(57)【要約】【課題】視認性の良好なヘッドマウントディスプレイ装置を提供する。【解決手段】ヘッドマウントディスプレイ装置は、網膜投影型のヘッドマウントディスプレイ装置であって、利用者の頭部の眼前に配置されるフレームと、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射される前記レーザ光の反射方向を調整する可動ミラーと、前記可動ミラーで反射されたレーザ光を利用者の瞳孔に向けて反射するミラーと、前記フレームに取り付けられ、利用者の瞳孔の位置を検出し、前記位置を表す位置信号を出力する検出部と、前記位置信号が表す前記位置の基準位置に対する変位に基づき、前記ミラーで反射される前記レーザ光が利用者の瞳孔に入射するように、前記可動ミラーの角度を調整する制御部とを含む。【選択図】図２
2017078756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
網膜投影型のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
利用者の頭部の眼前に配置されるフレームと、
レーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射される前記レーザ光の反射方向を調整する可動ミラーと、
前記可動ミラーで反射されたレーザ光を利用者の瞳孔に向けて反射する固定ミラーと、
前記フレームに取り付けられ、利用者の瞳孔の位置を検出し、前記位置を表す位置信号を出力する検出部と、
前記位置信号が表す前記位置の基準位置に対する変位に基づき、前記固定ミラーで反射される前記レーザ光が利用者の瞳孔に入射するように、前記可動ミラーの角度を調整する制御部と
を含む、ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項２】
前記変位のうち、利用者の視界における左右方向の変位成分をｘ、利用者の視界における上下方向の変位成分をｙ、利用者の眼球の半径をｒとすると、
前記制御部が前記可動ミラーの角度を調整する調整量は、左右方向にθｘ＝ａｒｃｓｉｎ（ｙ／ｒ）、上下方向にθｙ＝ａｒｃｓｉｎ（ｘ／ｒ）である、請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項３】
前記フレームに取り付けられ、前記フレームに対して、利用者の視界における上下方向及び左右方向の２軸方向に移動可能な２軸ステージをさらに含み、
前記光源、前記可動ミラー、及び前記固定ミラーは、前記２軸ステージに搭載されており、
前記制御部は、さらに、前記位置信号が表す前記位置の基準位置に対する変位に基づき、前記固定ミラーで反射される前記レーザ光が前記利用者の瞳孔に入射するように、前記２軸ステージの移動量を調整する、請求項１又は２記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記フレームに取り付けられ、利用者の瞳孔を撮像する撮像部を有し、前記撮像部で撮像される瞳孔の画像に基づいて、利用者の瞳孔の前記位置を検出する、請求項１乃至３のいずれか一項記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記フレームに取り付けられ、利用者の頭部に接触して眼電位を測定する第１電極及び第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極との電位差として得られる眼電位に基づいて、利用者の瞳孔の前記位置を検出する、請求項１乃至３のいずれか一項記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項６】
前記制御部は、利用者の瞳孔よりも広い範囲で前記可動ミラーを走査するとともに、前記光源から前記可動ミラー及び前記固定ミラーを経て利用者の眼球に向かう光路が、利用者の瞳孔の位置を表す領域に入るときに前記光源に前記レーザ光を出射させており、前記位置信号が表す前記位置の基準位置に対する変位に基づき、利用者の瞳孔の位置を表す前記領域を補正する、請求項１乃至３のいずれか一項記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドマウントディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、変調光を出射する光源と、前記光源から出射された変調光を走査するスキャナと、前記光源及び前記スキャナを制御する制御手段と、前記スキャナによって走査された変調光を眼に投影する接眼光学系と、少なくとも瞳孔周辺の画像を撮影可能に設けられた撮像手段とを備えることを特徴とする画像表示装置がある。画像表示装置は、さらに、前記撮像手段によって撮影された瞳孔周辺の画像から瞳孔位置を特定する瞳孔位置特定手段と、前記瞳孔周辺の画像に基づいて、変調光の光軸の位置である光軸位置を特定する光軸位置特定手段を備えることを特徴とする。画像表示装置は、さらに、前記瞳孔位置特定手段により特定された瞳孔位置と前記光軸位置特定手段により特定された光軸位置との相対位置を基に、変調光の光軸位置を瞳孔位置に合うように前記接眼光学系を移動させる補正手段を備えることを特徴とする。このような従来の画像表示装置は、網膜走査型のヘッドマウントディスプレイ装置である（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５９５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の網膜走査型のヘッドマウントディスプレイ装置の前記接眼光学系を移動させる補正手段は、変調光の光軸位置を瞳孔位置に合うように前記接眼光学系を移動させる。このような移動は、接眼光学系を利用者の左右方向又は上下方向に移動させるものである。
【０００５】
ところで、網膜走査型のヘッドマウントディスプレイ装置を装着している利用者の瞳孔が正面を向いている状態から、瞳孔が左右方向又は上下方向に角度を付けるように動く（回転移動する）と、瞳孔に入射する光の入射角が変わり、網膜で結像する位置が変わる。
【０００６】
このため、瞳孔が動く前は、網膜の略中央で結像していた状態から、瞳孔が回転移動した後は、網膜の端で結像する状態に変わり、網膜に結像する画像が歪むため、画像の視認性が低下するという課題がある。このような画像の歪みにより、例えば、利用者が映像に酔ってしまい、気分が悪くなるおそれがあった。
【０００７】
また、瞳孔がさらに移動して光が瞳孔を通過しなくなると、前記接眼光学系を移動させても、利用者が画像を見ることができなくなるおそれがあった。
【０００８】
以上のように、従来のヘッドマウントディスプレイ装置は、利用者にとって画像の視認性が良好ではない。
【０００９】
そこで、視認性の良好なヘッドマウントディスプレイ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】
【００１０】
