(57)【要約】【課題】ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて投射光を投射させる投射モジュールを、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。【解決手段】網膜走査型ディスプレイ１は、ユーザー５０の頭部に対して装着可能であり、所定方向に移動可能な出射装置１００と、出射装置１００から投射される投射光を反射させるハーフミラー１５０と、を備え、出射装置１００の位置の変化に応じて、その出射装置１００の配置される配置角度が変化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザーの頭部に対して装着可能であり、所定方向に移動可能な投射モジュールと、前記投射モジュールから投射される投射光を反射させる反射板と、を備えた画像表示装置において、
前記投射モジュールの位置の変化に応じて、当該投射モジュールの配置される配置角度が変化することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記投射モジュールは、ユーザーの耳と眼とを結ぶ経路に沿う方向を前記所定方向として移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記投射モジュールの変位に連動して、前記反射板のユーザーに対する角度が変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記投射モジュールと前記反射板とが連結され、前記投射モジュールの変位に連動して、前記反射板のユーザーに対する角度が変化することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記投射モジュールの変位と連動し、前記反射板を支持する支持体を備え、
前記支持体は、ユーザーの眼の方向に湾曲していることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記支持部を収納する直線形状の収納部を備え、
前記支持体は、弾性を有し、弾性に反して直線形状で前記収納部に収納されることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記反射板及び前記支持体が着脱可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記支持体は、複数個所で屈曲した形状であることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記支持部が前記収納部に収納されたか否かを検知する収納検知センサを備え、
前記投射モジュールは、前記収納検知センサによって前記支持部が前記収納部に収納されたと検知された場合には、前記投射モジュールの電源をオフにする制御を行う電源制御部を有することを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１０】
所定の軸を中心に回動可能であり、周縁にギアが形成された回動体を備え、
前記回動体は、前記投射モジュールを支持し、
前記回動体が、配置される位置に応じて、前記ギアの噛合により回動することによって、前記投射モジュールが、当該投射モジュールの位置の変化に応じて、当該投射モジュールの配置される配置角度が変化することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１１】
所定の軸を中心に回動可能であり、所定の当接面が形成された回動体と、
前記回動体の移動を停止させるストッパーと、を備え、
前記回動体は、前記投射モジュールを支持し、
前記回動体が、配置される位置に応じて、前記当接面の前記ストッパーへの当接により回動することによって、前記投射モジュールが、当該投射モジュールの位置の変化に応じて、当該投射モジュールの配置される配置角度が変化することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記投射モジュールの変位と前記反射板のユーザーに対する角度の変化とがあった場合において、前記投射モジュールから投射される投射光を、前記反射板によって反射し、ユーザーの眼に投射することを特徴とする請求項３から１１のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記反射板は、前記投射モジュールの変位に連動して、当該投射モジュールとの距離が一定となる位置に移動することを特徴とする請求項３から１２のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記投射モジュールの配置角度をユーザーの操作に応じて調整可能であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記反射板の反射面が平面であることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記反射板の反射面が凹面であることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１７】
ユーザーの正面方向からの外光を妨げずに、ユーザーの正面方向から外側の位置に前記反射板を配置することを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記投射モジュールは、眼鏡に装着可能であることを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記反射板は樹脂を含む材質であることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれかに記載の画像表示装置を備え、画像に関する画像信号に応じて変調された光を走査させて前記反射板に対して出射させることで、ユーザーの少なくとも一方の眼の網膜に画像を投影し、画像を表示することを特徴とする網膜走査型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置に関するものであり、特に、ユーザーの頭部に対して装着可能であり、変位可能な投射モジュールが設けられた画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像を表示するための画像表示装置には、ユーザーの頭部に対して装着可能な投射モジュールと、その投射モジュールから投射された投射光を反射させる反射板と、を備え、投射光が反射板によってユーザーの眼に向かって反射されることによって、画像を表示させる装置がある。また、この装置は、この投射光以外にも、外界からの外光などによって外界の様子を視認可能としている。
