特開 2024-136787 画像投影装置、画像投影方法、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024136787

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】画像投影装置、画像投影方法、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20240927BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20240927BHJP

   G09G 5/36 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

G09G5/00 510B

G09G5/36 400

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048033

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】勝田 寛志

【テーマコード（参考）】

2H199

5C182

【Ｆターム（参考）】

2H199CA07

2H199CA29

2H199CA34

2H199CA42

2H199CA46

2H199CA47

2H199CA63

2H199CA66

2H199CA69

2H199CA70

2H199CA75

2H199CA86

5C182AA03

5C182AA04

5C182AA06

5C182AA31

5C182AB35

5C182AC43

5C182DA66

(57)【要約】

【課題】網膜に投影される画像の明るさを維持しつつ、消費電力を低減させる。
【解決手段】出射制御部１１２は、第１期間に画像データに基づいて出射部からレーザ光を出射させ、第２期間に出射部からレーザ光を出射させない制御であって、第１期間と第２期間とが交互に繰り返される制御である間欠出射制御を実行する。減衰率調整部１１５は、間欠出射制御が実行されない場合に、減衰部におけるレーザ光の減衰率を第１減衰率に調整し、間欠出射制御が実行される場合に、上記減衰率を第１減衰率よりも低い第２減衰率に調整する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を出射する出射部と、
前記出射部から出射された前記レーザ光を走査する走査部と、
前記走査部により走査された前記レーザ光をユーザの眼球内に導き、前記ユーザの網膜に画像を投影する導光部と、
前記ユーザの眼球内に導かれる前記レーザ光を減衰させる減衰部と、
前記画像を表す画像データに基づいて、前記出射部による前記レーザ光の出射を制御する出射制御部と、
前記減衰部における前記レーザ光の減衰率を調整する減衰率調整部と、を備え、
前記出射制御部は、第１期間に前記画像データに基づいて前記出射部から前記レーザ光を出射させ、第２期間に前記出射部から前記レーザ光を出射させない制御であって、前記第１期間と前記第２期間とが交互に繰り返される制御である間欠出射制御を実行し、
前記減衰率調整部は、前記間欠出射制御が実行されない場合に、前記減衰率を第１減衰率に調整し、前記間欠出射制御が実行される場合に、前記減衰率を前記第１減衰率よりも低い第２減衰率に調整する、
画像投影装置。

【請求項2】

前記画像は、複数のフレームを備える動画像であり、
前記レーザ光を主走査方向における両端間で前記主走査方向に走査する主走査処理と前記レーザ光を前記主走査方向と直交する副走査方向にシフトさせるシフト処理とを前記レーザ光が前記副走査方向における一端から他端に至るまで繰り返す二次元走査処理を繰り返して実行するように前記走査部を制御する走査制御部を備え、
前記出射制御部は、前記間欠出射制御において、前記第１期間の長さを前記二次元走査処理に要する時間の長さとし、前記第２期間の長さを前記第１期間の長さの倍数とし、前記第１期間の先頭のタイミングを前記走査制御部が前記二次元走査処理を開始するタイミングとして、前記第１期間に前記複数のフレームのうち１つのフレーム分のレーザ光を前記出射部から出射させる、
請求項１に記載の画像投影装置。

【請求項3】

前記画像は、複数のフレームを備える動画像であり、
前記レーザ光を主走査方向における両端間で前記主走査方向に走査する主走査処理と前記レーザ光を前記主走査方向と直交する副走査方向にシフトさせるシフト処理とを前記レーザ光が前記副走査方向における一端から他端に至るまで繰り返す二次元走査処理を繰り返して実行するように前記走査部を制御する走査制御部を備え、
前記出射制御部は、前記間欠出射制御において、前記第１期間の長さを前記主走査処理に要する時間の長さとし、前記第２期間の長さを前記第１期間の長さの倍数とし、前記第１期間の先頭のタイミングを前記走査制御部が前記主走査処理を開始するタイミングとして、前記第１期間に前記複数のフレームのうち１つのフレームにおける１行分のレーザ光を前記出射部から出射させる、
請求項１に記載の画像投影装置。

【請求項4】

前記出射制御部は、前記間欠出射制御において、前記第２期間の長さを前記第１期間の長さとして、前記複数のフレームのうち奇数番目のフレームである奇数フレームと前記複数のフレームのうち偶数番目のフレームである偶数フレームとのうち一方のフレームについては、前記第１期間に前記一方のフレームにおける奇数番目の行である奇数行に対応するレーザ光を前記出射部から出射させ、前記奇数フレームと前記偶数フレームとのうち他方のフレームについては、前記第１期間に前記他方のフレームにおける偶数番目の行である偶数行に対応するレーザ光を前記出射部から出射させる、
請求項３に記載の画像投影装置。

【請求項5】

前記画像投影装置の動作モードを第１動作モードと第２動作モードとから選択して設定する設定部を備え、
前記出射制御部は、前記動作モードが前記第１動作モードである場合に、前記画像データに基づいて前記出射部から前記レーザ光を出射させる制御である通常出射制御を実行し、前記動作モードが前記第２動作モードである場合に、前記間欠出射制御を実行し、
前記減衰率調整部は、前記動作モードが前記第１動作モードである場合に、前記減衰率を前記第１減衰率に調整し、前記動作モードが前記第２動作モードである場合に、前記減衰率を前記第２減衰率に調整する、
請求項１から４の何れか１項に記載の画像投影装置。

【請求項6】

バッテリーを備え、
前記設定部は、前記バッテリーの残量が残量閾値以下の場合に、前記動作モードを前記第２動作モードに設定する、
請求項５に記載の画像投影装置。

【請求項7】

画像投影装置が実行する画像投影方法であって、
画像を表す画像データに基づいて、レーザ光を出射し、
出射した前記レーザ光を走査し、
走査した前記レーザ光をユーザの眼球内に導き、前記ユーザの網膜に前記画像を投影し、
第１期間に前記画像データに基づいて前記レーザ光を出射し、第２期間に前記レーザ光を出射しない制御であって、前記第１期間と前記第２期間とが交互に繰り返される制御である間欠出射制御を実行し、
前記間欠出射制御が実行されない場合に、前記ユーザの眼球内に導かれる前記レーザ光を第１減衰率で減衰させ、前記間欠出射制御が実行される場合に、前記レーザ光を前記第１減衰率よりも低い第２減衰率で減衰させる、
画像投影方法。

【請求項8】

レーザ光を出射する出射部と、前記出射部から出射された前記レーザ光を走査する走査部と、前記走査部により走査された前記レーザ光をユーザの眼球内に導き、前記ユーザの網膜に画像を投影する導光部と、前記ユーザの眼球内に導かれる前記レーザ光を減衰させる減衰部と、を備えるコンピュータを、
前記画像を表す画像データに基づいて、前記出射部による前記レーザ光の出射を制御する出射制御部、
前記減衰部における前記レーザ光の減衰率を調整する減衰率調整部、として機能させるプログラムであって、
前記出射制御部は、第１期間に前記画像データに基づいて前記出射部から前記レーザ光を出射させ、第２期間に前記出射部から前記レーザ光を出射させない制御であって、前記第１期間と前記第２期間とが交互に繰り返される制御である間欠出射制御を実行し、
前記減衰率調整部は、前記間欠出射制御が実行されない場合に、前記減衰率を第１減衰率に調整し、前記間欠出射制御が実行される場合に、前記減衰率を前記第１減衰率よりも低い第２減衰率に調整する、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、画像投影装置、画像投影方法、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、網膜投影方式により網膜に画像を投影してユーザに画像を視認させる画像投影装置が知られている。網膜投影方式では、レーザ発振器が出射したレーザ光を用いて網膜に画像を投影することが多い。ここで、安定した発振状態を維持するためのエネルギーは大きく、レーザ発振器が出射するレーザ光の光量が多いことが一般的である。一方、眼を保護するという観点からは、網膜に到達するレーザ光の光量は多過ぎないことが望まれる。