本発明の実施の形態のヘッドマウントディスプレイ装置は、網膜投影型のヘッドマウントディスプレイ装置であって、利用者の頭部の眼前に配置されるフレームと、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射される前記レーザ光の反射方向を調整する可動ミラーと、前記可動ミラーで反射されたレーザ光を利用者の瞳孔に向けて反射するミラーと、前記フレームに取り付けられ、利用者の瞳孔の位置を検出し、前記位置を表す位置信号を出力する検出部と、前記位置信号が表す前記位置の基準位置に対する変位に基づき、前記ミラーで反射される前記レーザ光が利用者の瞳孔に入射するように、前記可動ミラーの角度を調整する制御部とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
視認性の良好なヘッドマウントディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１のヘッドマウントディスプレイ装置１００を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１のヘッドマウントディスプレイ装置１００の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１のヘッドマウントディスプレイ装置１００の構成を示す図である。
【図４】ＸＹステージ１２０を示す図である。
【図５】制御部１７０の構成を示す図である。
【図６】制御部１７０によって検出される瞳孔の位置を示す図である。
【図７】瞳孔の位置の変位に基づくＭＥＭＳミラー１４０の角度調整の手法を示す図である。
【図８】制御部１７０が実行する処理を示すフローチャートである。
【図９】網膜描画が可能な瞳孔が移動範囲を示す図である。
【図１０】実施の形態１の変形例によるヘッドマウントディスプレイ装置１００Ａを示す図である。
【図１１】実施の形態２のヘッドマウントディスプレイ装置２００を示す図である。
【図１２】制御部２７０の構成を示す図である。
【図１３】実施の形態２においてラスタースキャンを行う範囲とレーザ光を出力する領域との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のヘッドマウントディスプレイ装置を適用した実施の形態について説明する。
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１のヘッドマウントディスプレイ装置１００を示す斜視図である。図２及び図３は、実施の形態１のヘッドマウントディスプレイ装置１００の構成を示す図である。
【００１５】
図１には、ヘッドマウントディスプレイ装置１００を斜め前方から見た外観を示し、図２には、平面視でヘッドマウントディスプレイ装置１００の構成要素を示す。図３は、背面視でヘッドマウントディスプレイ装置１００の構成要素を示す。図２及び図３では、構成を分かり易くするために、一部の構成要素を拡大して示す。
【００１６】
また、図２及び図３では、図示するように、直交座標系の一例であるＸＹＺ座標系を定義する。また、ヘッドマウントディスプレイ装置１００は、利用者が頭部に装着する装置であるため、以下では、ＸＹＺ座標系に加えて、利用者から見た左、右、上、下を用いて説明する。
【００１７】
Ｘ軸は、ヘッドマウントディスプレイ装置１００を装着した利用者にとって左右方向に伸延する軸である。Ｘ軸は、左から右に向かう方向を正とする。Ｙ軸は、ヘッドマウントディスプレイ装置１００を装着した利用者にとって上下方向に伸延する軸である。Ｙ軸は、上から下に向かう方向を正とする。Ｚ軸は、ヘッドマウントディスプレイ装置１００を装着した利用者にとって前後方向に伸延する軸である。Ｚ軸は、後から前に向かう方向を正とする。
【００１８】
ヘッドマウントディスプレイ装置１００は、フレーム１１０、レンズ１１５Ｒ、１１５Ｌ、ＸＹステージ１２０、光源１３０、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー１４０、ハーフミラー１５０、カメラモジュール１６０、及び制御部１７０を含む。
【００１９】
なお、以下では、図１乃至図３に加えて、図４を加えて説明を行う。図４は、ＸＹステージ１２０を示す図である。また、ここでは、説明の便宜上、制御部１７０と、ＸＹステージ１２０、光源１３０、ＭＥＭＳミラー１４０、及びカメラモジュール１６０との間で制御信号を伝送する伝送線をフレーム１１０の外に示すが、実際には、伝送線はフレーム１１０の内部に挿通される。
【００２０】
フレーム１１０は、眼鏡のフレームと同様の形状をしており、フロントフレーム１１１、サイドフレーム１１２Ｒ（Right：右）、１１２Ｌ（Left：左）、及び鼻パッド１１３Ｒ（Right：右）、１１３Ｌ（Left：左）を有する。サイドフレーム１１２Ｒ、１１２Ｌは、それぞれ、フロントフレーム１１１の左右の端部に取り付けられている。フロントフレーム１１１には、レンズ１１５Ｒ、１１５Ｌが取り付けられている。
【００２１】
フロントフレーム１１１の左側のＺ軸負方向側には、凹部１１１Ａが設けられている。また、サイドフレーム１１２Ｌの長手方向（Ｚ軸方向）のうちのＺ軸正方向側のＸ軸正方向側には、凹部１１２ＬＡが設けられている。凹部１１２ＬＡは、サイドフレーム１１２Ｌの長手方向の約半分にわたって設けられている。
【００２２】
ここでは、サイドフレーム１１２Ｒ、１１２Ｌがフロントフレーム１１１に固定される形態を示すが、サイドフレーム１１２Ｒ、１１２Ｌは、眼鏡を折り畳むように、フロントフレーム１１１に対して折り畳めるように取り付けられていてもよい。
【００２３】
レンズ１１５Ｒ（Right：右）、１１５Ｌ（Left：左）は、それぞれ、フロントフレーム１１１の左右に取り付けられており、利用者がヘッドマウントディスプレイ装置１００を装着すると、それぞれ、両眼の前に位置するように配置されている。レンズ１１５Ｒ、１１５Ｌは、透明なガラス又はプラスチックで形成されている。
【００２４】
ＸＹステージ１２０は、基部１２１、可動部１２２、ステージ１２３、及びモータ１２４Ｘ、１２４Ｙを有する（図４参照）。ＸＹステージ１２０は、制御部１７０から入力される駆動信号によって駆動される。
【００２５】
基部１２１は、フロントフレーム１１１の左端のＺ軸負方向側に設けられた凹部１１１Ａに嵌め込まれている直方体状の部材である（図２及び図３参照）。基部１２１は、フロントフレーム１１１に固定されており、移動しない部分である。
【００２６】
可動部１２２は、モータ１２４Ｙの回転軸１２４ＹＡを介して基部１２１のＺ軸負方向側に設けられており、基部１２１に対してＹ軸方向に移動可能な直方体状の部材である。可動部１２２は、モータ１２４Ｙを駆動することにより、基部１２１に対してＹ軸方向に移動する。
【００２７】
可動部１２２の基部１２１に対するＹ軸方向への移動量は、例えば、１０ｍｍであり、一例として、１０ｍｍ／秒の速度で移動させることができる。
【００２８】
ステージ１２３は、モータ１２４Ｘの回転軸１２４ＸＡを介して可動部１２２のＺ軸負方向側に設けられている。ステージ１２３は、可動部１２２とともに、基部１２１に対してＹ軸方向に移動し、また、可動部１２２に対して、Ｘ軸方向に移動することができる。モータ１２４Ｘを駆動することにより、可動部１２２に対してＸ軸方向に移動する。
【００２９】