【０００３】
このような画像表示装置においては、例えば、特許文献１に示すように、投射された投射光が、反射ミラーによって反射され、眼鏡レンズを介して、ユーザーの眼に導かれる装置が開示されている。また、この反射ミラーによって反射された投射光は、眼鏡レンズに導かれるが、外界の外光がこのレンズを介することなく、眼鏡レンズを介して、ユーザーの眼に導かれることとなる。また、このような画像表示装置においては、投射モジュールや、反射ミラーとの間における光学要素の位置を調節することによって、画像の焦点を調節することができる。
【特許文献１】特表２００１−５２２０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような画像表示装置では、投射光がユーザーの視線方向に対して垂直方向に投射されるように投射モジュールを配置させるため、ユーザーの眼の前方に反射ミラーを配置しなければならず、特に、長時間使用するユーザーに対して圧迫感を与え、画像表示装置の使用による違和感を与えるおそれがあった。更には、投射モジュールを移動可能とし、ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて投射光が投射されるように投射モジュールを配置することも考えられるが、ユーザーの眼に投射光を入射させ、視認可能に画像を表示させる位置に投射モジュールを配置することは容易ではない。
【０００５】
本発明は、上述したような課題に鑑みてなされたものであり、ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて投射光を投射させる投射モジュールを、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上のような目的を達成するために、本発明は、以下のようなものを提供する。
【０００７】
すなわち、請求項１記載の本発明では、ユーザーの頭部に対して装着可能であり、所定方向に移動可能な投射モジュールと、前記投射モジュールから投射される投射光を反射させる反射板と、を備えた画像表示装置において、前記投射モジュールの位置の変化に応じて、当該投射モジュールの配置される配置角度が変化することを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２記載の本発明では、請求項１に記載の発明において、前記投射モジュールは、ユーザーの耳と眼とを結ぶ経路に沿う方向を前記所定方向として移動可能であることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３記載の本発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記投射モジュールの変位に連動して、前記反射板のユーザーに対する角度が変化することを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４記載の本発明では、請求項３に記載の発明において、前記投射モジュールと前記反射板とが連結され、前記投射モジュールの変位に連動して、前記反射板のユーザーに対する角度が変化することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５記載の本発明では、請求項３又は４に記載の発明において、前記投射モジュールの変位と連動し、前記反射板を支持する支持体を備え、前記支持体は、ユーザーの眼の方向に湾曲していることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６記載の本発明では、請求項５に記載の発明において、前記支持部を収納する直線形状の収納部を備え、前記支持体は、弾性を有し、弾性に反して直線形状で前記収納部に収納されることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７記載の本発明では、請求項５又は６に記載の発明において、前記反射板及び前記支持体が着脱可能であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項８記載の本発明では、請求項５から７のいずれかに記載の発明において、前記支持体は、複数個所で屈曲した形状であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項９記載の本発明では、請求項６から８のいずれかに記載の発明において、前記支持部が前記収納部に収納されたか否かを検知する収納検知センサを備え、前記投射モジュールは、前記収納検知センサによって前記支持部が前記収納部に収納されたと検知された場合には、前記投射モジュールの電源をオフにする制御を行う電源制御部を有することを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項１０記載の本発明では、請求項１から９のいずれかに記載の発明において、所定の軸を中心に回動可能であり、周縁にギアが形成された回動体を備え、前記回動体は、前記投射モジュールを支持し、前記回動体が、配置される位置に応じて、前記ギアの噛合により回動することによって、前記投射モジュールが、当該投射モジュールの位置の変化に応じて、当該投射モジュールの配置される配置角度が変化することを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１１記載の本発明では、請求項１から９のいずれかに記載の発明において、所定の軸を中心に回動可能であり、所定の当接面が形成された回動体と、前記回動体の移動を停止させるストッパーと、を備え、前記回動体は、前記投射モジュールを支持し、前記回動体が、配置される位置に応じて、前記当接面の前記ストッパーへの当接により回動することによって、前記投射モジュールが、当該投射モジュールの位置の変化に応じて、当該投射モジュールの配置される配置角度が変化することを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項１２記載の本発明では、請求項３から１１のいずれかに記載の発明において、前記投射モジュールの変位と前記反射板のユーザーに対する角度の変化とがあった場合において、前記投射モジュールから投射される投射光を、前記反射板によって反射し、ユーザーの眼に投射することを