【0003】

そこで、現在、レーザ光がレーザ発振器から出射されてから網膜に到達するまでの経路上に、レーザ光を減衰させる減光フィルタを設ける技術が採用されている。例えば、特許文献１には、レーザ光源部と光走査部との間の光路上にレーザ光を減衰させる光減衰部が設けられたヘッドマウントディスプレイが記載されている。このような、画像投影装置は、可搬型であることが多く、消費電力を低減させたいという要望が強い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－５６７９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載されたヘッドマウントディスプレイでは、消費電力を低減させることは困難である。また、安定した発振状態を維持することを考慮すると、レーザ光の出射時におけるレーザ発振器の消費電力を低減することは困難である。一方、レーザ発振器の消費電力を低減するために、単に、レーザ発振器がレーザ光を出射しない期間を設ける方法では、網膜に投影される画像の明るさを維持できないと考えられる。このため、網膜に投影される画像の明るさを維持しつつ、消費電力を低減させる技術が望まれている。

【0006】

本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、網膜に投影される画像の明るさを維持しつつ、消費電力を低減させる画像投影装置、画像投影方法、及び、プログラム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】

【0007】

上記目的を達成するために、本開示に係る画像投影装置は、
レーザ光を出射する出射部と、
前記出射部から出射された前記レーザ光を走査する走査部と、
前記走査部により走査された前記レーザ光をユーザの眼球内に導き、前記ユーザの網膜に画像を投影する導光部と、
前記ユーザの眼球内に導かれる前記レーザ光を減衰させる減衰部と、
前記画像を表す画像データに基づいて、前記出射部による前記レーザ光の出射を制御する出射制御部と、
前記減衰部における前記レーザ光の減衰率を調整する減衰率調整部と、を備え、
前記出射制御部は、第１期間に前記画像データに基づいて前記出射部から前記レーザ光を出射させ、第２期間に前記出射部から前記レーザ光を出射させない制御であって、前記第１期間と前記第２期間とが交互に繰り返される制御である間欠出射制御を実行し、
前記減衰率調整部は、前記間欠出射制御が実行されない場合に、前記減衰率を第１減衰率に調整し、前記間欠出射制御が実行される場合に、前記減衰率を前記第１減衰率よりも低い第２減衰率に調整する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、網膜に投影される画像の明るさを維持しつつ、消費電力を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る画像投影装置の外観図

【図2】実施の形態１に係る画像投影装置におけるレーザ光の光路を示す図

【図3】実施の形態１に係る画像投影装置の制御ユニットの構成図

【図4】二次元走査処理の説明図

【図5】実施の形態１に係る画像投影装置が通常モードで扱う画像の説明図

【図6】実施の形態１に係る画像投影装置が省電力モードで扱う画像の説明図

【図7】実施の形態１に係る画像投影装置が実行する間欠出射制御処理を示すフローチャート

【図8】実施の形態１に係る画像投影装置が実行する減衰率調整処理を示すフローチャート

【図9】実施の形態１に係る画像投影装置が実行する動作モード切替処理を示すフローチャート

【図10】実施の形態２に係る画像投影装置が省電力モードで扱う画像の説明図

【図11】実施の形態２に係る画像投影装置が実行する間欠出射制御処理を示すフローチャート

【図12】実施の形態３に係る画像投影装置が第２省電力モードで扱う画像の説明図

【図13】各動作モードの特徴の説明図

【図14】実施の形態４に係る画像投影装置が第２省電力モードで扱う画像の説明図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。

【0011】

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る画像投影装置１００の構成を示す図である。画像投影装置１００は、網膜投影方式の表示装置であり、ユーザの眼球内の網膜に画像を投影する装置である。画像投影装置１００は、マクスウェル視を利用して網膜に画像を投影することで、静止画像又は動画像をユーザに視認させる。画像投影装置１００は、スマートグラス、網膜走査ディスプレイ等とも呼ばれる。

【0012】

図１に、画像投影装置１００の外観を示す。また、図２に、画像投影装置１００におけるレーザ光の光路を示す。図１に示すように、画像投影装置１００は、制御ユニット１０と、投影ユニット２０と、複合ケーブル６０とを備える。図１、図２等において、ユーザから見て前方向がＹ軸の正の方向であり、ユーザから見て右方向がＸ軸の正の方向であり、ユーザから見て上方向がＺ軸の正の方向である。

【0013】

制御ユニット１０は、画像投影装置１００を制御するユニットである。制御ユニット１０は、画像投影装置１００がユーザにより使用される際、例えば、ユーザの衣服のポケットに入れられる。制御ユニット１０は、画像データに基づいて強度変調されたレーザ光を出射して、このレーザ光を、複合ケーブル６０を介して投影ユニット２０に出力する。制御ユニット１０の詳細な説明については後述する。

【0014】

投影ユニット２０は、ユーザの眼球６００にレーザ光を入射させて、ユーザの網膜６２０上に画像を投影するユニットである。投影ユニット２０は、レーザモジュール１７から出射されたレーザ光を走査する走査部３０と、走査部３０により走査されたレーザ光を眼球６００に導く導光部４０と、導光部４０の機械強度を補強する補強部５０とを備える。

【0015】

投影ユニット２０は、例えば、ユーザが着用するメガネフレーム５００に取り付けられて使用される。この場合、走査部３０は、例えば、メガネフレーム５００の側部に配置される。また、導光部４０は、例えば、眼球６００の真正面に位置するように、メガネフレーム５００のレンズの内側に配置される。このような状態において、投影ユニット２０は、制御ユニット１０から出射されたレーザ光を走査部３０により走査し、走査したレーザ光を、導光部４０を介して眼球６００に対して正面から入射させる。

【0016】

図２に示すように、走査部３０は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー３１と、ＭＥＭＳドライバＩＣ（Integrated Circuit）３２と、反射ミラー３３と、可変減光フィルタ３４と、フィルタ制御ＩＣ３５と、ハーフミラー３６と、フォトダイオード３７とを備える。

【0017】

ＭＥＭＳミラー３１は、制御ユニット１０から出射されたレーザ光を走査する。具体的には、ＭＥＭＳミラー３１は、制御ユニット１０が備えるレーザモジュール１７から出射され、ハーフミラー３６と可変減光フィルタ３４とを通過したレーザ光を受光し、受光したレーザ光を反射ミラー３３に向けて反射する。ＭＥＭＳミラー３１は、反射面の角度を変化させることで、反射するレーザ光を二次元の方向に走査する。

【0018】

ＭＥＭＳミラー３１は、ＭＥＭＳ加工により形成されたミラーである。ＭＥＭＳミラー３１は、例えば、反射面を備えるミラー（図示せず）と、ミラーの下方に配置された磁石（図示せず）と、ミラーの周辺に配置されたコイル（図示せず）とを備える。ＭＥＭＳミラー３１は、コイルに電流を流すことで発生するローレンツ力によりミラーの角度を変化させて、ミラーに入射したレーザ光の光路を変化させる。ＭＥＭＳミラー３１は、ＭＥＭＳドライバＩＣ３２により駆動される。

【0019】

ＭＥＭＳドライバＩＣ３２は、ＭＥＭＳミラー３１を駆動するＩＣである。図３に示すように、ＭＥＭＳドライバＩＣ３２は、複合ケーブル６０を介して、走査制御部１１３から制御信号を受信する。ＭＥＭＳドライバＩＣ３２は、受信した制御信号に従ってＭＥＭＳミラー３１に駆動信号を供給することにより、ＭＥＭＳミラー３１の傾きを変化させる。このようにして、ＭＥＭＳドライバＩＣ３２は、ＭＥＭＳミラー３１がレーザ光を走査する方向、つまり、ＭＥＭＳミラー３１がレーザ光を反射する方向を制御する。

【0020】

ＭＥＭＳミラー３１は、ＭＥＭＳドライバＩＣ３２から受信した駆動信号に従って、複合ケーブル６０により伝送される平行光化されたレーザ光を、２次元の方向に走査する。２次元の方向への走査は、主走査方向への走査と、主走査方向と直交する副走査方向への走査とを含む。例えば、投影対象の画像が１２８０×７２０個の画素を有する場合、ＭＥＭＳミラー３１は、１２８０×７２０通りの異なる方向にレーザ光を反射する。

【0021】

反射ミラー３３は、凹状の鏡面を備え、ＭＥＭＳミラー３１により走査されたレーザ光を反射及び集光する。反射ミラー３３は、レーザ光の光路におけるＭＥＭＳミラー３１の後段に配置される。反射ミラー３３により反射されたレーザ光は、導光部４０に入射され、眼球６００の水晶体６１０付近で集束して、網膜６２０上に投射される。

