(57)【要約】  走査ミラーを含む映像投影装置の解像度及び／又は画角を向上させるための技術を提供することを目的とする。  本技術は、レーザ光が入射する少なくとも一つの入射口と当該レーザ光が出射される複数の出射口とを有する光導波路素子と、前記光導波路素子から出射されたレーザ光を走査する走査ミラーと、を備えており、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を投影対象に到達させる映像投影装置を提供する。本技術の一つの実施態様に従い、当該映像投影装置は、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を瞳孔付近で集光させて網膜に到達させるホログラム素子をさらに備えていてよい。本技術の他の実施態様に従い、当該映像装置は、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を、投影光学系を介さずに又は投影光学系を介して投影面に到達させるものであってよい。
2020110757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光が入射する少なくとも一つの入射口と当該レーザ光が出射される複数の出射口とを有する光導波路素子と、
前記光導波路素子から出射されたレーザ光を走査する走査ミラーと、
を備えており、
前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を投影対象に到達させる映像投影装置。
【請求項２】
前記光導波路素子が、前記レーザ光が出射される出射口を切り替える切替部を有する、請求項１に記載の映像投影装置。
【請求項３】
前記光導波路素子が、前記レーザ光が出射される出射口を切り替える切替部を有し、当該切替部が、少なくとも一つの光スイッチを含む、請求項１に記載の映像投影装置。
【請求項４】
前記光導波路素子が、前記レーザ光が出射される出射口を切り替える切替部を有し、当該切替部が、少なくとも一つのマッハ・ツェンダー型の光スイッチを含む、請求項１に記載の映像投影装置。
【請求項５】
前記複数の出射口のうちの少なくとも一つの出射口から出射したレーザ光の走査線が、他の出射口から出射したレーザ光の走査線とずれている、請求項１に記載の映像投影装置。
【請求項６】
一つの出射口から出射したレーザ光の走査線の間に、他の出射口から出射したレーザ光の走査線が配置されるように、前記複数の出射口が配置されている、請求項１に記載の映像投影装置。
【請求項７】
前記一つの出射口及び前記他の出射口が、これら出射口を結ぶ線が前記走査ミラーの掃引方向に対して垂直となるように配置されている、請求項６に記載の映像投影装置。
【請求項８】
一つの出射口から出射したレーザ光の走査範囲と他の出射口から出射したレーザ光の走査範囲とがずれるように、前記複数の出射口が配置されている、請求項１に記載の映像投影装置。
【請求項９】
前記レーザ光が出射される出射口が所定数のフレーム毎に切り替えられる、請求項１に記載の映像投影装置。
【請求項１０】
前記光導波路素子と前記走査ミラーとの間の光路上に、前記出射されたレーザ光をコリメートするコリメータレンズが配置されている、請求項１に記載の映像投影装置。
【請求項１１】
前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を瞳孔付近で集光させて網膜に到達させるホログラム素子をさらに備えている、請求項１に記載の映像投影装置。
【請求項１２】
前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を、投影光学系を介さずに又は投影光学系を介して投影面に到達させるものである、請求項１に記載の映像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、映像投影装置に関する。より詳細には、本技術は、走査ミラーを含む映像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、外界の光景に画像を重ねて表示する技術に注目が集まっている。当該技術は、拡張現実（ＡＲ）技術とも呼ばれる。ＡＲをユーザに提供する装置の例として、走査ミラーを含む網膜走査型の映像投影装置が挙げられる。当該装置は、例えば、レーザ光源と、レーザ光を走査する走査ミラーと、当該走査ミラーにより走査された光を瞳孔付近で集光するホログラムとの組合せを含みうる。【０００３】
走査ミラーは、網膜走査型でない映像投影装置においても用いられている。例えば下記特許文献１には、レーザビームを発生する複数の光源からなる光源ユニットと、前記光源ユニットの複数の光源より発生された複数のレーザビームを反射し、走査しながらスクリーン上に投影する１つの走査部とを含み、前記複数の光源は、それぞれで発生する前記レーザビームをスクリーン上で異なる走査光路となるようにずれた状態で設けられていて、それぞれずれたレーザビームは異なる画像信号で変調されている投影装置が開示されている（請求項１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／２０３９９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
走査ミラーを含む映像投影装置を高解像度化及び／又は高画角化することができれば、より良い映像をユーザに提示することができる。当該映像投影装置の解像度を上げるためには例えば走査ミラーの共振周波数を上げることが考えられるが、これは走査ミラーの信頼性を低下させうる。また、当該映像投影装置の画角を広げるためには走査ミラーの振り角を大きくすることも考えられるが、これも走査ミラーの信頼性を低下させうる。このように、当該映像投影装置の解像度及び画角は、走査ミラーの信頼性とトレードオフの関係にある。そのため、当該映像投影装置の解像度及び／又は画角の向上は、走査ミラーの性能によってその限界が定められる。【０００６】
本技術は、走査ミラーを含む映像投影装置の解像度及び／又は画角を向上させるための新たな技術を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術は、レーザ光が入射する少なくとも一つの入射口と当該レーザ光が出射される複数の出射口とを有する光導波路素子と、前記光導波路素子から出射されたレーザ光を走査する走査ミラーと、を備えており、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を投影対象に到達させる映像投影装置を提供する。
前記光導波路素子は、前記レーザ光が出射される出射口を切り替える切替部を有しうる。
前記光導波路素子は、前記レーザ光が出射される出射口を切り替える切替部を有し、当該切替部が、少なくとも一つの光スイッチを含んでもよい。
前記光導波路素子は、前記レーザ光が出射される出射口を切り替える切替部を有し、当該切替部が、少なくとも一つのマッハ・ツェンダー型の光スイッチを含んでもよい。
本技術において、前記複数の出射口のうちの少なくとも一つの出射口から出射したレーザ光の走査線が、他の出射口から出射したレーザ光の走査線とずれていてよい。
本技術の好ましい一つの実施態様に従い、一つの出射口から出射したレーザ光の走査線の間に、他の出射口から出射したレーザ光の走査線が配置されるように、前記複数の出射口が配置されていてよい。
本技術の好ましい一つの実施態様に従い、前記一つの出射口及び前記他の出射口が、これら出射口を結ぶ線が前記走査ミラーの掃引方向に対して垂直となるように配置されていてよい。