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項１３記載の本発明では、請求項３から１２のいずれかに記載の発明において、前記反射板は、前記投射モジュールの変位に連動して、当該投射モジュールとの距離が一定となる位置に移動することを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項１４記載の本発明では、請求項１から１３のいずれかに記載の本発明では、前記投射モジュールの配置角度をユーザーの操作に応じて調整可能であることを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項１５記載の本発明では、請求項１から１４のいずれかに記載の発明において、前記反射板の反射面が平面であることを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項１６記載の本発明では、請求項１から１４のいずれかに記載の発明において、前記反射板の反射面が凹面であることを特徴とするものである。
【００２３】
また、請求項１７記載の本発明では、請求項１から１６のいずれかに記載の発明において、ユーザーの正面方向からの外光を妨げずに、ユーザーの正面方向から外側の位置に前記反射板を配置することを特徴とするものである。
【００２４】
また、請求項１８記載の本発明では、請求項１から１７のいずれかに記載の発明において、前記投射モジュールは、眼鏡に装着可能であることを特徴とするものである。
【００２５】
また、請求項１９記載の本発明では、請求項１から１８のいずれかに記載の発明において、前記反射板は樹脂を含む材質であることを特徴とするものである。
【００２６】
また、請求項２０記載の本発明では、請求項１から１９のいずれかに記載の画像表示装置を備え、画像に関する画像信号に応じて変調された光を走査させて前記反射板に対して出射させることで、ユーザーの少なくとも一方の眼の網膜に画像を投影し、画像を表示することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１、２又は２０に記載の発明によれば、所定方向に移動可能な投射モジュールの位置の変化に応じて、その投射モジュールの配置される配置角度が変化するので、ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて投射光を投射させるように投射モジュールを配置する場合であっても、その移動した位置に応じてその配置角度が変化可能であり、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明によれば、投射モジュールの変位に連動して、反射板のユーザーに対する角度が変化するので、ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて投射光を投射させるように投射モジュールを配置する場合であっても、投射モジュールの位置に応じたユーザーに対する角度で反射板を配置することができ、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、投射モジュールと反射板とが連結されており、その投射モジュールの変位に連動して、反射板のユーザーに対する角度が変化するので、投射モジュールの移動に応じた動力を反射板に伝達させることによって、投射モジュールの変位に連動して反射板の角度を変化させることができ、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明によれば、投射モジュールの変位と連動し、反射板を支持する支持体が、ユーザーの眼の方向に湾曲しているので、ユーザーの前方に反射板を配置し易く、他の干渉物の干渉を受け難い。
【００３１】
請求項６に記載の発明によれば、支持部を収納する直線形状の収納部を備え、支持体は、弾性を有し、弾性に反して直線形状で収納部に収納されるので、未使用時などにおいて支持部を収納する場合には、支持部が直線的に収納され、装置の省スペース化が可能となる。
【００３２】
請求項７に記載の発明によれば、反射板及び支持体が着脱可能であるので、反射板及び支持体の交換が容易に可能である。
【００３３】
請求項８に記載の発明によれば、支持体は、複数個所で屈曲した形状であるので、複数個所において複数段階に反射板の角度を変化させることができる。
【００３４】
請求項９に記載の発明によれば、支持部が収納部に収納されたと検知された場合には、投射モジュールの電源をオフにする制御を行うので、支持部の収納時に投射モジュールの電源がオンになっていることがなく、未使用時における省電力が可能となる。
【００３５】
請求項１０に記載の発明によれば、所定の軸を中心に回動可能であり、周縁にギアが形成された回動体は、投射モジュールを支持し、配置される位置に応じて、ギアの噛合により回動されることによって、投射モジュールの位置の変化に応じて、投射モジュールの配置される配置角度が変化するので、回動体とともに投射モジュールを移動させることによって、回動体が回動し、投射モジュールの角度を変化させることができる。また、このギアの形状などによって、投射モジュールの角度を変化させる位置や、その角度などを調節することができ、ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて投射光を投射させるように投射モジュールを配置する場合であっても、投射モジュールの位置の変化に応じて、投射モジュールの配置角度が変化可能であり、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００３６】
請求項１１に記載の発明によれば、所定の軸を中心に回動可能であり、所定の当接面が形成された回動体は、投射モジュールを支持し、配置される位置に応じて、ストッパーへの当接面の当接により回動することによって、投射モジュールの位置の変化に応じて、投射モジュールの配置される配置角度が変化するので、回動体とともに投射モジュールを移動させることによって、回動体が回動し、投射モジュールの角度を変化させることができる。また、この当接面の形状やストッパーの形状などによって、投射モジュールの角度を変化させる位置や、その角度などを調節することができ、ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて投射光を投射させるように投射モジュールを配置する場合であっても、投射モジュールの位置の変化に応じて、投射モジュールの配置角度が変化可能であり、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００３７】