【0022】

可変減光フィルタ３４は、レーザ光の光量を減衰させる減光フィルタであって、レーザ光の減衰率が可変である減光フィルタである。可変減光フィルタ３４は、レーザ光の光路における、ハーフミラー３６の後段且つＭＥＭＳミラー３１の前段に配置される。可変減光フィルタ３４は、ハーフミラー３６からＭＥＭＳミラー３１に向かうレーザ光の光量を減衰させる。可変減光フィルタ３４は、例えば、互いに重ねられた２枚の偏光板（図示せず）と、一方の偏光板を他方の偏光板に対して相対的に回転させるアクチュエータ（図示せず）とを備える。

【0023】

可変減光フィルタ３４の減衰率は、可変減光フィルタ３４に入射したレーザ光の光量に対する、可変減光フィルタ３４で吸収され又は散乱したレーザ光の光量の比率である。以下、適宜、可変減光フィルタ３４の減衰率を、単に、減衰率という。減衰率は、１から透過率を減じた値である。透過率は、可変減光フィルタ３４に入射したレーザ光の光量に対する、可変減光フィルタ３４を通過したレーザ光の光量の比率である。可変減光フィルタ３４は、フィルタ制御ＩＣ３５による制御に従って、減衰率を切り替える。

【0024】

フィルタ制御ＩＣ３５は、可変減光フィルタ３４の減衰率を調整するＩＣである。図３に示すように、フィルタ制御ＩＣ３５は、複合ケーブル６０を介して、減衰率調整部１１５から制御信号を受信する。フィルタ制御ＩＣ３５は、受信した制御信号に従って可変減光フィルタ３４に駆動信号を供給することにより、可変減光フィルタ３４の減衰率を変化させる。

【0025】

ハーフミラー３６は、入射したレーザ光の一部を反射させ、入射したレーザ光の残部を通過させるミラーである。ハーフミラー３６は、レーザ光の光路における可変減光フィルタ３４の前段に配置される。ハーフミラー３６は、複合ケーブル６０から可変減光フィルタ３４に向かうレーザ光の一部を反射し、複合ケーブル６０から可変減光フィルタ３４に向かうレーザ光の残部を通過させる。

【0026】

フォトダイオード３７は、レーザ光を検出するダイオードである。フォトダイオード３７は、ハーフミラー３６が反射したレーザ光を検出可能な位置に配置され、ハーフミラー３６が反射したレーザ光を検出する。フォトダイオード３７は、ハーフミラー３６が反射したレーザ光の光量が光量閾値以上である場合、レーザ光が検出されていることを示す検出結果信号である検出中信号を出力する。フォトダイオード３７は、ハーフミラー３６が反射したレーザ光の光量が光量閾値未満である場合、レーザ光が検出されていないことを示す検出結果信号である非検出中信号を出力する。図３に示すように、フォトダイオード３７は、複合ケーブル６０を介して、減衰率調整部１１５に検出結果信号を送信する。

【0027】

導光部４０は、走査部３０により走査されたレーザ光を眼球６００に導くことにより、眼球６００内の網膜６２０に画像を投影する。導光部４０は、レーザ光の光路における反射ミラー３３の後段に配置される。導光部４０は、レーザ光が通過可能な光学材料により形成される。画像投影装置１００がユーザに装着されたとき、導光部４０は眼球６００の真正面に配置され、画像投影装置１００は網膜６２０に画像を投影可能な状態になる。なお、画像投影装置１００がユーザに装着されることは、画像投影装置１００が備える投影ユニット２０が取り付けられたメガネフレーム５００がユーザに装着されることを意味する。導光部４０は、伝搬面４１と、伝搬面４２と、反射面４３とを備える。

【0028】

伝搬面４１は、Ｙ軸方向と直交する面であって、眼球６００に近い方の面である。伝搬面４２は、Ｙ軸方向と直交する面であって、眼球６００から遠い方の面である。ＭＥＭＳミラー３１により走査されたレーザ光は、反射ミラー３３により反射された後、導光部４０内において伝搬面４１と伝搬面４２との間で複数回反射しながら、Ｘ軸の正の方向に進行する。これにより、レーザ光は、導光部４０内において眼球６００内に入射可能な位置まで導かれる。

【0029】

反射面４３は、画像投影装置１００がユーザに装着されたとき、眼球６００に対向する位置に配置される。反射面４３は、例えば、２つの光学材料を貼り合わせることにより、２つの光学材料の間の界面として形成される。反射面４３は、眼球６００に対向する方向であるＹ軸方向に対して、走査部３０側の方向であるＸ軸の負の方向に向けて斜めに傾いている。反射面４３は、伝搬面４１と伝搬面４２との間をＸ軸の正の方向に伝搬されたレーザ光をＹ軸の負の方向に反射し、導光部４０から出射させて眼球６００内に入射させる。

【0030】

眼球６００内に入射したレーザ光は、水晶体６１０の中心付近で集束して網膜６２０に投射される。これにより、網膜６２０に画像が結像され、ユーザは、結像された画像を視認することができる。このようにして、導光部４０は、走査部３０により走査されたレーザ光を眼球６００内に導き、網膜６２０に画像を投影する。

【0031】

補強部５０は、導光部４０の機械強度を補強する役割を担う。導光部４０はレーザ光を透過する光学材料により形成されるため、導光部４０の機械強度は弱いことが多い。また、導光部４０の一部は露出しているため、ユーザ、物体等の接触により破損しやすいと考えられる。そこで、投影ユニット２０は、導光部４０の破損を防止するための補強部５０を備える。

【0032】

複合ケーブル６０は、レーザモジュール１７から出射されたレーザ光を伝送し、投影ユニット２０に出射するケーブルである。複合ケーブル６０は、制御ユニット１０と投影ユニット２０とを光学的に接続する。複合ケーブル６０により伝送されたレーザ光は、コリメートレンズ（図示せず）により平行光化され、投影ユニット２０の走査部３０に出射される。また、複合ケーブル６０は、制御ユニット１０と投影ユニット２０との間で各種の信号を伝送する。例えば、複合ケーブル６０は、走査制御部１１３からＭＥＭＳドライバＩＣ３２に供給される制御信号、減衰率調整部１１５からフィルタ制御ＩＣ３５に供給される制御信号、フォトダイオード３７から減衰率調整部１１５に供給される検出結果信号等を伝送する。

【0033】

次に、図３を参照して、制御ユニット１０の構成について説明する。図３に示すように、制御ユニット１０は、制御部１１と、記憶部１２と、表示部１３と、操作受付部１４と、入出力インターフェース１５と、レーザドライバＩＣ１６と、レーザモジュール１７とを備える。

【0034】

制御部１１は、制御ユニット１０の全体の動作を制御する。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＴＣ（Real Time Clock）等を備える。ＣＰＵは、中央処理装置、中央演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等とも呼び、制御ユニット１０の制御に係る処理及び演算を実行する中央演算処理部として機能する。制御部１１において、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラム及びデータを読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして用いて、画像投影装置１００を統括制御する。ＲＴＣは、例えば、計時機能を有する集積回路である。制御部１１は、ＣＰＵに代えて、Ｓｏｃ（System-on-a-Chip）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の集積回路を備えていてもよい。

【0035】

記憶部１２は、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等の不揮発性の半導体メモリを備えており、いわゆる補助記憶装置としての役割を担う。記憶部１２は、制御部１１が各種処理を実行するために使用するプログラム及びデータを記憶する。また、記憶部１２は、制御部１１が各種処理を実行することにより生成又は取得するデータを記憶する。

【0036】

表示部１３は、制御部１１による制御に従って、各種の画像を表示する。例えば、表示部１３は、ユーザから各種の操作を受け付けるための画面を表示する。表示部１３は、タッチスクリーン、液晶ディスプレイ等を備える。操作受付部１４は、ユーザから各種の操作を受け付け、受け付けた操作の内容を示す情報を制御部１１に供給する。操作受付部１４は、タッチスクリーン、ボタン、レバー等を備える。

【0037】

入出力インターフェース１５は、外部装置との間でデータを入出力するためのインターフェースである。外部装置は、例えば、カメラ、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、ＳＤ（Secure Digital）カード等である。入出力インターフェース１５は、例えば、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の規格の端子を備え、外部装置と電気的に接続される。本実施の形態では、外部装置は、撮像装置７００である。