本技術の好ましい他の実施態様に従い、一つの出射口から出射したレーザ光の走査範囲と他の出射口から出射したレーザ光の走査範囲とがずれるように、前記複数の出射口が配置されていてよい。
本技術において、前記レーザ光が出射される出射口が、所定数のフレーム毎に切り替えられうる。
本技術において、前記光導波路素子と前記走査ミラーとの間の光路上に、前記出射されたレーザ光をコリメートするコリメータレンズが配置されていてよい。
本技術の一つの実施態様に従い、前記映像投影装置は、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を瞳孔付近で集光させて網膜に到達させるホログラム素子をさらに備えていてよい。
本技術の他の実施態様に従い、前記映像投影装置は、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を、投影光学系を介さずに又は投影光学系を介して投影面に到達させるものであってよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本技術に従う映像投影装置の構成例の模式図である。
【図１Ｂ】本技術に従う映像投影装置の制御を説明するためのブロック図である。
【図２】本技術に従う映像投影装置により描かれる走査線の例を示す図である。
【図３Ａ】本技術に従う映像投影装置に含まれる光導波路素子の例を示す図である。
【図３Ｂ】本技術に従う映像投影装置に含まれる光導波路素子の例を示す図である。
【図４】光導波路素子に含まれる切替部を説明するための図である。
【図５】光導波路素子と走査ミラーとの間の光路上に設けられるコリメータレンズを説明するための図である。
【図６Ａ】レーザ光源及び光導波路素子の構成例を示す図である。
【図６Ｂ】レーザ光源及び光導波路素子の構成例を示す図である。
【図６Ｃ】レーザ光源及び光導波路素子の構成例を示す図である。
【図７】本技術に従う映像投影装置の構成例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、本技術の範囲がこれらの実施形態に限定されることはない。なお、本技術の説明は以下の順序で行う。
１．本技術の実施形態（映像投影装置）
（１）本技術の実施形態の説明
（２）本技術の実施形態の第１の例（映像投影装置の例）
（３）本技術の実施形態の第２の例（出射口の配置の例及び走査線の例）
（４）本技術の実施形態の第３の例（映像投影装置の例）
【００１０】
１．本技術の実施形態（映像投影装置）
【００１１】
（１）本技術の実施形態の説明
【００１２】
網膜走査型の映像投影装置（例えばアイウェア型装置）を構成するために、例えばレーザ光源と、レーザ光を走査する走査ミラーと、走査した光を瞳に集光するホログラムとの組み合わせが考えられる。ホログラムを用いることによって、ＡＲ表現において外部の現実世界が歪なく見られ、且つ、外見も通常の眼鏡と変わらず自然である。
当該組み合わせを採用する当該映像投影装置の解像度及び画角は走査ミラーの性能で限界が定められている。すなわち、解像度を上げるためには、走査ミラーの共振周波数を上げることが考えられる。また、画角を拡大するためには走査ミラーの振り角を大きくすることが考えられる。
しかしながら、共振周波数を上げること及び振り角を大きくすることは、走査ミラーの信頼性とトレードオフの関係にある。そのため、信頼性を確保するためには、共振周波数及び振り角の増大は制限される。
例えば上記特許文献１は、走査ミラーの性能を超えて高解像度化又は高画角化をするために、複数のレーザ光源から出射されたレーザ光を重なり合わないように投影することを開示する。しかし、上記特許文献１に開示された技術を前記網膜走査型の映像投影装置に適用するためには、２つの課題がある。一つ目の課題は、複数のレーザ光源を高精度（例えば＜１μｍの精度）且つ狭ピッチ（例えば数μｍ程度の間隔）に実装することに関するものである。例えば、複数のレーザ光源を高精度に実装することは、技術的に困難を伴いうる。また、１つのレーザ光源は通常は数十μｍ程度の幅を有するので、狭ピッチに実装することは困難でありうる。もう一つの課題は、ホログラムの回折角度の角度依存性に関するものである。例えば、複数のレーザ光源を用いる場合、個々のレーザ光源の波長ばらつきがホログラムの回折角度のばらつきを発生させてしまい、狙いの位置に複数の光を投影するのが困難となりうる。
【００１３】
本技術に従う映像投影装置は、レーザ光が入射する少なくとも一つの入射口と当該レーザ光が出射される複数の出射口とを有する光導波路素子と、前記光導波路素子から出射されたレーザ光を走査する走査ミラーとを備えており、且つ、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を投影対象に到達させるものである。すなわち、前記映像投影装置に含まれる前記光導波路素子が複数の出射口を有し、且つ、前記走査ミラーが当該複数の出射口から出射されたレーザ光を走査してレーザ光を投影対象に到達させる。
【００１４】
本技術によって、前記複数の出射口のうちの１つの出射口から出射されたレーザ光の走査線の位置と、他の出射口から出射されたレーザ光の走査線の位置とをずらすことができる。これにより、例えば一方の走査線の間に他方の走査線を配置することで、投影される映像の解像度を向上することができる。また、一方の走査線の走査領域と他方の走査線の走査領域とをずらすことで、投影される映像の画角を向上することができる。このように、本技術の映像投影装置によって、走査ミラーの性能により定められる解像度及び画角の限界を超えて、解像度を向上させ及び／又は画角を拡大させることができる。
また、光導波路素子に設けられる複数の出射口の配置は高精度に制御することができる。本技術において、１つの光導波路素子の１つの面に、複数の出射口が設けられうる。当該複数の出射口の位置は固定されている。当該位置は、高精度に制御されうる。そのため、本技術の映像投影装置は、複数の発光点（出射口）を高精度に実装することができる。これにより、走査ミラーにより描かれる走査線の位置も高精度に制御することもでき、これはより適切な解像度向上及び／又は画角拡大をもたらしうる。
また、光導波路素子に設けられる複数の出射口は狭いピッチで配置することができる。そのため、本技術の映像投影装置は、複数の発光点を狭ピッチで実装することができる。これは、映像投影装置の高解像度化をもたらす。
また、本技術を映像投影装置に適用することで、光源の実装精度又はホログラムの波長依存性に影響されることなく、高精度にマルチビームの映像を投影することが可能となる。その結果、走査ミラーの性能限界を超えて、高解像度化及び／又は高画角化を実現することができる。
また、本技術の映像投影装置は、例えば１つのレーザ光源からマルチビームを生成するので、レーザ光源の数を減らすことができ、レーザ光源の数は例えば１つであってよい。そのため、本技術の映像投影装置は、環境温度の変化による光源シフト又は波長シフトの影響に対してもロバストである。
【００１５】
前記光導波路素子は、レーザ光が入射する少なくとも一つの入射口と当該レーザ光が出射される複数の出射口とを有する。前記光導波路素子は、当該少なくとも一つの入射口へ入射したレーザ光は、当該複数の出射口のいずれかから出射されるように構成されうる。当該入射したレーザ光が、当該複数の出射口のいずれかから出射されるので、互いに位置がずれている複数の走査線を描くことができる。
【００１６】