請求項１２に記載の発明によれば、投射モジュールの変位と反射板のユーザーに対する角度の変化とがあった場合において、投射モジュールから投射される投射光を、反射板によって反射し、ユーザーの眼に投射するので、投射モジュールの位置に関することなく、投射光をユーザーの眼に投射することができ、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００３８】
請求項１３に記載の発明によれば、反射板は、投射モジュールの変位に連動して、その投射モジュールとの距離が一定となる位置に移動するので、投射モジュールと反射板との間において、例えば、投射モジュールの変位や角度、反射板の角度の変化による焦点の変化などを考慮しなくても、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００３９】
請求項１４に記載の発明によれば、投射モジュールの配置角度をユーザーの操作に応じて調整可能であるので、例えば、ユーザーの個人差などがあった場合に、操作によって微調整が可能となり、より一層、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００４０】
請求項１５に記載の発明によれば、反射板の反射面が平面であるので、外界からの外光に対する歪みを防止することができる。
【００４１】
請求項１６に記載の発明によれば、反射板の反射面が凹面であるので、ユーザーの眼に投射光を投射させるために用いる光学要素など、部品点数を減少させることができる。
【００４２】
請求項１７に記載の発明によれば、ユーザーの正面方向からの外光を妨げずに、ユーザーの正面方向から外側の位置に反射板を配置するので、ユーザーに外光に応じた外界の画像を視認させることができるとともに、圧迫感を抑制することができる。
【００４３】
請求項１８に記載の発明によれば、投射モジュールは眼鏡に装着可能であるので、眼鏡をしたユーザーであっても、画像表示装置を装着することができる。
【００４４】
請求項１９に記載の発明によれば、反射板は樹脂を含む材質であるので、ガラスを含む材質と比べて、反射板の破損を防止することができ、装置の軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に、本発明に好適な実施形態について図面に基づいて説明する。
【００４６】
［画像表示装置の構成］
以下、本発明に係る画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置の一実施の形態について図面を用いて説明する。まず、本発明に係る画像表示装置の一例である網膜走査型ディスプレイ１の構成について図１から図６を用いて説明する。図１は、網膜走査型ディスプレイ１を装着したユーザーを上方から示した説明図である。図２は、網膜走査型ディスプレイ１を側方及び上方から示した説明図である。図３は、網膜走査型ディスプレイ１における歯車などを上方から示した説明図である。図４から図６は、網膜走査型ディスプレイ１を上方から示した説明図である。
【００４７】
図１に示すように、網膜走査型ディスプレイ１は、画像を表示させるための画像信号に応じて変調されたビーム光（以降、画像光、投射光、単に光と称することもある）Ｚ２を走査させて出射させることで、ユーザー５０（観察者）の少なくとも一方の眼の網膜に画像を投影し、画像を表示する（投影表示する）装置である。
【００４８】
この網膜走査型ディスプレイ１は、画像信号に応じて画像光Ｚ２を出射する出射装置１００と、その出射装置１００から出射された画像光Ｚ２を導くとともに、その画像光Ｚ２をユーザー５０の眼に向かって反射させるハーフミラー１５０と、ハーフミラー１５０を支持する伸縮バー２００と、伸縮バー２００を収納可能とするとともに、出射装置１００を支持するためのベースフレーム２５０と、を含む構成である。
【００４９】
また、この網膜走査型ディスプレイ１は、ユーザー５０の頭部に対して装着可能である。具体的には、この網膜走査型ディスプレイ１における出射装置１００は、ベースフレーム２５０がユーザーの頭部に直接装着されることによって、出射装置１００がユーザー５０の頭部に対して装着される。
【００５０】
また、詳しく後述するが、この網膜走査型ディスプレイ１において、図１（Ａ）や図１（Ｂ）に示すように、出射装置１００の位置を移動させることに応じて、出射装置１００の配置される配置角度が変化する。また、出射装置１００の位置を移動させることに応じて、伸縮バー２００やハーフミラー１５０が連動し、ハーフミラー１５０が配置される位置や角度が変化することとなる。
【００５１】
出射装置１００は、画像に関する画像信号に応じて変調された画像光Ｚ２を走査させる。
【００５２】
この出射装置１００は、図２（Ｂ）及び図２（Ｄ）に示すように、後述するベースフレーム２５０（ベースフレーム２５０における収納部２５２）に沿って移動可能である。尚、本実施形態においては、出射装置１００を、ベースフレーム２５０における収納部２５２に沿って移動可能としたが、これに限らない。つまり、出射装置１００は、所定方向に移動可能である。特に、出射装置１００は、ユーザーの耳と眼とを結ぶ経路に沿って移動可能である。
【００５３】
また、出射装置１００は、伸縮バー２００の一端に直接固定されている。このため、詳しくは後述するが、出射装置１００が移動した位置に応じて、ハーフミラー１５０が配置される位置や配置角度なども変化することとなる。
【００５４】
出射装置１００は、回動自在な歯車２６０（図３参照）に固定されている。また、詳しくは後述するが、この歯車２６０が、配置される位置に応じて、ギア２６６（図３参照）の噛合により回動することによって、出射装置１００は、その出射装置１００の位置の変化（出射装置１００が変位した位置）に応じて、出射装置１００の配置される配置角度が変化することとなる。
【００５５】
また、出射装置１００と歯車２６０は、螺子などによって固定されているため、その出射装置１００と歯車２６０との位置関係が、ユーザーの操作によって微調整可能となっている。つまり、出射装置１００の配置角度がユーザーの操作に応じて調整可能である。このため、例えば、ユーザーの個人差などがあった場合に、操作によって微調整が可能となり、より一層、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。尚、この出射装置１００は、投射モジュールの一例として機能している。