【0038】

入出力インターフェース１５は、投影対象の画像を表す画像データを受信し、この画像データを制御部１１に供給する。本実施の形態では、投影対象の画像は、撮像装置７００による撮像により生成された画像である。投影対象の画像は、例えば、主走査方向である横方向に１２８０個の画素を有し、副走査方向である縦方向に７２０個の画素を有する。投影対象の画像は、静止画像であってもよいし、動画像であってもよい。本実施の形態では、投影対象の画像は、予め定められたフレームレートでの撮像により得られた複数のフレームを備える動画像である。

【0039】

本実施の形態では、画像投影装置１００の動作モードが通常モードであるとき、撮像時のフレームレートは６０ｆｐｓであり、画像投影装置１００の動作モードが省電力モードであるとき、撮像時のフレームレートは３０ｆｐｓである。通常モードは、通常の消費電力で、画像の投影処理が実行される動作モードである。省電力モードは、通常の消費電力よりも低い消費電力で、画像の投影処理が実行される動作モードである。以下、適宜、画像投影装置１００の動作モードのことを、単に、動作モードという。

【0040】

動作モードが通常モードであるとき、レーザ光が継続的に出射される。一方、動作モードが省電力モードであるとき、レーザ光が間欠的に出射される。つまり、動作モードが省電力モードであるとき、レーザ光が出射されない期間が設けられる。また、動作モードが通常モードであるとき、入出力インターフェース１５は、６０フレームの画像で１秒分の動画像を表す画像データを撮像装置７００から取得する。また、動作モードが省電力モードであるとき、入出力インターフェース１５は、３０フレームの画像で１秒分の動画像を表す画像データを撮像装置７００から取得する。

【0041】

レーザドライバＩＣ１６は、制御部１１から受信した画像信号に基づいて、レーザモジュール１７を駆動するＩＣである。具体的には、レーザドライバＩＣ１６は、受信した画像信号に対応する輝度で、Ｒレーザ光源、Ｇレーザ光源及びＢレーザ光源のそれぞれを発光させる。これにより、レーザドライバＩＣ１６は、受信した画像信号に対応する色のレーザ光をレーザモジュール１７から出射させる。

【0042】

レーザモジュール１７は、ユーザの眼球６００に入射されるレーザ光を出射する。レーザモジュール１７は、赤色のレーザ光を出射するＲレーザ光源（図示せず）と、緑色のレーザ光を出射するＧレーザ光源（図示せず）と、青色のレーザ光を出射するＢレーザ光源（図示せず）とを備える。Ｒレーザ光源とＧレーザ光源とＢレーザ光源とは、それぞれ、レーザドライバＩＣ１６から供給された画像信号に応じて強度変調されたレーザ光を出射する。各レーザ光源は、半導体レーザ、固体レーザ等である。

【0043】

各レーザ光源から出射されたレーザ光は、ダイクロイックミラー（図示せず）に代表される光学系により合波され、コリメートレンズ（図示せず）に代表される光学系により平行光化され、集光レンズ（図示せず）に代表される光学系により集光されて、複合ケーブル６０に出射される。

【0044】

バッテリー１８は、画像投影装置１００を動作させるための電力を蓄える蓄電池である。バッテリー１８は、例えば、充電回路（図示せず）による制御に従って、商用電源から供給された電力を蓄える。バッテリー１８は、蓄えた電力を画像投影装置１００が備える各部に供給する。

【0045】

次に、図３を参照して、制御部１１の機能について説明する。制御部１１は、機能的には、画像処理部１１１と、出射制御部１１２と、走査制御部１１３と、モード設定部１１４と、減衰率調整部１１５を備える。これらの各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、ＲＯＭ又は記憶部１２に格納される。そして、ＣＰＵが、ＲＯＭ又は記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することによって、これらの各機能を実現する。

【0046】

画像処理部１１１は、入出力インターフェース１５を介して撮像装置７００から受信した画像データに対して画像処理を実行する。画像処理部１１１は、画像処理により、レーザモジュール１７から出射されるレーザ光のもとになる画像データを生成し、生成した画像データを出射制御部１１２に送信する。

【0047】

出射制御部１１２は、レーザモジュール１７によるレーザ光の出射を制御する。出射制御部１１２は、画像処理部１１１から供給された画像データを画像信号に変換し、レーザドライバＩＣ１６を介してこの画像信号をレーザモジュール１７に供給する。具体的には、出射制御部１１２は、画像処理部１１１から供給された画像データの各画素の画素値を１画素ずつ順に読み出し、読み出した画素値に対応する画像信号を生成する。出射制御部１１２は、画素毎に生成した画像信号を、順にレーザドライバＩＣ１６に供給する。なお、各画素の画素値は、赤色の画素値と緑色の画素値と青色の画素値とを含む。

【0048】

走査制御部１１３は、ＭＥＭＳミラー３１を用いたレーザ光の走査を制御する。走査制御部１１３は、複合ケーブル６０を介してＭＥＭＳドライバＩＣ３２に制御信号を送信する。この制御信号は、レーザ光を主走査方向又は副走査方向に走査するための信号である。一方、ＭＥＭＳドライバＩＣ３２は、この制御信号に基づいて、ＭＥＭＳミラー３１に駆動信号を送信する。そして、ＭＥＭＳミラー３１は、この駆動信号に基づいてミラーの傾きを変更し、レーザ光を走査する。

【0049】

出射制御部１１２と走査制御部１１３とは、レーザ光の出射とレーザ光の走査とを同期させる。具体的には、出射制御部１１２と走査制御部１１３とは、投影対象の画像における各画素の画素値に対応するレーザ光が、網膜６２０上の対応する位置に投射されるように、レーザモジュール１７がレーザ光を出射するタイミングと、このタイミングにおいてＭＥＭＳミラー３１がこのレーザ光を走査する方向とを制御する。

【0050】

モード設定部１１４は、画像投影装置１００の動作モードを設定する。本実施の形態では、モード設定部１１４は、画像投影装置１００の動作モードを、通常モードと省電力モードとのうち何れか一方に設定する。モード設定部１１４が動作モードを設定する方法は、適宜、調整することができる。例えば、モード設定部１１４は、操作受付部１４がユーザから受け付けた操作に基づいて、動作モードを切り替えてもよい。例えば、操作受付部１４がボタンである場合、モード設定部１１４は、ボタンが押圧される毎に、動作モードを通常モードと省電力モードとの間で切り替えてもよい。

【0051】

また、モード設定部１１４は、画像投影装置１００が内蔵するバッテリー１８の残量が残量閾値以下になったときに、動作モードを通常モードから省電力モードに切り替えてもよい。モード設定部１１４は、バッテリー１８の残量を検出する機能を備えていてもよいし、バッテリー１８の残量を検出するセンサ（図示せず）からバッテリー１８の残量を示す情報を取得してもよい。通常モードは、第１動作モードの一例である。省電力モードは、第２動作モードの一例である。

【0052】

減衰率調整部１１５は、可変減光フィルタ３４の減衰率を調整する。減衰率調整部１１５は、複合ケーブル６０を介してフィルタ制御ＩＣ３５に制御信号を送信する。この制御信号は、可変減光フィルタ３４の減衰率を制御するための信号である。一方、フィルタ制御ＩＣ３５は、この制御信号に基づいて可変減光フィルタ３４に駆動信号を供給することにより、可変減光フィルタ３４の減衰率を変化させる。

【0053】

減衰率調整部１１５は、画像投影装置１００の動作モードに応じて、可変減光フィルタ３４の減衰率を決定する。例えば、減衰率調整部１１５は、画像投影装置１００の動作モードに対応した出射期間割合に応じて、可変減光フィルタ３４の減衰率を決定する。具体的には、減衰率調整部１１５は、出射期間割合が大きい程、可変減光フィルタ３４の減衰率を高くする。出射期間割合は、レーザ光が出射される第１期間の長さとレーザ光が出射されない第２期間の長さとの和に対する第１期間の長さの割合である。