前記複数の出射口の数は、必要とされるレーザ光の走査線の数に応じて選択されてよい。例えば、前記複数の出射口の数は２〜１０であり、好ましくは２〜８であり、より好ましくは２〜６であり、特に好ましくは２〜４である。
また、本技術において前記複数の出射口の間隔（例えば複数の出射口のうちの、解像度向上又は画角拡大のために用いられているいずれか２つの出射口の間隔）は、例えば０．１μｍ〜１５μｍであり、好ましくは０．３μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜１０μｍであり、さらにより好ましくは１μｍ〜１０μｍ未満である。本技術において、光導波路素子に設けられた複数の出射口が、このような狭いピッチでの複数の発光点として利用されうる。これにより、狭ピッチでのマルチビームの出射が可能となり、高解像度化及び／又は高画角化がもたらされる。
【００１７】
前記少なくとも一つの入射口の数は、例えば前記光導波路素子に入射されるレーザ光を形成するレーザ光源の数に応じて選択されてよい。前記少なくとも一つの入射口の数は、例えば１〜１０であり、好ましくは１〜８であり、より好ましくは１〜６であり、特に好ましくは１〜４であり、特に好ましくは１、２、又は３であってよい。
本技術の映像投影装置に含まれるレーザ光源の数は、例えば１〜１０であり、好ましくは１〜８であり、より好ましくは１〜６であり、特に好ましくは１〜４であり、特に好ましくは１、２、又は３であってよい。本技術の映像投影装置は、光導波路素子によって複数の異なる位置に発光点としての出射口が設けられるので、レーザ光源の数は１つであってよい。
【００１８】
本技術の映像投影装置は、前記複数の出射口のうちの少なくとも一つの出射口から出射したレーザ光の走査線が、他の出射口から出射したレーザ光の走査線とずれているように構成されてよい。これにより、例えば前記映像投影装置により投影される映像の解像度を向上させることができ、又は、当該映像の画角を拡大させることができる。
【００１９】
好ましくは、前記光導波路素子が、前記レーザ光が出射される出射口を切り替える切替部を有する。当該切替部によって、例えば出射口が切り替えられるタイミングを制御することができる。これにより、より適切な解像度向上及び／又は画角拡大が可能となる。
本技術の映像投影装置において、当該切替部を介して、前記少なくとも一つの入射光と前記複数の出射口とが接続されていてよい。
【００２０】
前記切替部は、例えば少なくとも一つの光スイッチを含み、例えば少なくとも一つのマッハ・ツェンダー型の光スイッチを含みうる。前記切替部に含まれる光スイッチの数は、例えば前記少なくとも一つの入射口及び前記複数の出射口並びに光導波路素子内の導波路の構成に基づき、設定されてよい。
例えば、前記光導波路素子が、１つの入射口及び２つの出射口を有する場合は、前記光導波路素子は１つの光スイッチを含みうる。当該１つの光スイッチが、当該２つの出射口のうちいずれかからレーザ光が出射されるかを制御しうる。また、前記光導波路素子が、１つの入射口及び３つ又は４つの出射口を有する場合は、前記光導波路素子はそれぞれ２つ又は３つの光スイッチを含みうる。同様に、当該２つ又は３つの光スイッチが、当該３つ又は４つの出射口のうちいずれかからレーザ光が出射されるかを制御しうる。
前記切替部は、例えば１〜９、好ましくは１〜７、より好ましくは１〜５、特に好ましくは１〜３の光スイッチを含みうる。
各光スイッチには、例えば１つの入力光導波路と２つの分岐導波路とが接続されていてよい。各光スイッチは、１つの入力光導波路から進んできたレーザ光を、２つの分岐導波路のいずれかへ進行させるうる。
【００２１】
本技術の好ましい一つの実施態様に従い、一つの出射口から出射したレーザ光の走査線の間に、他の出射口から出射したレーザ光の走査線が配置されるように、前記複数の出射口が配置されていてよい。この実施態様によって、映像の解像度を向上させることができる。
この実施態様において、好ましくは、前記一つの出射口及び前記他の出射口が、これら出射口を結ぶ線が前記走査ミラーの掃引方向に対して垂直となるように配置されている。これにより、一つの出射口から出射したレーザ光の走査線の間に他の出射口から出射したレーザ光の走査線を配置することが容易になる。
例えば光導波路素子が２つの出射口を有する場合、一つの出射口から出射したレーザ光の走査線の間の略中央に、他方の出射口から出射したレーザ光の走査線が配置されるように、当該２つの出射口が配置されうる。この場合、出射口の切り替えは、所定数のフレーム毎に行われてよく、例えば１フレーム毎に行われうる。
また、光導波路素子が３つの出射口を有する場合、一つの出射口から出射したレーザ光の走査線の間に、当該走査線の間を、他の２つの出射口から出射したレーザ光の走査線が三等分するように、当該３つの出射口が配置されうる。この場合においても、出射口の切り替えは、所定数のフレーム毎に行われてよく、例えば１フレーム毎に行われうる。より具体的には、或るフレームについては第一の出射口からレーザ光が出射され、次のフレームについては第二の出射口からレーザ光が出射され、さらにその次のフレームでは第三の出射口からレーザ光が出射され、そして、この３つの出射がこの順で繰り返されうる。
以上のとおり、本技術において、前記レーザ光が出射される出射口が所定数のフレーム毎に切り替えられてよい。
【００２２】
前記走査ミラーにより走査されたレーザ光が到達する投影対象は、例えば動物（特にはヒト）の網膜であってよく、又は、網膜以外の任意の投影面であってよい。前記投影対象が網膜である場合、当該網膜への投影のために、例えばホログラム素子が用いられうる。前記投影対象が任意の投影面である場合、当該投影面は、例えば壁、机、及びスクリーンなどを包含するがこれらに限定されない。この場合、当該映像投影装置は、当該投影面に表示された映像をユーザが認識する態様で使用される。
【００２３】
本技術の一つの実施態様に従い、前記映像投影装置は、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を瞳孔付近で集光させて網膜に到達させるホログラム素子をさらに備えていてよい。レーザ光が瞳孔付近で集光されることによって、いわゆるマックスウェル視による映像提示が可能となる。
本技術において、前記走査されたレーザ光は、例えば瞳孔上で集光されてもよく又は光軸方向に瞳孔から数ｍｍ〜十数ｍｍ程度（例えば１ｍｍ〜２０ｍｍ、特には２ｍｍ〜１５ｍｍ）ずれてもよい。後者のとおり焦点が瞳孔上になくても、マックスウェル視を実現することができる。焦点を光軸方向にずらすことで、映像がずれても、ユーザが映像を失いにくくすることができる。前記回折された光は、より具体的には、瞳孔上、水晶体レンズ内、又は、角膜表面と瞳孔との間において集光されうる。
【００２４】
本技術の他の実施態様に従い、前記映像投影装置は、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を、投影光学系を介さずに又は投影光学系を介して投影面に到達させるものであってよい。すなわち、前記映像投影装置は、任意の投影面に対して映像を投影するプロジェクタとして構成されてもよい。当該プロジェクタは、例えば小型のプロジェクタ（ピコプロジェクタとも呼ばれる）として構成されてよい。
【００２５】
（２）本技術の実施形態の第１の例（映像投影装置の例）
【００２６】
本技術の一つの実施態様に従い、前記映像投影装置は、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を瞳孔付近で集光させて網膜に到達させるホログラム素子をさらに備えていてよい。当該ホログラム素子によって、網膜直描型の映像投影が可能となる。当該網膜直描型の映像投影は、マックスウェル視による映像投影とも呼ばれる。