ステージ１２３の可動部１２２に対するＸ軸方向への移動量は、例えば、１０ｍｍであり、一例として、１０ｍｍ／秒の速度で移動させることができる。
【００３０】
ステージ１２３には、ステー１２５を介して光源１３０及びハーフミラー１５０が固定される。また、光源１３０には、ステー１２６を介してＭＥＭＳミラー１４０が固定されている。このため、光源１３０、ＭＥＭＳミラー１４０、及びハーフミラー１５０は、ステージ１２３とともにＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。
【００３１】
モータ１２４Ｘは、可動部１２２に対してステージ１２３をＸ軸方向に移動させるために設けられている。ステージ１２３は、モータ１２４Ｘの回転軸１２４ＸＡを介して、可動部１２２のＺ軸負方向側に設けられている。モータ１２４Ｘの駆動制御は、制御部１７０によって行われる。
【００３２】
モータ１２４Ｙは、基部１２１に対して可動部１２２をＹ軸方向に移動させるために設けられている。可動部１２２は、モータ１２４Ｙの回転軸１２４ＹＡを介して、基部１２１のＺ軸負方向側に設けられている。モータ１２４Ｙの駆動制御は、制御部１７０によって行われる。
【００３３】
なお、ここでは、ステー１２５を介してステージ１２３に光源１３０及びハーフミラー１５０が固定され、ステー１２６を介して光源１３０にＭＥＭＳミラー１４０が固定される形態について説明するが、ステー１２５又は１２６の代わりに任意の固定具を用いてもよい。
【００３４】
また、ＭＥＭＳミラー１４０は、ステー１２６によって光源１３０に固定される代わりに、図示しない固定具によってステージ１２３に固定されていてもよい。
【００３５】
光源１３０は、ステー１２５を介してステージ１２３に固定されている。このため、光源１３０は、ステージ１２３とともにＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。光源１３０は、ＸＺ平面視でサイドフレーム１１２Ｌの凹部１１２ＬＡに収まるように、かつ、ＸＹ平面視でサイドフレーム１１２Ｌの下側に突出するように設けられている。
【００３６】
光源１３０は、レーザアレイ１３１Ｒ、１３１Ｇ、１３１Ｂを有する。レーザアレイ１３１Ｒ、１３１Ｇ、１３１Ｂは、それぞれ、光の三原色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））のレーザ光を出射するレーザ装置である。
【００３７】
光源１３０は、制御部１７０から入力される画像信号に基づいて、レーザアレイ１３１Ｒ、１３１Ｇ、１３１Ｂの出力を調整し、画像信号が表す色と輝度のレーザ光を出力する。光源１３０が出力するレーザ光は、ＭＥＭＳミラー１４０で反射される際にラスタースキャン方式で１画素ずつ走査され、さらにハーフミラー１５０で反射されて利用者の瞳孔に入射される。
【００３８】
ＭＥＭＳミラー１４０は、光源１３０にステー１２６を介して固定されている。このため、ＭＥＭＳミラー１４０は、ステージ１２３及び光源１３０とともにＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。ＭＥＭＳミラー１４０は、可動ミラーの一例である。
【００３９】
ＭＥＭＳミラー１４０は、光源１３０よりもＺ軸負方向側において、ＸＺ平面視でサイドフレーム１１２Ｌの凹部１１２ＬＡに収まるように、かつ、ＸＹ平面視でサイドフレーム１１２Ｌの下側に突出するように設けられている。
【００４０】
ＭＥＭＳミラー１４０は、２軸方向に角度を調整できるミラーであり、制御部１７０によって駆動されることによって角度を変えながら、光源１３０から出力されるレーザ光を反射する。ＭＥＭＳミラー１４０で反射されたレーザ光は、さらにハーフミラー１５０で反射されて利用者の瞳孔に入射する。ＭＥＭＳミラー１４０には、制御部１７０から角度を調整するための角度調整信号が入力される。
【００４１】
ＭＥＭＳミラー１４０が制御部１７０によって駆動されることにより、ハーフミラー１５０から瞳孔に入射するレーザ光が、ラスタースキャン方式で網膜に画像を結像することになる。
【００４２】
また、ＭＥＭＳミラー１４０は、上述のようなラスタースキャンのための駆動に加えて、利用者の瞳孔の移動量に応じて、制御部１７０によって角度が調整される。瞳孔の位置は、カメラモジュール１６０で撮像される画像に基づいて、制御部１７０が検出する。カメラモジュール１６０は、撮像した画像を表す画像信号を制御部１７０に出力する。
【００４３】
瞳孔の移動量は、カメラモジュール１６０で撮像される画像に基づいて、制御部１７０が所定の基準位置に対する瞳孔の位置の変位として検出する。このようなＭＥＭＳミラー１４０の駆動は、利用者が眼の向きを変えて瞳孔の向きが変わったときに、瞳孔の位置の変化に合わせて、ハーフミラー１５０から瞳孔に向けて反射されるレーザ光の角度を調整するために行われる。なお、このようなＭＥＭＳミラー１４０の駆動の詳細については後述する。
【００４４】
ハーフミラー１５０は、ＸＺ平面視で２つの焦点を有する楕円の円弧のように湾曲し、Ｙ軸方向に沿って伸延する、湾曲した板状のハーフミラーである。ハーフミラー１５０は、固定ミラーの一例である。
【００４５】
ＸＺ平面視におけるハーフミラー１５０の２つの焦点は、ＭＥＭＳミラー１４０の中心と、図２に示す利用者の瞳孔１８１の中心１８１Ａとに位置する。図２に示す利用者の瞳孔１８１の位置は、利用者の眼球１８２をヘッドマウントディスプレイ装置１００の設計上における理想的な位置に配置したときに、理想的な瞳孔１８１の位置として与えられる位置である。
【００４６】
ハーフミラー１５０は、ステー１２５を介してステージ１２３に固定されている。このため、ハーフミラー１５０は、ステージ１２３とともにＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。ハーフミラー１５０は、レンズ１１５ＬのＺ軸負方向側に設けられており、ＸＹ平面視でレンズ１１５Ｌの一部と重複する。ハーフミラー１５０の位置は、利用者がヘッドマウントディスプレイ装置１００を装着した場合に、利用者の左眼の前に配置される位置であり、Ｚ軸方向において、ＭＥＭＳミラー１４０よりも正方向側に配置される。
【００４７】
ハーフミラー１５０は、ＭＥＭＳミラー１４０で反射され、Ｚ軸負方向側の面に入射するレーザ光を反射するとともに、Ｚ軸正方向側の面から入射する光を反射せずにＺ軸負方向側に透過する光学素子である。ハーフミラー１５０は、例えば、ビームスプリッターによって実現される。
【００４８】
ハーフミラー１５０として用いるビームスプリッターは、ＭＥＭＳミラー１４０から入射するレーザ光を反射する強度（反射光の強度）と、Ｚ軸正方向側からハーフミラー１５０に入射し、Ｚ軸負方向側から出射する光の強度（透過光の強度）とがほぼ１：１である。しかしながら、このようなハーフミラー１５０の代わりに、反射光の強度と、透過光の強度とが異なるビームスプリッターを用いてもよい。
【００４９】
ハーフミラー１５０は、ＸＺ平面視で湾曲した形状を有しており、Ｚ軸正方向側の面が凸面で、Ｚ軸負方向側の面が凹面である。このようなハーフミラー１５０は、Ｚ軸に対して凹面をＸ軸負方向側に傾けた状態でステー１２５に固定されている。これは、ハーフミラー１５０の凹面をＭＥＭＳミラー１４０の方に向けるためである。