【0054】

動作モードが通常モードである場合、基本的に、レーザモジュール１７は継続的にレーザ光を出射する。一方、動作モードが省電力モードである場合、レーザモジュール１７は間欠的にレーザ光を出射する。従って、可変減光フィルタ３４の減衰率が固定値である場合、単位時間に網膜６２０に投射されるレーザ光の光量の総和は、動作モードが通常モードである場合よりも動作モードが省電力モードである場合の方が少ない。そこで、減衰率調整部１１５は、動作モードが省電力モードである場合、動作モードが通常モードである場合に比べて、可変減光フィルタ３４の減衰率を低くする。

【0055】

本実施の形態では、減衰率調整部１１５は、フォトダイオード３７によるレーザ光の検出結果から動作モードを推定し、推定した動作モードに対応する減衰率を設定する。動作モードが通常モードである場合、フォトダイオード３７は、検出中信号を継続的に出力する。一方、動作モードが省電力モードである場合、フォトダイオード３７は、検出中信号を断続的に出力する。

【0056】

そこで、減衰率調整部１１５は、規定時間の間、フォトダイオード３７が出力する検出結果信号を監視し、規定時間に対するフォトダイオード３７が検出中信号を出力した時間の割合である検出時間割合を求める。減衰率調整部１１５は、検出時間割合が検出時間割合閾値以上である場合、動作モードが通常モードであると推定し、検出時間割合が検出時間割合閾値未満である場合、動作モードが省電力モードであると推定する。なお、検出時間割合は、出射期間割合と同程度である。

【0057】

以上説明したように、レーザモジュール１７は、レーザ光を出射する。また、ＭＥＭＳミラー３１は、レーザモジュール１７から出射されたレーザ光を走査する。また、導光部４０は、ＭＥＭＳミラー３１により走査されたレーザ光をユーザの眼球６００内に導き、ユーザの網膜６２０に画像を投影する。また、可変減光フィルタ３４は、ユーザの眼球６００内に導かれるレーザ光を減衰させる。

【0058】

また、出射制御部１１２は、画像を表す画像データに基づいて、レーザモジュール１７によるレーザ光の出射を制御する。また、減衰率調整部１１５は、可変減光フィルタ３４におけるレーザ光の減衰率を調整する。レーザモジュール１７は、出射部の一例である。ＭＥＭＳミラー３１は、走査部の一例である。導光部４０は、導光部の一例である。可変減光フィルタ３４は、減衰部の一例である。出射制御部１１２は、出射制御部の一例である。減衰率調整部１１５は、減衰率調整部の一例である。

【0059】

ここで、出射制御部１１２は、レーザモジュール１７からレーザ光を間欠的に出射させる間欠出射制御を実行する。間欠出射制御は、第１期間に画像データに基づいてレーザモジュール１７からレーザ光を出射させ、第２期間にレーザモジュール１７からレーザ光を出射させない制御であって、第１期間と第２期間とが交互に繰り返される制御である。第２期間におけるレーザモジュール１７の消費電力は、極めて低いと考えられる。従って、画像投影装置１００が間欠出射制御を実行することにより、画像投影装置１００の消費電力が低減される。

【0060】

出射制御部１１２は、画像投影装置１００の動作モードが通常モードである場合、画像データに基づいてレーザモジュール１７からレーザ光を出射させる制御である通常出射制御を実行する。また、出射制御部１１２は、動作モードが省電力モードである場合、間欠出射制御を実行する。なお、モード設定部１１４は、バッテリー１８の残量が残量閾値以下の場合に、動作モードを省電力モードに設定する。モード設定部１１４は、設定部の一例である。

【0061】

減衰率調整部１１５は、間欠出射制御が実行されない場合に、減衰率を第１減衰率に調整する。減衰率調整部１１５は、間欠出射制御が実行される場合に、減衰率を第１減衰率よりも低い第２減衰率に調整する。つまり、減衰率調整部１１５は、動作モードが通常モードである場合、減衰率を第１減衰率に調整する。また、減衰率調整部１１５は、動作モードが省電力モードである場合、減衰率を第１減衰率よりも低い第２減衰率に調整する。例えば、減衰率調整部１１５は、第１期間の長さに対する第２期間の長さの割合である出射期間割合に応じて、可変減光フィルタ３４におけるレーザ光の減衰率を調整する。例えば、減衰率は、出射期間割合が小さいほど小さくなるように調整される。この減衰率の調整により、間欠出射制御があっても、網膜６２０に投影される画像の明るさが維持される。

【0062】

例えば、減衰率調整部１１５は、動作モードが切り替えられても、網膜６２０にレーザ光が投射される時間と網膜６２０に投射されるレーザ光の光量との積があまり変化しないように、減衰率を調整することが好適である。具体的には、第１減衰率が７５％であり、出射期間割合が５０％である場合、第２減衰率は５０％であることが好適である。なお、出射期間割合が５０％である場合は、第１期間の長さと第２期間の長さとが等しい場合である。

【0063】

また、ハーフミラー３６は、レーザ光がレーザモジュール１７から眼球６００に至るまでの経路上に配置される。ハーフミラー３６は、レーザモジュール１７から眼球６００に向かうレーザ光の一部を反射させる。そして、フォトダイオード３７は、ハーフミラー３６が反射したレーザ光の一部の光量を規定時間に亘って検出する。ハーフミラー３６は、ハーフミラーの一例である。フォトダイオード３７は、光量検出部の一例である。

【0064】

減衰率調整部１１５は、検出時間割合が検出時間割合閾値以上である場合、動作モードが通常モードであると判別して、減衰率を第１減衰率に調整する。検出時間割合は、上記規定時間に対するフォトダイオード３７が検出した光量が光量閾値以上である時間の割合である。つまり、検出時間割合は、上記規定時間に対するフォトダイオード３７が検出中信号を出力する時間の割合である。一方、減衰率調整部１１５は、検出時間割合が検出時間割合閾値未満である場合、動作モードが省電力モードであると判別して、減衰率を第２減衰率に調整する。

【0065】

また、本実施の形態では、画像投影装置１００が扱う画像は、複数のフレームを備える動画像である。走査制御部１１３は、二次元走査処理を繰り返して実行するようにＭＥＭＳミラー３１を制御する。二次元走査処理は、主走査処理とシフト処理とをレーザ光が副走査方向における一端から他端に至るまで繰り返す処理である。主走査処理は、レーザ光を主走査方向における両端間で主走査方向に走査する処理である。シフト処理は、レーザ光を主走査方向と直交する副走査方向にシフトさせる処理である。

【0066】

図４を参照して、二次元走査処理について説明する。図４に示すように、二次元走査処理は、走査領域８００内において走査点Ｐ１を走査する処理である。走査領域８００は、レーザ光が走査される二次元の領域である。走査点Ｐ１は、レーザ光が走査される点、つまり、レーザ光が照射される点である。走査領域８００は、投影対象の画像が投影される領域に対応し、網膜６２０におけるレーザ光が投射される領域に対応する。図４に示す例では、投影対象の画像は、Ｎ行×Ｍ列個の画素を有する。つまり、投影対象の画像は、主走査方向である行方向にＭ個の画素を有し、副走査方向である列方向にＮ個の画素を有する。

【0067】

主走査処理は、走査点Ｐ１を主走査方向における両端間で主走査方向に走査する処理である。つまり、主走査処理は、１列目の地点からＭ列目の地点まで、又は、Ｍ列目の地点から１列目の地点まで、走査点Ｐ１を主走査方向に走査する処理である。シフト処理は、走査点Ｐ１を副走査方向に１行分シフトさせる処理である。二次元走査処理は、主走査処理とシフト処理とを繰り返しながら走査点Ｐ１を走査開始点Ｐ０から走査終了点Ｐ１０まで走査する処理である。二次元走査処理に、走査点Ｐ１を走査終了点Ｐ１０から走査開始点Ｐ０まで戻す処理を含めてもよい。

【0068】

走査開始点Ｐ０は、二次元走査処理が開始される地点であり、１行目且つ１列目の画素に対応する地点である。走査終了点Ｐ１０は、二次元走査処理が終了する地点であり、Ｎ行目且つＭ列目の画素に対応する地点である。１フレーム分の画像の投影のために、基本的に、１回の二次元走査処理が必要である。本実施の形態では、走査制御部１１３が二次元走査処理を実行する周期は一定である。例えば、走査制御部１１３は、１／６０秒の周期で二次元走査処理を実行する。走査制御部１１３は、走査制御部の一例である。