【００５６】
ハーフミラー１５０は、画像光Ｚ２の反射面が平面であり、出射装置１００からの画像光Ｚ２を反射させるとともに、外光Ｚ１を透過させるミラーである。このように、ハーフミラー１５０の反射面が平面であるので、外界からの外光に対する歪みを防止することができる。このハーフミラー１５０の一端には、伸縮バー２００が固定されており、伸縮バー２００の位置が変位することに連動して、ハーフミラー１５０が移動する。また、伸縮バー２００が複数段階に屈曲しているため、ハーフミラー１５０がユーザーに対して配置される配置角度は、変化することとなる。尚、このハーフミラー１５０は、反射板の一例として機能している。
【００５７】
伸縮バー２００は、図１及び図２に示すように、複数個所で屈曲した形状であり、ユーザーの眼の方向に湾曲している。また、この伸縮バー２００は、その一端がハーフミラー１５０の端部に固定されており、その他端が出射装置１００に着脱自在に固定されている。つまり、この伸縮バー２００は、ハーフミラー１５０を支持する。また、伸縮バー２００は、出射装置１００の変位と連動することとなる。従って、ハーフミラー１５０を支持する伸縮バー２００が、ユーザーの眼の方向に湾曲しているので、ユーザーの前方にハーフミラー１５０を配置し易く、他の干渉物の干渉を受け難い。また、伸縮バー２００は、複数個所で屈曲した形状であるので、複数個所において複数段階にハーフミラー１５０の角度を変化させることができる。
【００５８】
また、伸縮バー２００は、形状記憶樹脂を含む材質で形成されており、弾性を有する。このように、伸縮バー２００は樹脂を含む材質であるので、ガラスを含む材質と比べて、ハーフミラー１５０の破損を防止することができ、装置の軽量化を図ることができる。また、上述したように、伸縮バー２００は、湾曲している形状であるが、弾性を有しているため、図５に示すように、その弾性に反して直線形状でベースフレーム２５０の収納部２５２に収納可能である。このため、未使用時などにおいて支持部を収納する場合には、支持部が直線的に収納され、装置の省スペース化が可能となる。また、このように収納部２５２に伸縮バー２００が収納されることによって、収納部２５２に収納されていない伸縮バー２００の長さが変化することとなり、伸縮バー２００の一端に設けられているハーフミラー１５０の位置が変化することとなる。尚、この伸縮バー２００は、支持体の一例として機能している。
【００５９】
ベースフレーム２５０は、図２に示すように、ユーザーの頭部に装着されるフレームである。このベースフレーム２５０には、出射装置１００を支持する歯車２６０や伸縮バー２００を収納する直線形状の収納部２５２が形成されている。
【００６０】
また、この収納部２５２には、伸縮バー２００が所定の位置まで収納されたか否かを検知するための検知センサ３４（図７参照）が配置されている。この検知センサ３４によって伸縮バー２００が所定の位置まで収納されたと検知された場合には、出射装置１００の電源がオフに制御される。これによって、伸縮バー２００の収納時に出射装置１００の電源がオンになっていることがなく、未使用時における省電力が可能となる。
【００６１】
また、上述したような網膜走査型ディスプレイ１においては、出射装置１００とハーフミラー１５０とが伸縮バー２００で連結されており、出射装置１００の変位に連動して、ハーフミラー１５０のユーザーに対する角度が変化することとなる。このため、ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて画像光を投射させるように出射装置１００を配置する場合であっても、出射装置１００の位置に応じたユーザーに対する角度でハーフミラー１５０を配置することができ、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。また、出射装置１００の移動に応じた動力をハーフミラー１５０に伝達させることによって、出射装置１００の変位に連動してハーフミラー１５０の角度を変化させることができ、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００６２】
また、上述した出射装置１００の変位とハーフミラー１５０のユーザーに対する角度の変化とがあった場合であっても、図４に示すように、出射装置１００から投射される画像光を、ハーフミラー１５０によって反射し、ユーザーの眼に投射することとなる。これは、上述した伸縮バー２００が複数段階で屈曲しており、出射装置１００の変位に応じた形状となっている。この伸縮バー２００の形状としては、出射装置１００の変位に応じて、画像光をユーザーの眼に投射するようにハーフミラー１５０の位置及び角度が変化する形状である。このように、出射装置１００の変位とハーフミラー１５０のユーザーに対する角度の変化とがあった場合において、出射装置１００から投射される画像光を、ハーフミラー１５０によって反射し、ユーザーの眼に投射するので、出射装置１００の位置に関することなく、画像光をユーザーの眼に投射することができ、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００６３】
また、この場合において、ハーフミラー１５０が、出射装置１００の変位に連動して、出射装置１００との距離が一定となる位置に移動するように伸縮バー２００が形成されることによって、出射装置１００とハーフミラー１５０との間において、例えば、出射装置１００の変位や角度、ハーフミラー１５０の角度の変化による焦点の変化などを考慮しなくても、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００６４】
また、図４（Ｂ）に示すように、外界からの外光Ｚ１がユーザーの眼に入射する位置にハーフミラー１５０を配置する。言い換えると、ユーザーの正面方向からの外光を妨げずに、ユーザーの正面方向から外側の位置にハーフミラー１５０を配置するので、ユーザーに外光Ｚ１に応じた外界の画像を視認させることができるとともに、圧迫感を抑制することができる。
【００６５】
また、上述したハーフミラー１５０及び伸縮バー２００は、図６に示すように、出射装置１００、ベースフレーム２５０（網膜走査型ディスプレイ１）に対して着脱可能である。このため、ハーフミラー１５０及び伸縮バー２００の交換が容易に可能である。
【００６６】
上述した網膜走査型ディスプレイ１にについて図３を用いて以下に説明する。
【００６７】