【００５０】
カメラモジュール１６０は、フロントフレーム１１１のＺ軸負方向側において、レンズ１１５Ｌの下で、かつ、鼻パッド１１３Ｌの下となる位置に配置されている。利用者の左眼の瞳孔の画像を撮影するためである。
【００５１】
カメラモジュール１６０は、カメラ１６１及び照明装置１６２を有する。カメラ１６１及び照明装置１６２は、ヘッドマウントディスプレイ装置１００を装着した利用者の左眼の中心部を向くように向きが設定された状態でフロントフレーム１１１に取り付けられている。
【００５２】
ここでは、一例として、カメラ１６１は赤外線カメラであり、照明装置１６２は赤外線照射装置である。カメラ１６１による撮像と、照明装置１６２のオン／オフの切り替えは、制御部１７０によって行われる。カメラ１６１で撮像された画像を表すデータは、制御部１７０に入力される。
【００５３】
制御部１７０は、サイドフレーム１１２ＬのＸ軸負方向側に取り付けられている。制御部１７０は、ヘッドマウントディスプレイ装置１００の各部の制御を行う。制御部１７０は、例えば、マイクロコンピュータのチップによって実現される。制御部１７０は、メモリを内蔵する。
【００５４】
制御部１７０は、カメラモジュール１６０によって撮像される画像に基づく利用者の左眼の瞳孔の位置検出、ＸＹステージ１２０の位置制御、光源１３０のレーザアレイ１３１Ｒ、１３１Ｇ、１３１Ｂの出力制御、及び、ＭＥＭＳミラー１４０の角度制御を行う。
【００５５】
また、制御部１７０は、ケーブル１７０Ａを介して図示しないコンピュータに接続されている。コンピュータは、ヘッドマウントディスプレイ装置１００が利用者の網膜に描画する画像を表す画像信号を、ケーブル１７０Ａを介して、ヘッドマウントディスプレイ装置１００の制御部１７０に出力する。
【００５６】
ここで、図５を用いて制御部１７０について説明する。図５は、制御部１７０の構成を示す図である。また、図６は、制御部１７０によって検出される瞳孔の位置を示す図である。
【００５７】
制御部１７０は、位置検出部１７１、位置制御部１７２、出力制御部１７３、及び角度制御部１７４を有する。
【００５８】
位置検出部１７１は、カメラモジュール１６０を駆動し、カメラモジュール１６０によって撮像される画像に対して画像処理を行うことにより、瞳孔の位置を検出する。また、位置検出部１７１は、画像の中における所定の基準位置に対する瞳孔の位置の変位を検出する。
【００５９】
ここで、図６を用いて、位置検出部１７１によって検出される瞳孔の位置を説明する。図６には、カメラモジュール１６０によって撮像される画像１６３を示す。画像１６３は、ＸＹ平面内の画像として取得される。
【００６０】
図６に示すように、画像１６３の中で基準位置１６４を定義する。ここでは、一例として、基準位置１６４は、画像１６３の中心とする。また、位置検出部１７１は、画像１６３の中における瞳孔の中心位置１６５を求め、基準位置１６４に対する中心位置１６５の変位を求める。
【００６１】
図６では、説明の便宜上、瞳孔の位置として太い円１６５Ａを示す。太い円１６５Ａの中心は、瞳孔の中心位置１６５である。また、図６には、眼の輪郭の大凡の位置として、楕円１６６を示す。太い円１６５Ａと楕円１６６は、図６に説明の便宜上の理由から示したものであり、位置検出部１７１によって求められるものではなく、また、データとしても得られるものではない。
【００６２】
図６では、瞳孔の中心位置１６０Ｃが、基準位置１６４に対して、Ｘ軸方向に＋Ｘ１、Ｙ軸方向に＋Ｙ１だけ変位している。
【００６３】
なお、上述の手法以外にも、カメラモジュール１６０によって撮像される画像に対して、パターンマッチング等を行うことにより、瞳孔の位置を検出する種々の公知の手法がある。位置検出部１７１は、これらのいずれかの手法を用いて、カメラモジュール１６０によって撮像される画像に対して画像処理を行うことにより、瞳孔の中心位置１６５を検出すればよい。なお、瞳孔の中心位置１６５を検出する手法によって、カメラモジュール１６０として用いるカメラの種類が異なるため、カメラモジュール１６０としては、瞳孔の中心位置１６５を検出するのに適したカメラを用いればよい。
【００６４】
また、位置検出部１７１は、上述のようにして求まる瞳孔の位置の変位（Ｘ，Ｙ）に基づき、ＭＥＭＳミラー１４０の角度の調整量（補正量）を求める。また、上述のようにして求まる瞳孔の位置の変位（Ｘ，Ｙ）は、ＸＹステージ１２０の移動量として用いられる。
【００６５】
位置制御部１７２は、位置検出部１７１によって検出される瞳孔の中心位置１６５の変位に基づき、ＸＹステージ１２０の位置を制御する。位置制御部１７２は、位置検出部１７１によって検出される瞳孔の中心位置１６５のＸ軸方向及びＹ軸方向における変位がそれぞれＸ１、Ｙ１である場合に、モータ１２４Ｘを駆動してステージ１２３を可動部１２２に対してＸ軸方向にＸ１移動するとともに、モータ１２４Ｙを駆動して可動部１２２を基部１２１に対してＹ軸方向にＹ１移動させる。
【００６６】
出力制御部１７３は、ケーブル１７０Ａを介して制御部１７０に入力される画像信号に基づいて、レーザアレイ１３１Ｒ、１３１Ｇ、１３１Ｂの出力を調整する。この結果、光源１３０から出射されるレーザ光の色と輝度が画像信号に応じて設定される。
【００６７】
ヘッドマウントディスプレイ装置１００は、ラスタースキャン方式で利用者の網膜に１画素ずつ描画を行うため、画像信号は、画素毎に、色と輝度が切り替わる。
【００６８】
角度制御部１７４は、ＭＥＭＳミラー１４０の角度制御を行う。角度制御部１７４が行う角度制御は、２種類ある。
【００６９】
角度制御部１７４は、第１の角度制御として、ハーフミラー１５０から瞳孔に入射するレーザ光が、ラスタースキャン方式で網膜に画像を結像するように、ＭＥＭＳミラー１４０を駆動する。ラスタースキャンは、１画素ずつ描画するスキャン方式であるため、角度制御部１７４は、１画素を描画する毎に、ＭＥＭＳミラー１４０の角度を調整し、次の画素にレーザ光が案内されるようにする。
【００７０】
角度制御部１７４は、第２の角度制御として、位置検出部１７１によって検出される瞳孔の中心位置１６５の変位に基づいて、ＭＥＭＳミラー１４０の角度を制御する。角度制御部１７４は、位置検出部１７１によって検出される瞳孔の中心位置１６５のＸ軸方向及びＹ軸方向における変位がそれぞれＸ１、Ｙ１である場合に、次のようにＭＥＭＳミラー１４０の角度を調整（補正）する。
【００７１】
図７は、瞳孔の中心位置の変位に基づくＭＥＭＳミラー１４０の角度調整の手法を示す図である。ここでは、光源１３０、ＭＥＭＳミラー１４０、及びハーフミラー１５０を光学系と称し、破線で囲んで示す。光学系は、ＸＹステージ１２０（図２乃至図４参照）に搭載され、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。
【００７２】