【0069】

出射制御部１１２は、間欠出射制御において、第１期間の長さを二次元走査処理に要する時間の長さとし、第２期間の長さを第１期間の長さの倍数とする。そして、出射制御部１１２は、間欠出射制御において、第１期間の先頭のタイミングをＭＥＭＳミラー３１が二次元走査処理を開始するタイミングとして、第１期間に複数のフレームのうち１つのフレーム分のレーザ光をレーザモジュール１７から出射させる。つまり、出射制御部１１２は、動画像に含まれるフレーム単位で、レーザ光を間欠的に出射させる。

【0070】

以下、図５と図６とを参照して、出射制御部１１２によるレーザ光の出射制御について説明する。図５に、通常モードにおける撮像画像及び投影画像を示す。図６に、省電力モードにおける撮像画像及び投影画像を示す。撮像画像は、撮像装置７００が撮像した動画像であり、複数のフレームを備える画像である。投影画像は、網膜６２０に投影される画像であり、複数のフレームを備える画像である。

【0071】

図５に示すように、通常モードでは、撮像装置７００が撮像した撮像画像が、そのまま、投影画像として網膜６２０に投影される。つまり、通常モードでは、１回の二次元走査処理に合わせて、撮像画像に含まれる１つのフレーム分のレーザ光の照射が実行される。例えば、撮像装置７００における撮像時のフレームレートが６０ｆｐｓである場合、撮像装置７０は１／６０秒毎に１つのフレームを生成する。

【0072】

この場合、走査制御部１１３は、１／６０秒毎に二次元走査処理を実行し、出射制御部１１２は、１／６０秒毎に１つのフレーム分のレーザ光の出射を実行する。図５において、Ｔ１は、１つのフレームが生成される周期であり、Ｔ２は、１回の二次元走査処理の実行に要する時間である。

【0073】

図６に示すように、省電力モードでは、撮像装置７００が撮像した撮像画像が、間欠的に、投影画像として網膜６２０に投影される。つまり、省電力モードでは、１回の二次元走査処理に合わせて、撮像画像に含まれる１つのフレーム分のレーザ光が照射される処理と、次の二次元走査処理の間にレーザ光が出射されない処理とが繰り返して実行される。本実施の形態では、動作モードが省電力モードである場合、撮像装置７０における撮像時のフレームレートが３０ｆｐｓであり、撮像装置７０は１／３０秒毎に１つのフレームを生成する。

【0074】

この場合、走査制御部１１３は、１／６０秒毎に二次元走査処理を実行する。一方、出射制御部１１２は、１／６０秒毎に、１つのフレーム分のレーザ光の出射を実行する処理と、レーザ光を出射させない処理とを切り替えながら実行する。図６において、Ｔ３は、１つのフレームが生成される周期であり、Ｔ４は、１回の二次元走査処理の実行に要する時間である。図６において、明るい色で描かれた投影画像は、撮像画像に対応する画像であり、減衰率が低く設定された可変減光フィルタ３４を通過したレーザ光により網膜６２０に投影された画像を示す。図６において、暗い色で描かれた投影画像は、レーザ光が出射されない期間において網膜６２０に投影された真っ暗な画像を示す。

【0075】

次に、図７のフローチャートを参照して、画像投影装置１００が実行する間欠出射制御処理について説明する。間欠出射制御処理は、間欠的にレーザ光が出射されるようにレーザモジュール１７を制御する処理である。間欠出射制御処理は、動作モードが省電力モードであるときに、主に出射制御部１１２が実行する処理である。なお、画像投影装置１００は、二次元走査処理と並行して、間欠出射制御処理を実行する。

【0076】

まず、画像投影装置１００が備える制御部１１は、撮像装置７００から１フレーム分の画像を取得する（ステップＳ１０１）。例えば、制御部１１は、入出力インターフェース１５を介して、撮像装置７００から１フレーム分の画像を取得する。制御部１１は、ステップＳ１０１の処理を完了すると、二次元走査処理の開始タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。二次元走査処理の開始タイミングは、走査点Ｐ１が走査開始点Ｐ０に走査されたタイミングである。

【0077】

制御部１１は、二次元走査処理の開始タイミングでないと判別すると（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０２に処理を戻す。つまり、制御部１１は、二次元走査処理の開始タイミングが到来するまで待機する。制御部１１は、二次元走査処理の開始タイミングであると判別すると（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、二次元走査処理に合わせて、１フレーム分の画素に対応するレーザ光を順次出射させる（ステップＳ１０３）。つまり、制御部１１は、１フレーム分の画素の各画素値に対応する画像信号を、レーザドライバＩＣ１６を介してレーザモジュール１７に順次供給する。

【0078】

制御部１１は、ステップＳ１０３の処理を完了すると、二次元走査処理の開始タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。制御部１１は、二次元走査処理の開始タイミングでないと判別すると（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０４に処理を戻す。つまり、制御部１１は、次の二次元走査処理の開始タイミングが到来するまで待機する。

【0079】

制御部１１は、二次元走査処理の開始タイミングであると判別すると（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、この二次元走査処理の実行中、レーザ光の出射を停止する（ステップＳ１０５）。例えば、制御部１１は、輝度値が０であることを示す画像信号を、レーザドライバＩＣ１６を介してレーザモジュール１７に供給することにより、レーザモジュール１７からのレーザ光の出射を停止させる。制御部１１は、ステップＳ１０５の処理を完了すると、ステップＳ１０１に処理を戻す。このように、間欠出射制御処理では、制御部１１は、二次元走査処理に合わせて、フレーム単位でレーザ光の出射の許否を制御する。

【0080】

次に、図８のフローチャートを参照して、画像投影装置１００が実行する減衰率調整処理について説明する。減衰率調整処理は、可変減光フィルタ３４におけるレーザ光の減衰率を調整する処理である。減衰率調整処理は、減衰率調整部１１５が実行する処理である。なお、画像投影装置１００は、二次元走査処理、間欠出射制御処理等と並行して、減衰率調整処理を実行する。

【0081】

まず、制御部１１は、規定時間に亘る光量の検出結果を取得する（ステップＳ２０１）。例えば、制御部１１は、規定時間に亘ってフォトダイオード３７が出力する検出結果信号を取得する。規定時間は、レーザ光の出射の許否が繰り替えられる周期よりも長い時間である。規定時間は、例えば、１回の二次元走査処理に要する時間の数倍程度の時間である。制御部１１は、ステップＳ２０１の処理を完了すると、検出時間割合が検出時間割合閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０２）。

【0082】

例えば、制御部１１は、規定時間に対する、検出結果信号として検出中信号が取得されていた時間の割合である検出時間割合を算出する。制御部１１は、算出した検出時間割合が検出時間割合の閾値である検出時間割合閾値以上であるか否かを判別する。例えば、第１期間の長さと第２期間の長さとが等しい場合、検出時間割合閾値は、１／２よりも大きく１よりも小さい値である。検出時間割合が検出時間割合閾値以上であることは、動作モードが通常モードであることを意味する。また、検出時間割合が検出時間割合閾値未満であることは、動作モードが省電力モードであることを意味する。

【0083】

制御部１１は、検出時間割合が時間割合閾値以上であると判別すると（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、減衰率を第１減衰率に調整する（ステップＳ２０３）。例えば、制御部１１は、フィルタ制御ＩＣ３５に制御信号を送信して、可変減光フィルタ３４の減衰率を第１減衰率にする。制御部１１は、検出時間割合が検出時間割合閾値以上でないと判別すると（ステップＳ２０２：ＮＯ）、減衰率を第２減衰率に調整する（ステップＳ２０４）。例えば、制御部１１は、フィルタ制御ＩＣ３５に制御信号を送信して、可変減光フィルタ３４の減衰率を第１減衰率よりも低い第２減衰率にする。制御部１１は、ステップＳ２０３の処理又はステップＳ２０４の処理を完了すると、減衰率調整処理を完了する。

【0084】

次に、図９のフローチャートを参照して、画像投影装置１００が実行する動作モード切替処理について説明する。動作モード切替処理は、画像投影装置１００の動作モードを切り替える処理である。動作モード切替処理は、モード設定部１１４が実行する処理である。なお、画像投影装置１００は、二次元走査処理、間欠出射制御処理、減衰率調整処理等と並行して、減衰率調整処理を実行する。