以下で、この実施態様に従う映像投影装置の例を、図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明する。
【００２７】
図１Ａは、本技術に従う映像投影装置１００の構成例を示す。映像投影装置１００は、レーザ光源１０１、光導波路素子１０２、コリメータレンズ１０３、走査ミラー１０４、リレーレンズ１０５、及びホログラム素子１０６を備えられている。
図１Ｂは、映像投影装置１００の各構成要素を駆動及び制御するための構成要素のブロック図の一例である。映像投影装置１００は、さらに制御部１３０、レーザドライバ１３１、光スイッチドライバ１３２、及びミラードライバ１３３を備えられている。
【００２８】
レーザ光源１０１は、レーザ光を光導波路素子１０２に向けて出力する。当該レーザ光は、例えば赤、緑、及び青のレーザ光からなる１本の光束として出力されてよい。当該光束を構成するレーザ光の色は、所望の映像に応じて当業者により適宜選択されてよく、上記３色に限定されず、例えば上記３色のうちの２色又は１色であってもよい。
レーザ光源１０１は、図１Ｂに示されるレーザドライバ１３１により駆動されうる。レーザドライバ１３１は、例えば外部から入力される映像信号に基づき、レーザ光源１０１の出力を変調しうる。
レーザ光源１０１から出射したレーザ光は、光導波路素子１０２の入射口１１１から、光導波路素子１０２へ入射する。
【００２９】
光導波路素子１０２は、レーザ光が入射する１つの入射口１１１と、当該レーザ光が出射される２つの出射口１１３−１及び１１３−２とを有する。このように、本技術の映像投影装置は、入射口から入射したレーザ光が出射される複数の出射口を有する光導波路素子を含む。レーザ光が出射される複数の出射口によって、走査される位置が互いに異なる複数の走査線を、後述する走査ミラー１０４により描くことが可能となる。当該複数の走査線が描かれることによって、映像を高解像度化し及び／又は高画角化することができる。
【００３０】
２つの出射口１１３−１及び１１３−２は、例えば光導波路素子１０２の異なる位置に設けられていてよい。例えば、２つの出射口１１３−１及び１１３−２は、光導波路素子１０２の一つの外側面に並んで設けられてよい。
２つの出射口１１３−１及び１１３−２の配置の仕方は、目的に応じて適宜選択されてよい。当該配置の仕方については、以下「（３）本技術の実施形態の第２の例（出射口の配置の例及び走査線の例）」において説明する。
【００３１】
光導波路素子１０２は、入力光導波路１２１と、切替部１１２と、出力光導波路１２５−１及び１２５−２とを備えている。また、光導波路素子１０２は、当技術分野で市販されているものであってよく、又は、当技術分野で既知の製法により製造されてもよい。光導波路素子１０２は、例えば石英平面型光導波路素子であってよい。
【００３２】
入力光導波路１２１は、入射口１１１から入射したレーザ光を切替部１１２へと導くように構成されている。
【００３３】
切替部１１２は、入射口１１１から入射したレーザ光が出射される出射口を切り替える。切替部１１２は例えば、前記レーザ光が出射される出射口を、出射口１１３−１から出射口１１３−２へと切り替え、又は、出射口１１３−２から出射口１１３−１へと切り替える。切替部１１２は、前記レーザ光の出力先を切り替えて、当該レーザ光を出射口１１３−１及び１１３−２のいずれかから出射させる。レーザ光が出射される出射口をこのように切り替えることによって、上記複数の走査線を描くことが可能になる。
【００３４】
切替部１１２は、１つのマッハ・ツェンダー型の光スイッチを含む。当該光スイッチは、図１Ａに示されるとおり、例えば方向性結合器１２２及び１２４、並びに、これら２つの方向性結合器を連結する２つのアーム導波路１２３−１及び１２３−２を含みうる。当該光スイッチは、アーム導波路１２３−１及び１２３−２の間の位相差に応じて、レーザ光が導かれる出力光導波路を、出力光導波路（分岐導波路ともいう）１２５−１及び１２５−２のいずれかへ切り替えることができる。
【００３５】
当該光スイッチのより具体的な構成例を、図４を参照して説明する。図４には、図１Ａと同じく切替部１１２が示されており、切替部１１２は、方向性結合器１２２及び１２４、並びに、これら２つの方向性結合器を連結する２つのアーム導波路１２３−１及び１２３−２を含む。アーム導波路１２３−２は、位相制御部１２６によって、位相が制御されうる。位相制御部１２６は例えばヒータ、特には薄膜ヒータでありうる。ヒータによりアーム導波路１２３−２を加熱することによって、アーム導波路１２３−１とアーム導波路１２３−２との間の位相差を制御することができる。
入力光導波路１２１へ入射したレーザ光は、方向性結合器１２２によって光量が１：１に分離され、分離された光はそれぞれアーム導波路１２３−１及び１２３−２に進行する。当該分離された光は、方向性結合器１２４で合波される。位相制御部１２６によって前記分離された光の一方の位相を変化させることによって、方向性結合器１２４で合波された光を、出力光導波路１２５−１及び１２５−２のいずれに進行させるかを制御することができる。その結果、前記光スイッチは、２つの出射口１１３−１及び１１３−２からのレーザ光の出力／非出力を制御することができる。
位相制御部１２６は、例えば図１Ｂに示されるとおり、光スイッチドライバ１３２により制御されうる。光スイッチドライバ１３２は、例えば位相制御部１２６を構成するヒータのオン又はオフを切り替えうる。
このような光スイッチを含む光導波路素子として、市販入手可能なものが用いられてよく、又は、当技術分野で既知の手法により製造されたものが用いられてもよい。
【００３６】
前記レーザ光が出射される出射口は、切替部１１２によって、所定数のフレーム毎に切り替えられうる。例えば、切替部１１２による出射口の切り替えは、例えば投影される映像の１フレーム毎に行われてよい。すなわち、出射口１１３−１からのレーザ光の出射及び出射口１１３−２からのレーザ光の出射が、１フレーム毎に行われる。代替的には、切替部１１２による出射口の切り替えは、２フレーム毎若しくはそれより多い数のフレーム毎に行われてもよい。
【００３７】
コリメータレンズ１０３は、光導波路素子１０２の出射口１１３−１又は１１３−２から出射されたレーザ光を平行光に変換する。当該出射されたレーザ光は発散光でありうる。一方で、眼球１０７の網膜に投影される光は平行光であることが望ましい。そのため、コリメータレンズ１０３によって、当該レーザ光が平行光に変換されることで、より好ましい映像投影が可能となる。
【００３８】
コリメータレンズ１０３の配置の例を、図５を参照しながら以下で説明する。コリメータレンズ１０３の焦点距離がｆである場合、図５に示されるとおり、光導波路素子１０２の出射口１１３−１及び１１３−２からコリメータレンズ１０３の主点までの距離及びコリメータレンズ１０３の主点から走査ミラー１０４までの距離が、いずれもｆであることが望ましい。すなわち、前記２つの距離がいずれもコリメータレンズ１０３の焦点距離と同じであることが好ましい。このように、本技術において、コリメータレンズ１０３は、テレセントリック配置となるように配置されうる。以上のとおりに前記２つの距離を設定することによって、光導波路素子１０２の出射口１１３−１及び１１３−２から出射した複数の光はコリメータレンズ１０３によって平行光になり、さらに、複数の光の光軸は走査ミラー１０４の反射面で一致する。走査ミラーの反射面は一般的に、例えばΦ１ｍｍ程度であり、非常に小さい。そのため、上記のとおりに光軸が一致することで、走査ミラー１０４の反射面から光が外れることを防ぐことができる。