図７（Ａ）では、ＭＥＭＳミラー１４０の角度を調整（補正）する際に用いる直交座標系として、ＳＹＴ座標系を定義する。ＳＴＹ座標系のうち、Ｙ軸は、ＸＹＺ座標系のＹ軸と等しい。Ｓ軸とＴ軸は、それぞれ、Ｘ軸とＺ軸をＸＺ平面内で時計回りにα度だけ回転させたものである。Ｓ軸は、ＭＥＭＳミラー１４０の反射面１４０Ａに含まれ、Ｔ軸は、反射面１４０Ａの法線と平行である。なお、反射面１４０Ａは、ＳＹ平面に平行な平面である。
【００７３】
図７（Ａ）では、ＭＥＭＳミラー１４０からハーフミラー１５０を経て瞳孔１８１に入射し、眼球１８２の奥にある網膜１８３に至るまでのレーザ光の中心軸（光軸）を一点鎖線で示し、レーザ光の範囲を実線と細破線で示す。
【００７４】
図７（Ａ）に示す光軸Ｌ０は、ＭＥＭＳミラー１４０の角度が初期値の場合に、ハーフミラー１５０で反射される反射光の光軸であり、Ｚ軸に平行である。ＭＥＭＳミラー１４０の角度の初期値とは、ハーフミラー１５０で反射される反射光の光軸が、Ｚ軸に平行になるときのＭＥＭＳミラー１４０の角度であり、反射面１４０ＡがＳＹ平面と平行な場合におけるＭＥＭＳミラー１４０の角度である。
【００７５】
また、瞳孔１８１の中心１８１Ａと、円で示す眼球１８２の中心１８２Ａとを通る軸を瞳孔１８１の中心軸Ｌ１とする。
【００７６】
図７（Ａ）では、利用者の瞳孔１８１は正面を向いて（正対して）おり、ＸＹステージ１２０の位置は、ハーフミラー１５０の反射光の光軸Ｌ０と、瞳孔１８１の中心軸Ｌ１とが一致するように調整されている。
【００７７】
図７（Ａ）では、ハーフミラー１５０の反射光の光軸Ｌ０と、瞳孔１８１の中心軸Ｌ１とが一致しているため、図７（Ａ）に示す光学系の位置は、ヘッドマウントディスプレイ装置１００を装着した利用者の瞳孔１８１正面を向いているときに、理想的な位置である。
【００７８】
次に、利用者の瞳孔１８１が回転移動した場合について説明する。ここで、Ｘ軸を回転軸として回転する角度をθｘと定義し、Ｙ軸を回転軸として回転する角度をθｙと定義する。角度θｘ、θｙは、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸の負方向側から正方向側を見たときの時計回りの回転を正方向の回転とし、Ｘ軸、Ｙ軸の負方向側から正方向側を見たときの反時計回りの回転を負方向の回転とする。
【００７９】
ここで、眼球の半径をｒ、位置検出部１７１によって検出される瞳孔１８１の位置のＹ軸方向における変位をＹとすると、角度θｘは次式（１）で表される。
θｘ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｙ／ｒ）      （１）
また、眼球の半径をｒ、位置検出部１７１によって検出される瞳孔の位置のＸ軸方向における変位をＸとすると、角度θｙは次式（２）で表される。
θｙ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ／ｒ）      （２）
角度制御部１７４は、位置検出部１７１によって検出される瞳孔１８１の位置のＸ軸方向及びＹ軸方向における変位がそれぞれＸ１、Ｙ１である場合に、角度θｘ及び角度θｙを次式（３）、（４）のように設定する。
θｘ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｙ１／ｒ）      （３）
θｙ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ１／ｒ）      （４）
例えば、ＸＺ平面視で、瞳孔１８１がＹ軸の周りに（時計回りの方向に）θｙだけ回転したとする。また、このとき、位置検出部１７１によって検出される瞳孔１８１の位置のＸ軸方向の変位がＸ１であるとする。
【００８０】
このような場合には、角度制御部１７４は、変位Ｘ１を用いて、角度θｙを求め、ＭＥＭＳミラー１４０をＸＺ平面内でＹ軸を回転軸として角度θｙだけ回転させる。この結果、ＭＥＭＳミラー１４０が、図７（Ａ）に示す状態から図７（Ｂ）に示すようにＸＺ平面視で角度θｙだけ時計回りに回転され、ハーフミラー１５０の反射光が瞳孔１８１から眼球１８２に入射する。
【００８１】
また、ここでは、瞳孔１８１がＸＺ平面視でＹ軸の周りに（時計回りの方向に）θｙだけ回転する場合について説明するが、瞳孔１８１がＹＺ平面視でＸ軸の周りにθｘだけ回転する場合は、次のようにすればよい。
【００８２】
瞳孔１８１がＹＺ平面視でＸ軸の周りにθｘだけ回転した場合には、ＭＥＭＳミラー１４０をＳ軸の周りにθｘだけ回転させることにより、ハーフミラー１５０の反射光が瞳孔１８１から眼球１８２に入射するようにすればよい。ＭＥＭＳミラー１４０は、Ｓ軸の周りにθｘだけ回転されると、反射面１４０Ａの法線が、Ｔ軸に対して仰角（角度θｘ）を有するように角度が調整（補正）される。
【００８３】
以上のように、位置検出部１７１によって検出される瞳孔１８１の位置のＸ軸方向及びＹ軸方向における変位に応じて、式（１）、（２）で求まる角度θｘ、θｙだけＭＥＭＳミラー１４０の角度を調整（補正）すれば、ハーフミラー１５０の反射光を瞳孔１８１から眼球１８２内に入射させることができる。
【００８４】
図７（Ｂ）に示すように、ＸＺ平面視で瞳孔１８１が角度θｙだけ時計回りに回転され、ハーフミラー１５０の反射光が瞳孔１８１から眼球１８２に入射する。このとき、ハーフミラー１５０の反射光の光軸Ｌ２は、瞳孔１８１の中心軸Ｌ１からオフセットしているが、反射光は瞳孔１８１を通って眼球１８２に入射しているため、網膜１８３に結像が得られる。
【００８５】
なお、図７（Ｂ）では、ハーフミラー１５０の反射光が、瞳孔１８１の中心１８１Ａよりも外側を通って眼球１８２に入射する形態を示す。しかしながら、ハーフミラー１５０の湾曲形状を変えることにより、図７（Ａ）の状態からＭＥＭＳミラー１４０の角度を調整（補正）したときに、ハーフミラー１５０の反射光が瞳孔１８１の中心１８１Ａ又は中心１８１Ａの近傍を通るようにしてもよい。
【００８６】
また、ヘッドマウントディスプレイ装置１００は、ＸＹステージ１２０を含むため、上述のようなＭＥＭＳミラー１４０の角度調整（角度補正）に加えて、位置制御部１７２がＸＹステージ１２０で光学系を移動させると、図７（Ｃ）に示すようになる。図７（Ｃ）では、一例として、図７（Ｂ）に比べて、破線で囲む光学系がＸ軸正方向側に移動している。
【００８７】
位置制御部１７２は、位置検出部１７１によって検出される瞳孔１８１の画像１６３（図６参照）における中心位置１６５のＸ軸方向及びＹ軸方向における変位がそれぞれＸ１、Ｙ１である場合に、モータ１２４Ｘを駆動してステージ１２３を可動部１２２に対してＸ軸方向にＸ１移動するとともに、モータ１２４Ｙを駆動して可動部１２２を基部１２１に対してＹ軸方向にＹ１移動させる。
【００８８】
このようにＸＹステージ１２０を移動させると、光学系がすべて移動する。このため、移動前の図７（Ｂ）に示すように、ハーフミラー１５０の反射光の光軸Ｌ２は、瞳孔１８１の中心軸Ｌ１からオフセットしている状態から、図７（Ｃ）に示すように、瞳孔１８１の中心軸Ｌ１と、ハーフミラー１５０の反射光の光軸Ｌ２とが一致する。すなわち、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における変位Ｘ１、Ｙ１に応じて、ＸＹステージ１２０によって光学系の位置が補正される。
【００８９】