図３に示すように、歯車２６０は、本体部２６２を有し、その本体部２６２に設けられた回動軸２６４を中心として回動自在に軸着されている。この歯車２６０の本体部２６２の周縁には、ギア２６６が形成されている。また、この歯車２６０は、出射装置１００の底面に固定される。また、ベースフレーム２５０においては、収納部２５２の壁面２５４に、停止片２５６が形成されている。また、その壁面２５４には、ギア２５８も形成されている。上述した歯車２６０は、停止片２５６によって移動が停止される。つまり、停止片２５６は、歯車２６０の移動を停止させる。また、停止片２５６間において、歯車２６０のギア２６６が、収納部２５２の壁面２５４におけるギア２５８に噛合し、歯車２６０が回動する。この歯車２６０の回動によって、出射装置１００の配置される配置角度が変化する。
【００６８】
つまり、この歯車２６０は、出射装置１００を支持し、所定の軸を中心に回動可能であり、その歯車２６０の周縁にはギア２６６が形成されている。また、歯車２６０が、配置される位置に応じて、ギア２６６の噛合により回動することによって、出射装置１００は、出射装置１００の位置の変化に応じて、出射装置１００の配置される配置角度が変化する。尚、この歯車２６０は、回転体の一例として機能している。
【００６９】
このように、歯車２６０とともに出射装置１００を移動させることによって、歯車２６０が回動し、出射装置１００の角度を変化させることができる。また、このギア２５８及び２６６の形状などによって、出射装置１００の角度を変化させる位置や、その角度などを調節することができ、ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて画像光を投射させるように出射装置１００を配置する場合であっても、出射装置１００の位置の変化に応じて、出射装置１００の配置角度が変化可能であり、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００７０】
また、出射装置１００と伸縮バー２００とが直接に固定されているため、伸縮バー２００及びハーフミラー１５０も出射装置１００の変位と連動して移動することとなる。これによって、ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて画像光を投射させるように出射装置１００を配置する場合であっても、出射装置１００の位置に応じたユーザーに対する角度でハーフミラー１５０を配置することができ、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００７１】
尚、本実施形態においては、画像光Ｚ２を反射させるとともに、外光Ｚ１を透過させるようなハーフミラー１５０を反射板の一例として採用したが、これに限らず、例えば、外光Ｚ１を透過させないような全反射ミラーを反射板の一例として採用してもよい。
【００７２】
また、本実施形態においては、ベースフレーム２５０が直接ユーザーの頭部に直接装着されることによって、出射装置１００がユーザーの頭部に対して装着されるが、これに限らず、例えば、ベースフレーム２５０ではなく、他の部材が直接ユーザーの頭部に装着されることによって、出射装置１００がユーザーの頭部に対して装着されるようにしてもよい。また、例えば、出射装置１００自体を直接ユーザーの頭部に装着させてもよい。
【００７３】
［画像表示装置の電気的構成］
本実施形態における網膜走査型ディスプレイ１の電気的構成、主に出射装置１００の電気的構成などについて図７を用いて説明する。
【００７４】
図７に示すように、網膜走査型ディスプレイ１には、出射装置１００と、ハーフミラー１５０とが含まれている。また、出射装置１００には、外部から供給される映像信号を処理するための光源ユニット部２が設けられている。光源ユニット部２には、外部からの映像信号が入力され、それに基づいて映像を合成するための要素となる各信号を発生する映像信号供給回路３が設けられ、この映像信号供給回路３から映像信号４、水平同期信号５、及び、垂直同期信号６が出力される。また、光源ユニット部２には、映像信号供給回路３から映像信号４として伝達される赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各映像信号をもとにそれぞれ強度変調されたレーザ光を出射するように、Ｒレーザ１３，Ｇレーザ１２，Ｂレーザ１１を、それぞれ駆動するためのＲレーザドライバ１０，Ｇレーザドライバ９，Ｂレーザドライバ８が設けられている。さらに、各レーザより出射されたレーザ光を平行光にコリメートするように設けられたコリメート光学系１４と、それぞれコリメートされたレーザ光を合波するダイクロイックミラー１５と、合波されたレーザ光を光ファイバ１７に導く結合光学系１６とが設けられている。尚、Ｒレーザ１３，Ｇレーザ１２，Ｂレーザ１１として、レーザダイオード等の半導体レーザや固体レーザを利用してもよい。尚、本実施形態における光源ユニット部２は、少なくとも１つの光源と、当該光源から出射されるビーム光（光束）を画像信号に応じて強度変調する変調手段の一例に相当する。
【００７５】
また、網膜走査型ディスプレイ１の出射装置１００には、光源ユニット部２から伝搬されたレーザ光を水平走査系１９に導く第１リレー光学系１８と、コリメートされたレーザ光を、ガルバノミラー１９ａを利用して水平方向に走査する水平走査系１９と、水平走査系１９によって走査されたレーザ光を垂直走査系２１に導く第２リレー光学系２０と、水平走査系１９に走査され、第２リレー光学系２０を介して入射されたレーザ光を、ガルバノミラー２１ａを利用して垂直方向に走査する垂直走査系２１と、垂直走査系２１に走査されたレーザ光をユーザーの瞳孔２４に入射するように第３リレー光学系２２とが設けられている。第２リレー光学系２０は、水平走査系１９のガルバノミラー１９ａと、垂直走査系２１のガルバノミラー２１ａとが共役となるように、また、第３リレー光学系２２は、ガルバノミラー２１ａと、ユーザーの瞳孔２４とが共役となるように、各々設けられている。
【００７６】
また、ハーフミラー１５０は、第３リレー光学系２２とユーザーの瞳孔２４との間に配置され、出射装置１００から出射された画像光Ｚ２を、全反射させるなどして、ユーザーの瞳孔２４に導くこととなる。
【００７７】
尚、具体的な一例としては、水平走査系１９は、表示すべき画像の１走査線ごとに、レーザビームを水平方向に水平走査（１次走査の一例）させる光学系である。また、水平走査系１９は、レーザビームを水平方向に走査するガルバノミラー１９ａと、そのガルバノミラー１９ａの駆動制御を行う水平走査制御回路１９ｃとを備えている。
【００７８】