【００３９】
走査ミラー１０４は、光導波路素子１０２から出射されたレーザ光を走査する。当該走査によって、当該レーザ光から、映像（例えば２次元の映像）が形成される。走査ミラー１０４は、図１Ｂに示されているミラードライバ１３３によって駆動されうる。走査ミラー１０４の走査の周期は、外部から入力されるビデオ信号と同期していてよい。
【００４０】
走査ミラー１０４は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーであってよい。ＭＥＭＳミラーとして、市販入手可能なものが用いられてよく、又は、当技術分野で既知の手法により製造されたものが用いられてもよい。ＭＥＭＳミラーは、一般的には、半導体プロセスの微細加工技術によって作製されうる。ＭＥＭＳミラーは、Φ１ｍｍ程度の微小なミラーが共振することによって光を走査する。
また、走査ミラー１０４は、２軸方向に操作可能な走査ミラーであってよく、又は、１軸方向に走査可能な２つの走査ミラーの組み合わせであってもよい。これにより、２次元の映像を投影することができる。
【００４１】
リレーレンズ１０５は、映像投影装置１００の形状及び／又は構造によって当業者により適宜選択されてよい。リレーレンズ１０５によって、例えば光学系を小型化することができる。
【００４２】
ホログラム素子１０６は、例えばホログラフィック光学素子とも呼ばれるものであり、走査ミラー１０４により走査されたレーザ光を瞳孔付近で集光させて網膜に到達させる。ホログラム素子１０６は、例えば体積ホログラム素子であってよい。例えば、ホログラム素子１０６は、特定の波長を有し且つ特定の入射角度を有する光を、当該光が瞳孔付近で集光するように回折しうる。ホログラム素子１０６は、偏光及びレンズの両方の特性を有するものであってよい。  
【００４３】
図１Ａに示されるように、ホログラム素子１０６により回折された光は、眼球１０７のうち瞳孔付近１０８で集光され、そして網膜に照射される。すなわち、映像投影装置１００は、いわゆるマックスウェル視で映像をユーザに提示することができる。
【００４４】
映像投影装置１００は、図１Ｂに示されるとおり、制御部１３０を含みうる。制御部１３０は、映像投影装置１００に含まれる各構成要素を制御して、映像をユーザに提示させる。制御部１３０は、例えば上記で述べたレーザドライバ１３１、光スイッチドライバ１３２、及びミラードライバ１３３を制御しうる。制御部１３０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）及びＲＡＭを含みうる。ＣＰＵとして任意のプロセッサが用いられてよい。ＲＡＭは、例えばキャッシュ・メモリ及びメイン・メモリを含み、ＣＰＵにより使用されるプログラムなどを一時記憶しうる。
【００４５】
映像投影装置１００はさらに、例えばディスク、通信装置、及びドライブなどの映像投影のために用いられる種々の構成要素を備えていてよい。当該ディスクには、例えば映像投影装置１００による映像投影を実現するためのプログラムなど種々のプログラム及び種々の映像データが格納されうる。当該通信装置は、例えばネットワークから映像投影装置１００を制御するためのプログラム及び／又は映像データを取得しうる。当該ドライブは、例えばｍｉｃｒｏＳＤメモリカード及びＳＤメモリカードなどの記録媒体に記録されているプログラム及び／又は映像データを読み出して、ＲＡＭに出力しうる。
【００４６】
映像投影装置１００は、例えば頭部装着型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ、以下ＨＭＤともいう）として構成されてよい。当該頭部装着型ディスプレイは、例えば透過型のＨＭＤであってよく、又は、非透過型のＨＭＤであってもよい。
当該透過型のＨＭＤは例えば眼鏡型のディスプレイとして構成されうる。この場合、ホログラム素子１０６は、外界風景からの光を透過して眼に到達させるものでありうる。当該透過型のＨＭＤによって、外界風景に、映像投影装置１００により提示される映像を重畳させることができ、例えばＡＲをユーザに提供することができる。
当該非透過型のＨＭＤは、例えば両目を完全に覆うものであってよい。この場合、外界風景からの光は眼に到達しない。
【００４７】
（３）本技術の実施形態の第２の例（出射口の配置の例及び走査線の例）
【００４８】
本技術の映像投影装置に含まれる光導波路素子は、上記のとおり複数の出射口を有する。当該複数の出射口の配置の例及び走査線の例を以下で、図１Ａ及び図２を参照しながら説明する。
【００４９】
図１Ａに示される光導波路素子１０２の出射口１１３−１及び１１３−２の間隔は、投影されるべき映像に応じて制御されてよい。
【００５０】
（３−１）解像度の向上
【００５１】
解像度を向上するために、図２（ａ）に示されるとおり、出射口１１３−１から出射したレーザ光により描かれる走査線（実線）の間（好ましくは略中央）に、出射口１１３−２から出射したレーザ光により描かれる走査線（破線）が配置されうる。これにより、図２（ａ）の上下方向の解像度を２倍にすることができる。
例えば後者の走査線を前者の走査線の略中央に配置するためには、前者の走査線の走査線間隔がθ度である場合、後者の走査線が前者の走査線に対して（Ｎ＋１／２）θ度だけずらされる。例えば後者の走査線を前者の走査線に対して走査線間隔の半分だけずらして上記配置を実現する場合は、Ｎは０である。また、例えば後者の走査線を前者の走査線に対して走査線間隔の１．５倍だけずらして上記配置を実現する場合は、Ｎは１である。このように、「Ｎ＋１／２」は、後者の走査線を前者の走査線に対してどの程度ずらすかを表すための数である。Ｎは任意の整数であり、例えば０〜１０のいずれかであってよく、好ましくは０〜５のいずれかであってよい。
図５に示されるように出射口１１３−１及び１１３−２の間隔（すなわち発光点の間隔）をｄとすると、上記配置を実現するための間隔ｄは、コリメータレンズ１０３の焦点距離ｆ、前記数「Ｎ＋１／２」、及び走査線間隔θを用いて、以下の式１のとおりに表される。
式１：ｄ =２ｆｔａｎ［（Ｎ＋１／２）θ／２］
例えば、走査線間隔が０．０３度であり且つｆ=５ｍｍである場合、後者の走査線を前者の走査線に対して前者の走査線の間隔の１／２倍だけ、（１＋１／２）倍だけ、又は（２＋１／２）倍だけずらすためには、上記式より、間隔ｄはそれぞれｄ＝１．３μｍ、ｄ＝３．９μｍ、又はｄ＝６．５μｍである。
なお、以上の説明は、前者の走査線の間隔と後者の走査線の間隔が同じであることを前提とするものである。
【００５２】
以上のとおり、２つの出射口の間隔ｄは、光導波路素子から出射されたレーザ光をコリメートするコリメータレンズの焦点距離ｆと、当該２つの出射口からそれぞれ出射されたレーザ光により描かれる２つの走査線の走査線間隔θと、後者の走査線を前者の走査線に対してどの程度ずらすかを表す数「Ｎ＋１／２」と、に基づき設定されてよい。
また、本技術において前記２つの出射口の間隔ｄは、例えば０．１μｍ〜１５μｍであり、好ましくは０．３μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜１０μｍであり、さらにより好ましくは１μｍ〜１０μｍ未満である。本技術において、光導波路素子に設けられた複数の出射口が、このような狭いピッチでの複数の発光点として利用されうる。これにより、狭ピッチでのマルチビームの出射が可能となり、高解像度化及び／又は高画角化がもたらされる。