以上のように、ヘッドマウントディスプレイ装置１００は、位置検出部１７１によって検出される瞳孔１８１の変位に応じて、ＭＥＭＳミラー１４０の角度を調整（補正）するとともに、ＸＹステージ１２０で光学系の位置を調整（補正）する。
【００９０】
次に、図８を用いて、制御部１７０が実行する処理について説明する。
【００９１】
図８は、制御部１７０が実行する処理を示すフローチャートである。
【００９２】
制御部１７０は、ヘッドマウントディスプレイ装置１００の電源がオンにされて、網膜に描画を行うモードが選択されると処理をスタートする（スタート）。
【００９３】
制御部１７０は、カメラモジュール１６０のカメラ１６１で撮像を開始し、照明装置１６２をオンにする（ステップＳ１）。ステップＳ２の処理は、位置検出部１７１によって実行される。
【００９４】
制御部１７０は、ケーブル１７０Ａを介して入力される画像信号に基づき、レーザアレイ１３１Ｒ、１３１Ｇ、１３１Ｂの出力を調整し、画像信号が表す色と輝度のレーザ光を出力する（ステップＳ２）。
【００９５】
光源１３０が出力するレーザ光は、ＭＥＭＳミラー１４０で反射される際にラスタースキャン方式で１画素ずつ走査され、さらにハーフミラー１５０で反射されて利用者の瞳孔に入射される。なお、ステップＳ２の処理は、出力制御部１７３によって実行される。
【００９６】
制御部１７０は、カメラモジュール１６０によって撮像される画像に対して画像処理を行うことにより、瞳孔の位置を検出する（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理は、位置検出部１７１によって実行される。
【００９７】
制御部１７０は、ステップＳ３で検出される瞳孔の位置の基準位置に対する位置ずれが所定の閾値よりも大きいかどうか判定する（ステップＳ４）。基準位置は、図６に示す画像１６３の中で基準位置１６４である。また、所定の閾値は、例えば、１ｍｍである。瞳孔がＸ軸及びＹ軸に対して斜めの方向に移動している場合は、斜め方向の移動量が１ｍｍよりも大きいかどうかで判定すればよい。
【００９８】
ステップＳ４は、瞳孔の移動量が所定の閾値以下である場合には、ＭＥＭＳミラー１４０の角度調整とＸＹステージ１２０の位置調整を行わなくするために判定する処理である。ステップＳ４の処理は、例えば、瞳孔の移動頻度が多いような場合に、利用者にとっての映像の見易さと、ヘッドマウントディスプレイ装置１００の制御の複雑化抑制とのバランスを取るために設けられている。
【００９９】
制御部１７０は、位置ずれが所定の閾値よりも大きい（Ｓ４：ＹＥＳ）と判定すると、ステップＳ３で検出される瞳孔の位置に基づき、ＭＥＭＳミラー１４０の角度の調整値θｘ、θｙと、ＸＹステージ１２０の移動量Ｘ、Ｙを求める（ステップＳ５）。ステップＳ５の処理は、位置検出部１７１によって実行される。
【０１００】
制御部１７０は、ステップＳ５で求めたＭＥＭＳミラー１４０の角度の調整値θｘ、θｙとＸＹステージ１２０の移動量Ｘ、Ｙを用いて、ＭＥＭＳミラー１４０の角度を調整するとともに、ＸＹステージ１２０を駆動する（ステップＳ６）。ステップＳ６の処理のうち、ＭＥＭＳミラー１４０の角度の調整は、角度制御部１７４によって実行され、ＸＹステージ１２０の駆動は、位置制御部１７２によって実行される。
【０１０１】
制御部１７０は、画像の描画が終了したかどうかを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７の処理は、出力制御部１７３によって実行される。画像の描画が終了したかどうかは、ケーブル１７０Ａを介して画像信号が入力されているかどうかで判定すればよい。また、画像信号に描画の終了を表すデータが含まれている場合には、描画の終了を表すデータを読み取ったかどうかで判定すればよい。
【０１０２】
制御部１７０は、画像の描画が終了した（Ｓ７：ＹＥＳ）と判定すると、カメラモジュール１６０のカメラ１６１での撮像を終了し、照明装置１６２をオフにする（ステップＳ８）。ステップＳ８の処理は、位置検出部１７１によって実行される。
【０１０３】
なお、制御部１７０は、ステップＳ４において、位置ずれが所定の閾値よりも大きくない（Ｓ４：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ３にリターンする。位置ずれに基づくＭＥＭＳミラー１４０の角度の補正と、ＸＹステージ１２０による光学系の位置の補正を行わずに、現時点での瞳孔の位置を検出するためである。
【０１０４】
また、ステップＳ８において、画像の描画が終了していない（Ｓ７：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ３にリターンする。現時点での瞳孔の位置を検出するためである。
【０１０５】
以上で一連の処理が終了する。
【０１０６】
図９は、網膜描画が可能な瞳孔が移動範囲を示す図である。
【０１０７】
図９（Ａ）には、ＭＥＭＳミラー１４０の角度調整によってハーフミラー１５０の反射光の光軸調整を行うとともに、ＸＹステージ１２０で光学系の位置調整を行った場合に、網膜描画が可能な瞳孔の位置の範囲（有効範囲）を示す。
【０１０８】
図９（Ｂ）には、ＭＥＭＳミラー１４０によるハーフミラー１５０の反射光の光軸調整と、ＸＹステージ１２０による光学系の位置調整とを行わない場合に、網膜描画が可能な瞳孔の位置の範囲を示す。
【０１０９】
ここで、瞳孔の直径が５ｍｍであり、ＸＹステージ１２０のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動可能量がそれぞれ１０ｍｍであるとする。
【０１１０】
図９（Ａ）に示すように、ＭＥＭＳミラー１４０とＸＹステージ１２０を利用すると、有効範囲として示す直径１０ｍｍの円の中に瞳孔の少なくとも一部が入っていれば、利用者の網膜に画像を描画することができる。
【０１１１】
一方、図９（Ｂ）に示すように、ＭＥＭＳミラー１４０とＸＹステージ１２０を利用しない場合は、有効範囲として示す直径５ｍｍの円の中に瞳孔の少なくとも一部が入っている場合に、利用者の網膜に画像を描画することができることになる。
【０１１２】
図９（Ａ）と図９（Ｂ）を比較して分かるように、ＭＥＭＳミラー１４０とＸＹステージ１２０を利用することにより、ＭＥＭＳミラー１４０とＸＹステージ１２０を利用しない場合に比べて、有効範囲が約４倍に拡大していることが分かる。
【０１１３】
従って、実施の形態１によれば、利用者が眼の向きを変えて瞳孔の位置が変化しても、図９（Ａ）に示す有効範囲の中であれば、瞳孔にレーザ光を入射させて網膜に描画することができる、視認性の良好なヘッドマウントディスプレイ装置１００を提供することができる。
【０１１４】
なお、以上では、ＭＥＭＳミラー１４０によるハーフミラー１５０の反射光の光軸調整に加えて、ＸＹステージ１２０による光学系の位置調整を行う形態について説明したが、ＸＹステージ１２０による光学系の位置調整を行わなくてもよい。
【０１１５】