これに対し、垂直走査系２１は、表示すべき画像の１フレームごとに、レーザビームを最初の走査線から最後の走査線に向かって垂直に垂直走査（２次走査の一例）する光学系である。また、垂直走査系２１は、垂直走査するガルバノミラー２１ａと、そのガルバノミラー２１ａの駆動制御を行う垂直走査制御回路２１ｃとを備えている。
【００７９】
水平走査系１９は、垂直走査系２１より高速にすなわち高周波数でレーザビームを走査するように設計されている。また、水平走査系１９，垂直走査系２１は、図７に示すように、各々映像信号供給回路３に接続され、映像信号供給回路３より出力される水平同期信号５，垂直同期信号６にそれぞれ同期してレーザ光を走査するように構成されている。
【００８０】
尚、本実施形態における水平走査系１９及び垂直走査系２１などは、入射したビーム光を、１次方向及びその１次方向に略垂直な２次方向に走査させることによって、フレームを形成する光走査装置の一例である。また、本実施形態における水平走査系１９は、入射されるビーム光を水平方向に走査させる１次走査手段の一例に相当し、本実施形態における垂直走査系２１は、その水平方向に走査されたビーム光を、垂直方向に走査させる２次走査手段の一例に相当する。
【００８１】
次に、本発明の一実施形態の網膜走査型ディスプレイ１が、外部からの映像信号を受けてから、ユーザーの網膜上に映像を投影するまでの過程について図７を用いて説明する。
【００８２】
図７に示すように、本実施形態の網膜走査型ディスプレイ１では、光源ユニット部２に設けられた映像信号供給回路３が外部からの映像信号の供給を受けると、映像信号供給回路３は、赤，緑，青の各色のレーザ光を出力させるためのＲ映像信号，Ｇ映像信号，Ｂ映像信号からなる映像信号４と、水平同期信号５と、垂直同期信号６とを出力する。Ｒレーザドライバ１０，Ｇレーザドライバ９，Ｂレーザドライバ８は各々入力されたＲ映像信号，Ｇ映像信号，Ｂ映像信号に基づいてＲレーザ１３，Ｇレーザ１２，Ｂレーザ１１に対してそれぞれの駆動信号を出力する。この駆動信号に基づいて、Ｒレーザ１３，Ｇレーザ１２，Ｂレーザ１１はそれぞれ強度変調されたレーザ光を発生し、各々をコリメート光学系１４に出力する。また、映像信号供給回路３は、後述するガルバノミラー１９ａの駆動状態を示すＢＤ信号（図示せず）に応じて、レーザ光を発生し、各々をコリメート光学系１４に出力するタイミングを制御する。つまり、このような網膜走査型ディスプレイ１（映像信号供給回路３）は、ガルバノミラー１９ａなどにビーム光を出射させるタイミングを制御することとなる。点光源から発生されるレーザ光は、このコリメート光学系１４によってそれぞれが平行光にコリメートされ、さらに、ダイクロイックミラー１５に入射されて１つのビーム光となるよう合成された後、結合光学系１６によって光ファイバ１７に入射されるよう導かれる。
【００８３】
光ファイバ１７によって伝搬されたレーザ光は、光ファイバ１７からコリメート光学系１８によって平行光にコリメートされて水平走査系１９に出射される。この出射されたレーザ光は、水平走査系１９のガルバノミラー１９ａの偏向面１９ｂに入射される。ガルバノミラー１９ａの偏向面１９ｂに入射したレーザ光は水平同期信号に同期して水平方向に走査されて第２リレー光学系２０を介し、垂直走査系２１のガルバノミラー２１ａの偏向面２１ｂに入射する。第２リレー光学系２０ではガルバノミラー１９ａの偏向面１９ｂとガルバノミラー２１ａの偏向面２１ｂとが共役の関係となるように調整されている。ガルバノミラー２１ａは、ガルバノミラー１９ａが水平同期信号に同期することと同様に垂直同期信号６に同期して、その偏向面２１ｂが入射光を垂直方向に反射するように往復振動をしており、このガルバノミラー２１ａによってレーザ光は垂直方向に走査される。水平走査系１９及び垂直走査系２１によって垂直方向及び水平方向に２次元に走査されたレーザ光は、ガルバノミラー２１ａの偏向面２１ｂと、ユーザーの瞳孔２４とが共役の関係となるように設けられた第３リレー光学系２２、ハーフミラー１５０によりユーザーの瞳孔２４へ入射され、網膜上に投影される。ユーザーはこのように２次元走査されて網膜上に投影されたレーザ光による画像を認識することができる。尚、水平走査系１９のガルバノミラー１９ａと、垂直走査系２１のガルバノミラー２１ａとは、名称を同じように説明したが、光を走査するように其の反射面が揺動（回転）させられるものであれば、共振タイプ、非共振タイプ等、圧電駆動、電磁駆動、静電駆動等いずれの駆動方式によるものであってもよいことは言うまでもない。
【００８４】
また、出射装置１００には、網膜走査型ディスプレイ１に供給される電源の制御を行う電源制御回路３２と、上述した伸縮バー２００が収納部２５２の所定の位置まで収納されたか否かを検知する検知センサ３４と、網膜走査型ディスプレイ１全体に電源を供給する電源ユニット３６と、が設けられている。
【００８５】
この電源制御回路３２は、検知センサ３４によって伸縮バー２００が収納部２５２の所定の位置まで収納されたと検知された場合には、出射装置１００の電源をオフにする制御を行う。この電源制御回路３２は、電源制御部の一例として機能し、検知センサ３４は、収納検知センサの一例として機能する。これによって、伸縮バー２００が収納部２５２に収納されたと検知された場合には、出射装置１００の電源をオフにする制御を行うので、伸縮バー２００の収納時に出射装置１００の電源がオンになっていることがなく、未使用時における省電力が可能となる。
【００８６】
［その他の実施形態］
尚、上述した実施形態においては、歯車２６０における周縁全域にギア２６６が形成され、収納部２５２の壁面２５４の一部にギア２５８が形成されたが、これに限らず、例えば、歯車２６０における周縁の一部にギアが形成され、収納部２５２の壁面２５４の全域にギアが形成されてもよい。更には、例えば、図８に示すように、歯車２６０における周縁の全域にギア２６６が形成され、収納部２５２の壁面２５４の全域にギア２５８が形成されてもよい。もちろん、例えば、歯車２６０における周縁の一部にギアが形成され、収納部２５２の壁面２５４の一部にギアが形成されてもよい。
【００８７】
また、上述した実施形態においては、その出射装置１００の位置の変化に応じて、歯車を用いて出射装置１００の角度を変化させたが、これに限らず、例えば、所定の軸を中心に回動可能であり、所定の当接面が形成された回動体を用いて出射装置１００の角度を変化させてもよい。
【００８８】
具体的な実施形態について図９を用いて以下に説明する。
【００８９】