【0085】

まず、制御部１１は、省電力モードへの切り替え要因が発生したか否かを判別する（ステップＳ３０１）。省電力モードへの切り替え要因としては、動作モードが通常モードであるときにモード切替指示操作がなされること、画像投影装置１００のバッテリー１８の残量が残量閾値以下になること等が考えられる。モード切替指示操作は、操作受付部１４に対するユーザの操作であり、モードの切替を指示する操作である。

【0086】

制御部１１は、省電力モードへの切り替え要因が発生したと判別すると（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、動作モードを省電力モードに変更する（ステップＳ３０２）。例えば、制御部１１は、記憶部１２に動作モードを示す動作モード情報が記憶されている場合、省電力モードを示すように動作モード情報を更新する。

【0087】

制御部１１は、ステップＳ３０２の処理を完了すると、撮像装置７００に３０ｆｐｓでの撮像を指示する（ステップＳ３０３）。例えば、制御部１１は、入出力インターフェース１５を介して、撮像装置７００に撮像時のフレームレートを３０ｆｐｓに変更することを指示する指示情報を送信する。一方、撮像装置７００は、この指示情報を受信したことに応答して、撮像時のフレームレートを３０ｆｐｓに変更する。

【0088】

制御部１１は、省電力モードへの切り替え要因が発生していないと判別した場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）、又は、ステップＳ３０３の処理を完了した場合、通常モードへの切り替え要因が発生したか否かを判別する（ステップＳ３０４）。通常モードへの切り替え要因としては、動作モードの初期値が通常モードである場合に画像投影装置１００の電源が投入されること、動作モードが省電力モードであるときにモード切替指示操作がなされること等が考えられる。

【0089】

制御部１１は、通常モードへの切り替え要因が発生したと判別すると（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、動作モードを通常モードに変更する（ステップＳ３０５）。例えば、制御部１１は、記憶部１２に動作モードを示す動作モード情報が記憶されている場合、通常モードを示すように動作モード情報を更新する。

【0090】

制御部１１は、ステップＳ３０５の処理を完了すると、撮像装置７００に６０ｆｐｓでの撮像を指示する（ステップＳ３０６）。例えば、制御部１１は、入出力インターフェース１５を介して、撮像装置７００に撮像時のフレームレートを６０ｆｐｓに変更することを指示する指示情報を送信する。一方、撮像装置７００は、この指示情報を受信したことに応答して、撮像時のフレームレートを６０ｆｐｓに変更する。制御部１１は、通常モードへの切り替え要因が発生していないと判別した場合（ステップＳ３０４：ＮＯ）、又は、ステップＳ３０６の処理を完了した場合、動作モード切替処理を完了する。

【0091】

本実施の形態では、レーザ光が出射される第１期間とレーザ光が出射されない第２期間とが交互に繰り返される間欠出射制御が実行され、間欠出射制御が実行されない場合に、減衰率が第１減衰率に調整され、間欠出射制御が実行される場合に、減衰率が第１減衰率よりも低い第２減衰率に調整される。ここで、第２期間におけるレーザモジュール１７の消費電力は極めて低い。また、第２期間には網膜６２０にレーザ光が投射されないが、第１期間において網膜６２０に投射されるレーザ光の光量は多い。従って、本実施の形態によれば、網膜６２０に投影される画像の明るさを維持しつつ、消費電力を低減させることができる。

【0092】

また、本実施の形態では、間欠出射制御において、フレーム単位でレーザ光の出射の許否が切り替えられる。従って、本実施の形態では、第１期間においては、１つのフレームに対応する画像が完全に投影される。従って、本実施の形態によれば、視認性の低下を抑制しつつ、消費電力を低減させることができる。

【0093】

また、本実施の形態では、間欠出射制御において、二次元走査処理の周期を低下させずに、撮像時のフレームレートを低下させることができる。従って、本実施の形態によれば、撮像装置７００の消費電力も低減させることができる。

【0094】

また、本実施の形態では、動作モードが通常モードである場合、通常出射制御が実行され、レーザ光の減衰率が第１減衰率に調整され、動作モードが省電力モードである場合、間欠出射制御が実行され、レーザ光の減衰率が第１減衰率よりも低い第２減衰率に調整される。動作モードが通常モードである場合、鮮明な画像の投射が期待でき、視認性の向上が期待できる。動作モードが省電力モードである場合、消費電力の抑制が期待できる。従って、本実施の形態によれば、視認性の向上と消費電力の抑制とのうち何れか一方を優先することができる。例えば、画像投影装置１００のバッテリー１８の残量が少ない場合に、動作モードが省電力モードに変更されると、画像投影装置１００の使用可能時間を長くすることができる。また、例えば、ユーザがより鮮明な画像を所望する場合に、動作モードが通常モードに変更されると、ユーザにより鮮明な画像を提示することができる。

【0095】

また、本実施の形態では、バッテリー１８の残量が残量閾値以下の場合に、動作モードが第２動作モードに設定される。従って、本実施の形態によれば、画像投影装置１００の使用可能時間を自動で長くすることができる。

【0096】

また、本実施の形態では、ハーフミラー３６とフォトダイオード３７とを用いて上述した検出時間割合に基づいて動作モードが判別され、動作モードに応じてレーザ光の減衰率が調整される。従って、本実施の形態によれば、動作モードを適切に判断して、画像を適切な明るさで投影することができる。

【0097】

（実施の形態２）
実施の形態１では、間欠出射制御において、動画像に含まれるフレーム単位でレーザ光の出射の許否が切り替えられる例について説明した。本実施の形態では、間欠出射制御において、動画像に含まれるフレームに含まれる行単位でレーザ光の出射の許否が切り替えられる例について説明する。なお、実施の形態１と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。

【0098】

本実施の形態においても、画像投影装置１００が扱う画像は、複数のフレームを備える動画像である。また、本実施の形態における走査制御部１１３の動作は、実施の形態１における走査制御部１１３の動作と同様である。つまり、走査制御部１１３は、図４を参照して説明した二次元走査処理を繰り返して実行するようにＭＥＭＳミラー３１を制御する。

【0099】

一方、本実施の形態では、出射制御部１１２は、間欠出射制御において、第１期間の長さを主走査処理に要する時間の長さとし、第２期間の長さを第１期間の長さの倍数とする。そして、出射制御部１１２は、間欠出射制御において、第１期間の先頭のタイミングを走査制御部１１３が主走査処理を開始するタイミングとして、第１期間に複数のフレームのうち１つのフレームにおける１行分のレーザ光をレーザモジュール１７から出射させる。つまり、出射制御部１１２は、動画像に含まれるフレームに含まれる行単位で、レーザ光を間欠的に出射させる。

【0100】

より詳細には、出射制御部１１２は、間欠出射制御において、第２期間の長さを第１期間の長さとする。そして、出射制御部１１２は、間欠出射制御において、奇数フレームと偶数フレームとのうち一方のフレームについては、第１期間に一方のフレームにおける奇数行に対応するレーザ光をレーザモジュール１７から出射させる。一方、出射制御部１１２は、間欠出射制御において、奇数フレームと偶数フレームとのうち他方のフレームについては、第１期間に他方のフレームにおける偶数行に対応するレーザ光をレーザモジュール１７から出射させる。

【0101】

奇数フレームは、動画像に含まれる複数のフレームのうち奇数番目のフレームである。偶数フレームは、動画像に含まれる複数のフレームのうち偶数番目のフレームである。奇数行は、各フレームにおける奇数番目の行である。偶数行は、各フレームにおける偶数番目の行である。なお、本実施の形態では、一方のフレームが奇数フレームであり、他方のフレームが偶数フレームである。

【0102】

以下、図１０を参照して、省電力モードにおけるレーザ光の出射制御について説明する。なお、通常モードにおけるレーザ光の出射制御は、実施の形態１において図５を参照して説明した通りである。図１０に、省電力モードにおける撮像画像及び投影画像を示す。

【0103】

本実施の形態では、図１０に示すように、省電力モードでは、撮像装置７００が撮像した撮像画像が、偶数行又は奇数行の画素が間引きされて、投影画像として網膜６２０に投影される。つまり、省電力モードでは、奇数フレームについては、１回の主走査処理に合わせて、１つの奇数行分のレーザ光の照射が実行される処理と、次の主走査処理の間、レーザ光が出射されない処理とが繰り返して実行される。また、省電力モードでは、偶数フレームについては、１回の主走査処理に合わせて、１つの偶数行分のレーザ光の照射が実行される処理と、次の主走査処理の間、レーザ光が出射されない処理とが繰り返して実行される。