【００５３】
また、３つの出射口によって、解像度を３倍にすることもできる。この場合は、３つの出射口が１列に配置され、第一の出射口から出射されたレーザ光の走査線（以下、「第一走査線という）の走査線間隔がθ度である場合、第二の出射口から出射されたレーザ光の走査線（以下、「第二走査線」という）は、第一走査線に対して（Ｎ＋１／３）θ度だけずらされ、且つ、第三の出射口から出射されたレーザ光の走査線（以下、「第三走査線」）は、第一走査線に対して（Ｍ＋２／３）θ度だけずらされうる。すなわち、第一走査線の走査線間隔が第二走査線及び第三走査線によって三等分されるように、これらの３つの走査線が配置される。例えば、（Ｎ＋１／３）θ度ずらされるように３本の走査線を間隔を開けて配置した場合は、第三走査線は（２Ｎ＋２／３）θ度だけずらされうる。ここで、「Ｎ＋１／３」及び「Ｍ＋２／３」は、上記で２つの出射口の場合について述べたものと同じく、第二走査線又は第三走査線を第一走査線に対してどの程度ずらすかを表すための数である。Ｎ及びＭは任意の整数であり、同じであってよく又は異なるものであってもよい。Ｎ及びＭは、例えば０〜１０のいずれかであってよく、好ましくは０〜５のいずれかであってよい。
第一の出射口と第二の出射口との間隔ｄ１及び第二の出射口と第三の出射口との間隔ｄ２とすると、当該配置を実現するため間隔ｄ１及びｄ２は、コリメータレンズの焦点距離ｆ、前記数「Ｎ＋１／３」、及び走査線間隔θを用いて、以下の式２のとおりに表される。
式２：ｄ１＝ｄ２=ｆｔａｎ［（Ｎ＋１／３）θ］
【００５４】
以上のとおり、本技術において、一つの出射口から出射したレーザ光の走査線の間に、他の出射口から出射したレーザ光の走査線が配置されるように、前記複数の出射口が配置されうる。複数の出射口の間隔は、光導波路素子から出射されたレーザ光をコリメートするコリメータレンズの焦点距離と、当該複数の出射口からそれぞれ出射されたレーザ光により描かれる複数の走査線の走査線間隔と、当該複数の走査線が互いにどれだけずらされるか、に基づき設定されうる。ここで、当該焦点距離及び当該走査線間隔は既定値である場合が多い。この場合、本技術に従い解像度を向上するために、前記複数の出射口の間隔は、当該複数の走査線が互いにどれだけずらされるかに基づき設定されてよい。すなわち、前記複数の出射口の間隔は、当該複数の走査線が互いにどれだけずらされるかと対応していてよい。
【００５５】
（３−２）画角の拡大
【００５６】
画角を拡大するために、例えば図２（ｂ）及び（ｃ）に示されるとおり、出射口１１３−１から出射したレーザ光により描かれる走査線（実線）の領域（「走査範囲」ともいう）と、出射口１１３−２から出射したレーザ光により描かれる走査線（破線）の領域とが、ずれるように配置されうる。図２（ｂ）は、ｓｌｏｗ軸方向に画角を拡大する場合の走査線の配置の例である。図２（ｃ）は、ｆａｓｔ軸方向に画角を拡大する場合の走査線の配置の例である。このように、一方の走査線の領域を他方の走査線の領域からずらすことで、画角を拡大することができる。
画角の拡大量をΦ度とする場合、出射口１１３−１及び１１３−２の間隔（すなわち発光点の間隔）ｄは以下の式３により表される。
式３：ｄ＝２ｆｔａｎ［Φ／２］
ここで、ｆはコリメータレンズ１０３の焦点距離である。
例えば、１０度画角を拡大するためには、ｆ=５ｍｍである場合、間隔ｄは約０．９ｍｍに設定されうる。
【００５７】
以上のとおり、本技術において、一つの出射口から出射したレーザ光の走査範囲と他の出射口から出射したレーザ光の走査範囲とがずれるように、前記複数の出射口が配置されうる。複数の出射口の間隔は、光導波路素子から出射されたレーザ光をコリメートするコリメータレンズの焦点距離と、画角の拡大量と、に基づき設定されうる。ここで、当該焦点距離は既定値である場合が多い。そのため、本技術に従い画角を拡大するために、前記複数の出射口の間隔は、画角の拡大量に基づき設定されてよい。すなわち、前記複数の出射口の間隔は、画角の拡大量と対応していてよい。
【００５８】
（３−３）３つ以上の出射口を有する光導波路素子の例
【００５９】
本技術において、光導波路素子は、３つ以上の出射口を有してもよい。当該３つ以上の出射口の全てが解像度の向上のために用いられてよく、当該３つ以上の出射口の全てが画角の向上のために用いられてよく、又は、当該３つ以上の出射口が解像度の向上及び画角拡大の両方のために用いられてもよい。
【００６０】
以下で、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、３つ以上の出射口を有する光導波路素子の例を説明する。
【００６１】
（３−３−１）３つの出射口を有する光導波路素子の例
【００６２】
図３Ａに示される光導波路素子３０２は、レーザ光源３０１から出射されたレーザ光が入射する１つの入射口３１１と、当該レーザ光が出射される３つの出射口３１３−１、３１３−２、及び３１３−３を有する。本技術において、このような３つの出射口を有する光導波路素子が用いられてよい。例えば、当該３つの出射口の全てが解像度の向上のために用いられてよく、当該３つの出射口の全てが画角の向上のために用いられてよく、又は、当該３つの出射口のうちの一部が解像度の向上のために用いられ且つ残りが画角向上のために用いられてもよい。
【００６３】
３つの出射口３１３−１、３１３−２、及び３１３−３は、例えば光導波路素子３０２の異なる位置に設けられていてよい。例えば、当該３つの出射口は、光導波路素子３０２の一つの外側面に並んで設けられてよい。
当該３つの出射口の配置の仕方は、目的に応じて適宜選択されてよい。例えば、当該３つの出射口は、上記（３−１）において述べたとおりの間隔を空けて、配置されてよい。
【００６４】
光導波路素子３０２は、入力光導波路３２１と、切替部３１２と、出力光導波路３２４−１、３２４−２、及び３２４−３を備えている。
【００６５】
入力光導波路３２１は、入射口３１１から入射したレーザ光を切替部３１２へと導くように構成されている。
【００６６】
切替部３１２は、入射口３１１から入射したレーザ光が出射される出射口を切り替える。切替部３１２は例えば、前記レーザ光が出射される出射口を、出射口３１３−１から他の出射口のいずれかへと切り替え、出射口３１３−２から他の出射口のいずれかへと切り替え、又は、出射口３１３−３から他の出射口のいずれかへと切り替える。切替部３１２は、前記レーザ光の出力先を切り替えて、当該レーザ光を当該３つの出射口のいずれかから出射させる。レーザ光が出射される出射口をこのように切り替えることによって、上記複数の走査線を描くことが可能になる。
【００６７】
切替部３１２は、２つのマッハ・ツェンダー型の光スイッチ３２２及び３２３を含む。光スイッチ３２２及び３２３は、図１Ａ、図１Ｂ、及び図４を参照して上記で説明したものと同じであってよい。これら２つの光スイッチ３２２及び３２３を制御することによって、レーザ光が出射される出射口を切り替えることができる。
【００６８】
（３−３−２）４つの出射口を有する光導波路素子の例
【００６９】
図３Ｂに示される光導波路素子３５２は、レーザ光源３０１から出射されたレーザ光が入射する１つの入射口３６１と、当該レーザ光が出射される４つの出射口３６３−１、３６３−２、３６３−３、及び３６３−４を有する。本技術において、このような４つの出射口を有する光導波路素子が用いられてもよい。例えば、当該４つの出射口の全てが解像度向上若しくは画角拡大のために用いられてよく、又は、当該４つの出射口が解像度向上及び画角拡大のために用いられてもよい。