図９（Ａ）に示すように、回動体２８０の本体部２８２は、回動軸２８４を中心として回動自在に軸着されている。この回動体２８０には、当接面としての傾斜面２８６が形成されており、収納部における壁面から突出し、回動体２８０の移動を停止させる停止片２７６にこの傾斜面２８６が当接することによって、回動体２８０の角度が変化することとなる。また、この収納部における壁面から突出した停止片２７６の長さが異なり、停止片２７６と傾斜面２８６とが当接することによって、その回動体２８０が配置される角度が異なることとなる。つまり、回動体２８０が、配置される位置に応じて、傾斜面２８６の停止片２７６への当接により回動することによって、出射装置１００が、その出射装置１００の位置の変化に応じて、出射装置１００の配置される配置角度が変化することとなる。
【００９０】
このように、所定の軸を中心に回動可能であり、所定の当接面が形成された回動体は、投射モジュールを支持し、配置される位置に応じて、ストッパーへの当接面の当接により回動することによって、投射モジュールが変位した位置に応じて、投射モジュールの配置される配置角度が変化するので、回動体とともに投射モジュールを移動させることによって、回動体が回動し、投射モジュールの角度を変化させることができる。また、この当接面の形状やストッパーの形状などによって、投射モジュールの角度を変化させる位置や、その角度などを調節することができ、ユーザーの視線方向に対して所定の角度を付けて投射光を投射させるように投射モジュールを配置する場合であっても、投射モジュールの変位した位置に応じて、投射モジュールの配置角度が変化可能であり、視認可能に画像を表示させる位置に対して、容易に配置することができる。
【００９１】
尚、図９に示すように、回動体２８０を所定方向（図中においては左方向）の移動を可能にするためのスイッチ部２９０が備えられている。図９（Ａ）に示すように、スイッチ部２９０が停止位置に配置されている場合には、回動体２８０の所定方向への移動が、本体部２８２と停止片２７６との当接により停止片２７６よりも左側には、移動しないようになり、図９（Ｂ）に示すように、スイッチ部２９０が移動位置に配置されている場合には、回動体２８０が傾斜することとなり、回動体２８０の所定方向への移動が自在となる。
【００９２】
更にまた、上述した実施形態においては、複数の停止片２７６の長さによって、回動体２８０の位置の変化に応じて、回動体２８０が配置される配置角度を変化させたが、これに限らず、例えば、図１０に示すように、回動体２９８における傾斜面２９６を複数段階の傾斜とし、その傾斜に停止片２７６が当接することによって、本体部２９２が回動軸２９４を中心として回動することによって、回動体２８０の位置の変化に応じて、回動体２８０が配置される配置角度を変化させてもよい。これによって、出射装置１００の位置の変化に応じて、出射装置１００の配置される配置角度を変化させることとなる。
【００９３】
更にまた、上述した実施形態においては、ベースフレーム２５０をユーザー５０の頭部に直接装着させたが、これに限らず、例えば、図１１に示すように、眼鏡３００に装着させてもよい。この場合においては、ベースフレーム２５０には、収納部２５２の他に、装着溝２５３が形成されており、その装着溝２５３に眼鏡３００の蔓３０２を嵌合させてもよい。これによって、出射装置１００は眼鏡３００に装着可能であるので、眼鏡３００をしたユーザーであっても、網膜走査型ディスプレイ１を装着することができる。
【００９４】
更にまた、上述した実施形態においては、図１２（Ａ）に示すように、ハーフミラー１５０の反射面を平面としたが、これに限らず、例えば、図１２（Ｂ）に示すように、ハーフミラー１５０の反射面を凹面としてもよい。これによって、ユーザーの眼に画像光を投射させるために用いる光学要素など、部品点数を減少させることができる。
【００９５】
更にまた、上述した実施形態においては、ユーザー５０の左眼のみに画像光に基づく画像を表示させたが、これに限らず、例えば、ユーザー５０の右眼のみに画像光に基づく画像を表示させてもよい。もちろん、ユーザー５０の両眼に画像光に基づく画像を表示させてもよい。
【００９６】
更にまた、上述した実施形態においては、２次元方向に走査させてハーフミラー１５０に対して出射させることで、ユーザーの少なくとも一方の眼の網膜に画像を投影し、画像を表示する網膜走査型ディスプレイ１に本発明を採用したが、これに限らず、画像光を出射可能であればよく、２次元方向に走査しないものであってもよい。
【００９７】
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本実施形態における網膜走査型ディスプレイを示す説明図である。
【図２】本実施形態における網膜走査型ディスプレイを示す説明図である。
【図３】本実施形態における網膜走査型ディスプレイにおける歯車などを示す説明図である。
【図４】本実施形態における網膜走査型ディスプレイを示す説明図である。
【図５】本実施形態における網膜走査型ディスプレイを示す説明図である。
【図６】本実施形態における網膜走査型ディスプレイを示す説明図である。
【図７】本実施形態における網膜走査型ディスプレイを示す説明図である。
【図８】本実施形態における網膜走査型ディスプレイにおける歯車などを示す説明図である。
【図９】本実施形態における網膜走査型ディスプレイにおける回動体などを示す説明図である。
【図１０】本実施形態における網膜走査型ディスプレイにおける回動体などを示す説明図である。
【図１１】本実施形態における網膜走査型ディスプレイを示す説明図である。
【図１２】本実施形態における網膜走査型ディスプレイにおけるハーフミラーを示す説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  網膜走査型ディスプレイ
５０  ユーザー
１００  出射装置
１５０，１５２  ハーフミラー
２００  伸縮バー
２５０  ベースフレーム
Ｚ１  外光
Ｚ２  画像光
【図１】
2008009326.tif 000003
【図２】
2008009326.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008009326.tif 000007
【図６】
2008009326.tif 000008
【図７】
2008009326.tif 000009
【図８】
2008009326.tif 000010
【図９】
2008009326.tif 000011
【図１０】
2008009326.tif 000012
【図１１】
2008009326.tif 000013
【図１２】
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