すなわち、瞳孔の移動に合わせて、ＭＥＭＳミラー１４０によるハーフミラー１５０の反射光の光軸調整のみを行ってよい。ＭＥＭＳミラー１４０によるハーフミラー１５０の反射光の光軸調整のみを行う場合は、ＸＹステージ１２０による光学系の位置調整を行う場合に比べて有効範囲は狭くなるが、瞳孔に入射するレーザ光の角度を調整できる。このため、網膜に描画される画像の歪みを抑制することができ、視認性の良好なヘッドマウントディスプレイ装置１００を提供することができる。
【０１１６】
また、以上では、ヘッドマウントディスプレイ装置をケーブル１７０Ａを介してコンピュータに接続し、コンピュータからケーブル１７０Ａを介してヘッドマウントディスプレイ装置１００の制御部１７０に入力される画像信号を網膜に描画する形態について説明した。しかしながら、ヘッドマウントディスプレイ装置１００とコンピュータを無線通信で接続し、無線通信で画像信号をコンピュータからヘッドマウントディスプレイ装置１００に送信してもよい。
【０１１７】
また、以上では、カメラモジュール１６０を用いて利用者の瞳孔の位置を検出する形態について説明した。しかしながら、カメラモジュール１６０を用いる変わりに、利用者の眼電位を測定することによって瞳孔の位置を検出してもよい。
【０１１８】
図１０は、実施の形態１の変形例によるヘッドマウントディスプレイ装置１００Ａを示す図である。
【０１１９】
ヘッドマウントディスプレイ装置１００Ａは、図３に示すヘッドマウントディスプレイ装置１００からカメラモジュール１６０を取り除き、電極１１６を追加し、図３に示す鼻パッド１１３Ｒ、１１３Ｌを鼻パッド１１３ＲＡ、１１３ＬＡに置き換えた構成を有する。
【０１２０】
鼻パッド１１３ＲＡ、１１３ＬＡは、電極としても機能するものであり、第１電極の一例である。また、電極１１６は、第２電極の一例である。
【０１２１】
鼻パッド１１３ＲＡ、１１３ＬＡと電極１１６は、制御部１７０に接続されており、制御部１７０は、鼻パッド１１３ＲＡ、１１３ＬＡで検出される電位と、電極１１６で検出される電位との電位差を眼電位として検出する。眼球は、網膜側で負の電荷を帯びており、瞳孔がある角膜側で正の電荷を帯びている。鼻パッド１１３ＲＡ、１１３ＬＡと電極１１６とを用いると、上述のような電荷の分布に起因する眼電位を検出することができる。
【０１２２】
制御部１７０は、利用者の瞳孔が正面を向いている（正対している）ときの眼電位を基準として、利用者が瞳孔を動かしているときの眼電位を検出することにより、瞳孔の位置を求める。その他は、実施の形態１のヘッドマウントディスプレイ装置１００と同様である。
【０１２３】
＜実施の形態２＞
図１１は、実施の形態２のヘッドマウントディスプレイ装置２００を示す図である。
【０１２４】
実施の形態２のヘッドマウントディスプレイ装置２００は、実施の形態１のヘッドマウントディスプレイ装置１００の制御部１７０を制御部２７０に置き換えた構成を有する。その他の構成は、実施の形態１のヘッドマウントディスプレイ装置１００と同様である。
【０１２５】
図１２は、制御部２７０の構成を示す図である。
【０１２６】
制御部２７０は、位置検出部１７１、位置制御部１７２、出力制御部２７３、及び角度制御部２７４を有する。制御部２７０は、実施の形態１の制御部１７０（図５参照）の出力制御部１７３及び角度制御部１７４を出力制御部２７３及び角度制御部２７４にそれぞれ置き換えた構成を有する。
【０１２７】
角度制御部２７４は、ラスタースキャンによる描画のためにＭＥＭＳミラー１４０を走査する際に、ハーフミラー１５０から利用者の眼球に向かう光路が、利用者の瞳孔よりも広い範囲に走査されるようにＭＥＭＳミラー１４０の角度を調整する。ハーフミラー１５０から利用者の眼球に向かう光路とは、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）における光軸Ｌ１に沿った光路である。
【０１２８】
このようなＭＥＭＳミラー１４０の走査は、例えば、ＭＥＭＳミラー１４０の調整可能な最大の角度でラスタースキャンを行うことによって実現される。
【０１２９】
そして、出力制御部２７３は、ハーフミラー１５０から利用者の眼球に向かう光路が利用者の瞳孔に入るときにのみ、光源１３０にレーザ光を出射させる。出力制御部２７３は、ハーフミラー１５０から利用者の眼球に向かう光路が利用者の瞳孔に入らないときには、光源１３０にレーザ光を出射させない。
【０１３０】
また、出力制御部２７３は、位置検出部１７１によって瞳孔の位置の変位（Ｘ，Ｙ）が検出されると、瞳孔の位置の変位（Ｘ，Ｙ）の分だけレーザ光を出力する領域をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。
【０１３１】
出力制御部２７３及び角度制御部２７４がこのような制御を行うことにより、実施の形態１と同様に、ハーフミラー１５０で反射されるレーザ光は、利用者の瞳孔に入射する。
【０１３２】
図１３は、実施の形態２においてラスタースキャンを行う範囲とレーザ光を出力する領域との関係を示す図である。
【０１３３】
図１３（Ａ）に示すように、レーザ光を出力する領域（出力領域）２１０よりも広い領域２２０でラスタースキャンを行う。
【０１３４】
出力領域２１０は、実施の形態１において、利用者が正面を向いている（正対している）ときにラスタースキャンを行う領域である。出力領域２１０を表す座標は、利用者が正面を向いている（正対している）ときに、レーザ光を出力する領域として、実験及び／又は統計等のデータに基づいて、予め設定しておけばよい。
【０１３５】
出力領域２１０の座標は、利用者の瞳孔が移動すると、位置検出部１７１によって検出される瞳孔の位置の変位（Ｘ，Ｙ）の分だけＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。
【０１３６】
領域２２０は、実施の形態２でＭＥＭＳミラー１４０がラスタースキャンのために駆動される範囲を表す領域である。領域２２０の大きさは、出力領域２１０よりも大きければよいため、ＭＥＭＳミラー１４０のサイズ等の諸元に基づいて設定される。領域２２０の座標は固定されているため、出力領域２１０は、位置検出部１７１によって瞳孔の位置の変位（Ｘ，Ｙ）に応じて、領域２２０の内部で移動することになる。
【０１３７】
角度制御部２７４は、図１３（Ａ）に示すように、領域２２０の左上の角の点（１）から右上の角の点（２）までスキャンし、次に、点（２）から点（１）の一行下の点（３）まで移動し、点（３）から右端の点（４）までスキャンする。このような動作を繰り返して各行をスキャンすることにより、領域２２０の右下の角の点（５）までスキャンを行う。
【０１３８】
なお、図１３（Ａ）は、角度制御部２７４によるラスタースキャンの軌跡だけを示しており、角度制御部２７４が図１３（Ａ）に示すようにラスタースキャンを行う際に、レーザ光の出力は、出力制御部２７３によって図１３（Ｂ）に示すように行われる。
【０１３９】
出力制御部２７３は、角度制御部２７４がＭＥＭＳミラー１４０を駆動してラスタースキャンを行っているときに、ハーフミラー１５０から利用者の眼球に向かう光路の位置が出力領域２１０の内部にあるときに、光源１３０を駆動してレーザ光の出力させる。
【０１４０】
このため、領域２２０の左上の角の点（１）から右上の角の点（２）までスキャンが行われるときには、出力領域２１０のうちの領域２１１においてレーザが出力される。領域２１１は、出力領域のうちの一番上の行に含まれる領域である。