【００７０】
４つの出射口３６３−１、３６３−２、３６３−３、及び３６３−４は、例えば光導波路素子３５２の異なる位置に設けられていてよい。当該４つの出射口の配置の仕方は、目的に応じて適宜選択されてよい。
【００７１】
例えば、図３Ｂに示されるとおり、当該４つの出射口は、光導波路素子３５２の一つの外側面に並んで設けられてよい。
当該４つの出射口全てが、上記（３−１）において述べたように、解像度の向上のために用いられてよい。例えば、当該４つの出射口のうちの１つ出射口から出射されたレーザ光により描かれる走査線の１つの走査線間隔の間に、他の３つの出射口から出射されたレーザ光により描かれる走査線の全てが配置されてよい。
又は、例えば出射口３６３−１及び３６３−２のセット並びに出射口３６３−３及び３６３−４のセットのそれぞれにより解像度の向上が行われ、且つ、当該２つのセットにより画角の拡大が行われてもよい。
【００７２】
代替的には、当該４つの出射口が矩形（正方形又は長方形）の四隅を形成するように並んでいてもよい。例えば、当該４つの出射口は２つずつの２組に分けられ、当該２組のそれぞれを構成する２つの出射口が上記（３−１）において述べたとおりの間隔を空けて配置される。これにより、解像度の向上が行われる。さらに、一方の組が他方の組に対して、上記（３−２）において述べたとおりの間隔を空けて配置されてよい。例えば、図３Ｂに示される出射口３６３−３及び３６３−４が、それぞれ出射口３６３−１及び３６３−２に対して紙面の奥側又は手前側に配置されうる。これにより、画角の拡大が行われる。このようにして、解像度の向上及び画角の拡大が可能となる。
【００７３】
光導波路素子３５２は、入力光導波路３７１と、切替部３６２と、出力光導波路３７５−１、３７５−２、３７５−３、及び３７５−４を備えている。
【００７４】
入力光導波路３７１は、入射口３６１から入射したレーザ光を切替部３６２へと導くように構成されている。
【００７５】
切替部３６２は、入射口３６１から入射したレーザ光が出射される出射口を切り替える。切替部３６２は例えば、前記レーザ光が出射される出射口を、出射口３６３−１から他の出射口のいずれかへと切り替え、出射口３６３−２から他の出射口のいずれかへと切り替え、出射口３６３−３から他の出射口のいずれかへと切り替え、又は出射口３６３−４から他の出射口のいずれかへと切り替える。切替部３６２は、前記レーザ光の出力先を切り替えて、当該レーザ光を当該３４の出射口のいずれかから出射させる。レーザ光が出射される出射口をこのように切り替えることによって、上記複数の走査線を描くことが可能になる。
【００７６】
切替部３６２は、３つのマッハ・ツェンダー型の光スイッチ３７２、３７３、及び３７４を含む。当該３つの光スイッチは、図１Ａ、図１Ｂ、及び図４を参照して上記で説明したものと同じであってよい。これら３つの光スイッチを制御することによって、レーザ光が出射される出射口を切り替えることができる。
【００７７】
（３−４）複数のレーザ光源を有する構成の例
【００７８】
本技術に従う映像投影装置は、複数のレーザ光源を含みうる。本技術に従う映像投影装置に含まれるレーザ光源の数は、例えば２〜５であり、好ましくは２〜４であり、特には２〜４であってよい。複数のレーザ光源を含む映像投影装置のうちのレーザ光源及び光導波路素子の部分の構成例を、以下で図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃを参照して説明する。
【００７９】
（３−４−１）複数のレーザ光が合波されて入射光に入射する構成の例
【００８０】
図６Ａは、３つのレーザ光源６０１−１、６０１−２、及び６０１−３と光導波路素子６０２とが接続されている例を示す。レーザ光源６０１−１、６０１−２、及び６０１−３はそれぞれ赤、青、及び緑の色光のレーザ光源であってよい。これらレーザ光源から出射された３つのレーザ光は、合波部６２１によって合波される。合波部６２１は、例えばダイクロイックミラー及び／又は偏光ビームスプリッタを含みうる。合波部６２１に含まれる構成要素（例えばダイクロイックミラー及び／又は偏光ビームスプリッタなど）の構成は、例えばレーザ光源の配置及び入射口の位置などに応じて適宜設定されてよい。合波部６２１によって前記３つのレーザ光が合波され、そして、当該合波されたレーザ光が、光導波路素子６０２の入射口６１１に入射する。入射口６１１から入射したレーザ光は、切替部６１２へ進行する。切替部６１２の構成は、上記で図１Ａを参照して説明した切替部１１２と同じであるので、その説明は省略する。切替部６１２により、出射口６３３−１及び６３３−２のうちのいずれかからレーザ光が出射されるかが切り替えられる。
【００８１】
このように、本技術の映像投影装置は、複数のレーザ光源、及び、当該複数のレーザ光源から出射された複数のレーザ光を合波する合波部を含みうる。当該合波部によって合波されたレーザ光が、光導波路素子の入射光に入射しうる。
【００８２】
（３−４−２）複数のレーザ光が光導波路素子内において合波される構成の例
【００８３】
図６Ｂは、３つのレーザ光源６３１−１、６３１−２、及び６３１−３と光導波路素子６３２とが接続されている例を示す。レーザ光源６３１−１、６３１−２、及び６３１−３はそれぞれ赤、青、及び緑の色光のレーザ光源であってよい。レーザ光源６３１−１、６３１−２、及び６３１−３から出射された３つのレーザ光は、光導波路素子６３２の３つの入射口６４１−１、６４１−２、及び６４１−３にそれぞれ入射する。入射口６４１−１、６４１−２、及び６４１−３から入射したレーザ光は、光導波路素子６３２内の合波部６４５で合波される。そして、当該合波されたレーザ光が、切替部６４２へと進行する。切替部６４２は、図１Ａを参照して説明した切替部１１２と同じであるので、その説明は省略する。切替部６４２が、出射口６３３−１及び６３３−２のうちのいずれかからレーザ光が出射されるかを切り替える。
【００８４】
このように、本技術の映像投影装置は、複数のレーザ光源を含み、且つ、複数の入射口を有する光導波路素子を含みうる。当該光導波路素子は、当該複数の入射口から入射したレーザ光を合波する合波部を有してよい。当該合波部で合波されたレーザ光が、当該光導波路素子内の切替部へと進行する。当該合波部を構成する導波路は、当業者により適宜設計されてよい。
光導波路素子内に合波部を設けることによって、切替部及び合波部が光導波路素子内に集積される。これにより、装置を小型化することができる。また、１つの出射口から複数のレーザ光が出射されるので、色ずれを無くすこともできる。
【００８５】
（３−４−３）複数のレーザ光が光導波路素子内において合波される構成の他の例
【００８６】
図６Ｃは、３つのレーザ光源６６１−１、６６１−２、及び６６１−３と光導波路素子６６２とが接続されている例を示す。レーザ光源６６１−１、６６１−２、及び６６１−３はそれぞれ赤、青、及び緑の色光のレーザ光源であってよい。レーザ光源６６１−１、６６１−２、及び６６１−３から出射された３つのレーザ光は、光導波路素子６６２の３つの入射口６７１−１、６７１−２、及び６７１−３にそれぞれ入射する。入射口６７１−１、６７１−２、及び６７１−３から入射したレーザ光は、光導波路素子６６２内の切替部６７２へそれぞれ進行する。切替部６７２は、３つの光スイッチ６８１−１、６８１−２、及び６８１−３を備えている。入射口６７１−１、６７１−２、及び６７１−３から入射したレーザ光はそれぞれ、光スイッチ６８１−１、６８１−２、及び６８１−３へ進行する。これらの光スイッチのそれぞれが、出射口６６３−１及び６６３−２のうちのいずれかからレーザ光が出射されるかを切り替える。また、光導波路素子６６２は、これら光スイッチを通過したレーザ光を合波する合波部６８５を含む。例えば、合波部６８５において、上記３つのレーザ光全てが合波され、そして、合波されたレーザ光が出射口６６３−１又は６６３−２のいずれかから出射されてよい。又は、上記３つのレーザ光のうちの２つが合波され、そして、合波されたレーザ光が出射口６６３−１（又は６６３−２）から出射され、且つ、残りの１つのレーザ光は出射口６６３−２（又は６６３−１）から出射されてよい。
