を装着した観察者の頭の動きを特定する手段を備える、
    請求項１７に記載の網膜投影システム。
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