【０１４１】
また、点（３）から右端の点（４）までスキャンまでスキャンが行われるときには、出力領域２１０のうちの領域２１２においてレーザが出力される。領域２１２は、出力領域のうちの上から２番目の行に含まれる領域である。
【０１４２】
このようにレーザ光を出力することにより、図１３（Ｃ）に示すように、出力領域２１０の全体において、レーザ光を出力することができる。
【０１４３】
そして、出力制御部２７３は、位置検出部１７１によって瞳孔の位置の変位（Ｘ，Ｙ）に応じてレーザ光を出力する位置を変えるため、瞳孔の位置の変位（Ｘ，Ｙ）に応じて、領域２２０の内部で出力領域２１０の位置が移動する。
【０１４４】
以上のように、ＭＥＭＳミラー１４０を走査してラスタースキャンを行う際に、ハーフミラー１５０から利用者の眼球に向かう光路が、利用者の瞳孔よりも広い範囲に走査されるようにＭＥＭＳミラー１４０の角度を調整する。
【０１４５】
そして、瞳孔の位置の変位（Ｘ，Ｙ）に応じて、ハーフミラー１５０から利用者の眼球に向かう光路が利用者の瞳孔に入る（瞳孔を通る）ときにのみ、光源１３０にレーザ光を出射させることにより、実施の形態１と同様に、利用者の瞳孔にレーザ光を入射させることができる。
【０１４６】
従って、実施の形態２によれば、利用者が眼の向きを変えて瞳孔の位置が変化しても、瞳孔にレーザ光を入射させて網膜に描画することができる、視認性の良好なヘッドマウントディスプレイ装置２００を提供することができる。
【０１４７】
また、実施の形態２のように、ＭＥＭＳミラー１４０の調整可能な最大の角度を用いてラスタースキャンを行うことは、共振駆動型のＭＥＭＳミラーを用いる場合に特に有効的である。
【０１４８】
以上、本発明の例示的な実施の形態のヘッドマウントディスプレイ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
網膜投影型のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
利用者の頭部の眼前に配置されるフレームと、
レーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射される前記レーザ光の反射方向を調整する可動ミラーと、
前記可動ミラーで反射されたレーザ光を利用者の瞳孔に向けて反射する固定ミラーと、
前記フレームに取り付けられ、利用者の瞳孔の位置を検出し、前記位置を表す位置信号を出力する検出部と、
前記位置信号が表す前記位置の基準位置に対する変位に基づき、前記固定ミラーで反射される前記レーザ光が利用者の瞳孔に入射するように、前記可動ミラーの角度を調整する制御部と
を含む、ヘッドマウントディスプレイ装置。
（付記２）
前記変位のうち、利用者の視界における左右方向の変位成分をｘ、利用者の視界における上下方向の変位成分をｙ、利用者の眼球の半径をｒとすると、
前記制御部が前記可動ミラーの角度を調整する調整量は、左右方向にθｘ＝ａｒｃｓｉｎ（ｙ／ｒ）、上下方向にθｙ＝ａｒｃｓｉｎ（ｘ／ｒ）である、付記１記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（付記３）
前記フレームに取り付けられ、前記フレームに対して、利用者の視界における上下方向及び左右方向の２軸方向に移動可能な２軸ステージをさらに含み、
前記光源、前記可動ミラー、及び前記固定ミラーは、前記２軸ステージに搭載されており、
前記制御部は、さらに、前記位置信号が表す前記位置の基準位置に対する変位に基づき、前記固定ミラーで反射される前記レーザ光が前記利用者の瞳孔に入射するように、前記２軸ステージの移動量を調整する、付記１又は２記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（付記４）
前記検出部は、前記フレームに取り付けられ、利用者の瞳孔を撮像する撮像部を有し、前記撮像部で撮像される瞳孔の画像に基づいて、利用者の瞳孔の前記位置を検出する、付記１乃至３のいずれか一項記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（付記５）
前記検出部は、前記フレームに取り付けられ、利用者の頭部に接触して眼電位を測定する第１電極及び第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極との電位差として得られる眼電位に基づいて、利用者の瞳孔の前記位置を検出する、付記１乃至３のいずれか一項記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（付記６）
前記制御部は、利用者の瞳孔よりも広い範囲で前記可動ミラーを走査するとともに、前記光源から前記可動ミラー及び前記固定ミラーを経て利用者の眼球に向かう光路が、利用者の瞳孔の位置を表す領域に入るときに前記光源に前記レーザ光を出射させており、前記位置信号が表す前記位置の基準位置に対する変位に基づき、利用者の瞳孔の位置を表す前記領域を補正する、請求項１乃至３のいずれか一項記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（付記７）
前記固定ミラーは、平面視で楕円の円弧の形状に湾曲されており、前記固定ミラーは、前記楕円の２つの焦点の位置が、前記可動ミラーの中心の位置と、利用者の瞳孔の中心の位置とに一致するように、配置される、付記１乃至６のいずれか一項記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【符号の説明】
【０１４９】
１００  ヘッドマウントディスプレイ装置
１１０  フレーム
１１２Ｒ、１１２Ｌ  サイドフレーム
１１３Ｒ、１１３Ｌ  鼻パッド
１１５Ｒ、１１５Ｌ  レンズ
１２０  ＸＹステージ
１２１  基部
１２２  可動部
１２３  ステージ
１２４Ｘ、１２４Ｙ  モータ
１３０  光源
１３１Ｒ、１３１Ｇ、１３１Ｂ  レーザアレイ
１４０  ＭＥＭＳミラー
１５０  ハーフミラー
１６０  カメラモジュール
１６１  カメラ
１６２  照明装置
１７０  制御部
１７１  位置検出部
１７２  位置制御部
１７３  出力制御部
１７４  角度制御部
２００  ヘッドマウントディスプレイ装置
２７０  制御部
２７３  出力制御部
２７４  角度制御部
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１３】
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【図２】
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【図３】
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【図１０】
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【図１１】
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