【００８７】
このように、本技術の映像投影装置は、複数のレーザ光源を含み、且つ、複数の入射口を有する光導波路素子を含みうる。当該光導波路素子に含まれる切替部は、複数の光スイッチを含み、当該複数の入射口のそれぞれに当該複数の光スイッチが接続されていてよい。当該複数の光スイッチのそれぞれが、各レーザ光が出射される出射口を切り替える。
これにより、入力されたビデオ信号の複数ライン分を各レーザ光源及び各光スイッチで変調して同時に出力することができる。そのため、フレーム毎に映像が切り替わることなく、シームレスに高解像度化を実現することができる。
【００８８】
（４）本技術の実施形態の第３の例（映像投影装置の例）
【００８９】
本技術の他の実施態様に従い、前記映像投影装置は、前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を、投影光学系を介さずに又は投影光学系を介して投影面に到達させるものであってよい。当該映像投影装置は、例えば小型のプロジェクタ（ピコプロジェクタとも呼ばれる）として構成されうる。
以下で、この実施態様に従う映像投影装置の例を、図７を参照しながら説明する。
【００９０】
図７は、本技術に従う映像投影装置７００の構成例を示す。映像投影装置７００は、レーザ光源７０１、光導波路素子７０２、コリメータレンズ７０３、及び走査ミラー７０４を備えられている。光導波路素子７０２、レーザ光源７０１から出射されたレーザ光が入射する入射口７１１と、切替部７１２、及び当該レーザ光が出射される出射口７１３−１及び７１３−２を備えている。これらの構成要素は、上記で図１Ａを参照して説明したレーザ光源１０１、光導波路素子１０２、コリメータレンズ１０３、及び走査ミラー１０４とそれぞれ同じであってよく、上記で述べた説明がこれらの構成要素についても当てはまる。そのためこれらの構成要素についての説明は省略する。
また、映像投影装置７００には、上記で図１Ｂを参照して説明した制御部１３０、レーザドライバ１３、光スイッチドライバ１３２、及びミラードライバ１３３が備えられていてよい。
【００９１】
走査ミラー７０４は、光導波路素子７０２から出射されたレーザ光を走査する。当該走査によって、当該レーザ光から、映像（例えば２次元の映像）が形成される。走査ミラー７０４によって走査されたレーザ光が任意の投影面７０５に到達して、投影面７０５にて映像が表示される。
【００９２】
映像投影装置７００は、小型プロジェクタとして構成されてよく、例えばヒトの手のひらに乗る程度のサイズを有するプロジェクタとして構成されてよい。当該サイズを有する小型プロジェクタはピコプロジェクタとも呼ばれる。
【００９３】
映像投影装置７００は、コリメータレンズ７０３を備えていなくてもよいが、備えているほうがより好ましい。
【００９４】
映像投影装置７００は、走査ミラー７０４により走査されたレーザ光を、投影光学系を介さずに投影面７０５に到達させるものであってよく、又は、投影光学系を介して投影面７０５に到達させるものであってもよい。すなわち、映像投影装置７００は、走査ミラー７０４と投影面７０５との間の光路上に投影光学系が設けられていなくてよく、又は、設けられていてもよい。当該投影光学系は、例えば走査ミラー７０４により形成された映像を拡大又は縮小するために用いられてよい。当該投影光学系は、例えば１つ又は複数のレンズなどを含んでよい。当該投影光学系の構成は、所望の映像投影方式に従い適宜選択されてよい。
【００９５】
上記「（２）本技術の実施形態の第１の例（映像投影装置の例）」及び「（３）本技術の実施形態の第２の例（出射口の配置の例及び走査線の例）」において述べた説明が、本実施形態においても当てはまる。当該説明において述べられているように、映像投影装置７００によって、例えば走査ミラーの性能を超えた高解像度化及び／又は高画角化が可能となるなど、映像投影装置１００と同様の効果が奏される。
【００９６】
なお、本技術は、以下のような構成をとることもできる。
〔１〕レーザ光が入射する少なくとも一つの入射口と当該レーザ光が出射される複数の出射口とを有する光導波路素子と、
前記光導波路素子から出射されたレーザ光を走査する走査ミラーと、
を備えており、
前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を投影対象に到達させる映像投影装置。
〔２〕前記光導波路素子が、前記レーザ光が出射される出射口を切り替える切替部を有する、〔１〕に記載の映像投影装置。
〔３〕前記光導波路素子が、前記レーザ光が出射される出射口を切り替える切替部を有し、当該切替部が、少なくとも一つの光スイッチを含む、〔１〕に記載の映像投影装置。
〔４〕前記光導波路素子が、前記レーザ光が出射される出射口を切り替える切替部を有し、当該切替部が、少なくとも一つのマッハ・ツェンダー型の光スイッチを含む、〔１〕に記載の映像投影装置。
〔５〕前記複数の出射口のうちの少なくとも一つの出射口から出射したレーザ光の走査線が、他の出射口から出射したレーザ光の走査線とずれている、〔１〕〜〔４〕のいずれか一つに記載の映像投影装置。
〔６〕一つの出射口から出射したレーザ光の走査線の間に、他の出射口から出射したレーザ光の走査線が配置されるように、前記複数の出射口が配置されている、〔１〕〜〔５〕のいずれか一つに記載の映像投影装置。
〔７〕前記一つの出射口及び前記他の出射口が、これら出射口を結ぶ線が前記走査ミラーの掃引方向に対して垂直となるように配置されている、〔６〕に記載の映像投影装置。
〔８〕一つの出射口から出射したレーザ光の走査範囲と他の出射口から出射したレーザ光の走査範囲とがずれるように、前記複数の出射口が配置されている、〔１〕〜〔７〕のいずれか一つに記載の映像投影装置。
〔９〕前記レーザ光が出射される出射口が所定数のフレーム毎に切り替えられる、〔１〕〜〔８〕のいずれか一つに記載の映像投影装置。
〔１０〕前記光導波路素子と前記走査ミラーとの間の光路上に、前記出射されたレーザ光をコリメートするコリメータレンズが配置されている、〔１〕〜〔９〕のいずれか一つに記載の映像投影装置。
〔１１〕前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を瞳孔付近で集光させて網膜に到達させるホログラム素子をさらに備えている、〔１〕〜〔１０〕のいずれか一つに記載の映像投影装置。
〔１２〕前記走査ミラーにより走査されたレーザ光を、投影光学系を介さずに又は投影光学系を介して投影面に到達させるものである、〔１〕〜〔１０〕のいずれか一つに記載の映像投影装置。
【符号の説明】
【００９７】
１００  映像投影装置
１０１  レーザ光源
１０２  光導波路素子
１０３  コリメータレンズ
１０４  走査ミラー
１０５  リレーレンズ
１０６  ホログラム素子
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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