【0104】

本実施の形態では、撮像装置７０における撮像時のフレームレートが６０ｆｐｓであり、撮像装置７０は１／６０秒毎に１つのフレームを生成する。この場合、走査制御部１１３は、１／６０秒毎に二次元走査処理を実行する。一方、出射制御部１１２は、１／６０秒毎に、奇数フレームの奇数行のみに対してレーザ光を出射させる処理と、偶数フレームの偶数行のみに対してレーザ光を出射させる処理とを切り替えながら実行する。

【0105】

図１０において、Ｔ５は、１つのフレームが生成される周期であり、Ｔ６は、１回の二次元走査処理の実行に要する時間である。図１０において、投影画像のうち明るい色で描かれた画像部分は、撮像画像に対応する画像部分であり、減衰率が低く設定された可変減光フィルタ３４を通過したレーザ光により網膜６２０に投影された画像部分を示す。図１０において、投影画像のうち暗い色で描かれた画像部分は、レーザ光が出射されない期間において網膜６２０に投影された真っ暗な画像部分を示す。

【0106】

次に、図１１のフローチャートを参照して、画像投影装置１００が実行する間欠出射制御処理について説明する。

【0107】

まず、画像投影装置１００が備える制御部１１は、撮像装置７００から１フレーム分の画像を取得する（ステップＳ４０１）。制御部１１は、ステップＳ４０１の処理を完了すると、二次元走査処理の開始タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ４０２）。制御部１１は、二次元走査処理の開始タイミングでないと判別すると（ステップＳ４０２：ＮＯ）、ステップＳ４０２に処理を戻す。制御部１１は、二次元走査処理の開始タイミングであると判別すると（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、取得したフレームが奇数フレームであるか否かを判別する（ステップＳ４０３）。

【0108】

制御部１１は、取得したフレームが奇数フレームであると判別すると（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、主走査処理の開始タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ４０４）。例えば、制御部１１は、操作点Ｐ１が１列目又はＭ列目に配置されているか否かを判別する。制御部１１は、主走査処理の開始タイミングでないと判別すると（ステップＳ４０４：ＮＯ）、ステップＳ４０４に処理を戻す。つまり、制御部１１は、主走査処理の開始タイミングが到来するまで待機する。

【0109】

制御部１１は、主走査処理の開始タイミングであると判別すると（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、走査対象の行が奇数行であるか否かを判別する（ステップＳ４０５）。制御部１１は、走査対象の行が奇数行であると判別すると（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、主走査処理に合わせて、１行分の画素に対応するレーザ光を順次出射させる（ステップＳ４０６）。つまり、制御部１１は、１行分の画素の各画素値に対応する画像信号を、レーザドライバＩＣ１６を介してレーザモジュール１７に順次供給する。

【0110】

制御部１１は、走査対象の行が奇数行でないと判別すると（ステップＳ４０５：ＮＯ）、主走査処理の実行中、レーザ光の出射を停止する（ステップＳ４０７）。制御部１１は、ステップＳ４０６又はステップＳ４０７の処理を完了すると、１フレーム分の二次元走査処理が完了したか否かを判別する（ステップＳ４０８）。例えば、制御部１１は、走査対象の行が最終行であるＮ行目であるか否かを判別する。

【0111】

制御部１１は、１フレーム分の二次元走査処理が完了していないと判別すると（ステップＳ４０８：ＮＯ）、ステップＳ４０４に処理を戻す。制御部１１は、１フレーム分の二次元走査処理が完了したと判別すると（ステップＳ４０８：ＹＥＳ）、ステップＳ４０１に処理を戻す。

【0112】

制御部１１は、取得したフレームが奇数フレームでないと判別すると（ステップＳ４０３：ＮＯ）、主走査処理の開始タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ４０９）。制御部１１は、主走査処理の開始タイミングでないと判別すると（ステップＳ４０９：ＮＯ）、ステップＳ４０９に処理を戻す。つまり、制御部１１は、主走査処理の開始タイミングが到来するまで待機する。

【0113】

制御部１１は、主走査処理の開始タイミングであると判別すると（ステップＳ４０９：ＹＥＳ）、走査対象の行が偶数行であるか否かを判別する（ステップＳ４１０）。制御部１１は、走査対象の行が偶数行であると判別すると（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）、主走査処理に合わせて、１行分の画素に対応するレーザ光を順次出射させる（ステップＳ４１１）。

【0114】

制御部１１は、走査対象の行が偶数行でないと判別すると（ステップＳ４１０：ＮＯ）、主走査処理の実行中、レーザ光の出射を停止する（ステップＳ４１２）。制御部１１は、ステップＳ４１１又はステップＳ４１２の処理を完了すると、１フレーム分の二次元走査処理が完了したか否かを判別する（ステップＳ４１３）。

【0115】

制御部１１は、１フレーム分の二次元走査処理が完了していないと判別すると（ステップＳ４１３：ＮＯ）、ステップＳ４０９に処理を戻す。制御部１１は、１フレーム分の二次元走査処理が完了したと判別すると（ステップＳ４１３：ＹＥＳ）、ステップＳ４０１に処理を戻す。このように、間欠出射制御処理では、制御部１１は、主走査処理に合わせて、行単位でレーザ光の出射の許否を制御する。

【0116】

なお、本実施の形態における減衰率調整処理は、実施の形態１における減衰率調整処理と同様である。また、本実施の形態における動作モード切替処理は、実施の形態１における動作モード切替処理からステップＳ３０３及びステップＳ３０６の処理を除外した処理である。

【0117】

本実施の形態においても、レーザ光が出射される第１期間とレーザ光が出射されない第２期間とが交互に繰り返される間欠出射制御が実行され、間欠出射制御が実行されない場合に、減衰率が第１減衰率に調整され、間欠出射制御が実行される場合に、減衰率が第１減衰率よりも低い第２減衰率に調整される。従って、本実施の形態によれば、網膜６２０に投影される画像の明るさを維持しつつ、消費電力を低減させることができる。

【0118】

また、本実施の形態では、間欠出射制御において、行単位でレーザ光の出射の許否が切り替えられる。従って、本実施の形態では、各二次元走査処理に合わせて少なくとも一部の画像が投影される。従って、本実施の形態によれば、視認性の低下を抑制しつつ、消費電力を低減させることができる。

【0119】

また、本実施の形態では、奇数フレームと偶数フレームとのうち一方のフレームでは、奇数行の画像が投影され、奇数フレームと偶数フレームとのうち他方のフレームでは、偶数行の画像が投影される。従って、本実施の形態によれば、視認性の低下を更に抑制しつつ、消費電力を低減させることができる。

【0120】

（実施の形態３）
実施の形態１では、動作モードとして通常モードと省電力モードとが用意される例について説明した。本実施の形態では、動作モードとして通常モードと複数の省電力モードとが用意される例について説明する。なお、実施の形態１，２と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。

【0121】

本実施の形態では、動作モードとして、通常モードと、通常モードよりも消費電力が小さい第１省電力モードと、第１省電力モードよりも消費電力が小さい第２省電力モードとが用意される。なお、第１省電力モードは、実施の形態１における省電力モードに対応する。通常モードは、第１動作モードの一例である。第１省電力モードと第２省電力モードとは、第２動作モードの一例である。

【0122】

出射制御部１１２は、動作モードが第１省電力モードである場合、出射期間割合を第１出射期間割合として間欠出射制御を実行する。出射制御部１１２は、動作モードが第２省電力モードである場合、出射期間割合を第１出射期間割合よりも小さい第２出射期間割合として間欠出射制御を実行する。つまり、第２省電力モードは、第１省電力モードに比べて、レーザ光が出射される期間の割合が小さい。

【0123】

また、減衰率調整部１１５は、動作モードが第１省電力モードである場合、第１出射期間割合に基づいて、減衰率を第２減衰率に調整する。また、減衰率調整部１１５は、動作モードが第２省電力モードである場合、第２出射期間割合に基づいて、減衰率を第２減衰率よりも低い第３減衰率に調整する。つまり、第２省電力モードは、第１省電力モードに比べて、可変減光フィルタ３４におけるレーザ光の減衰率が低い。

【0124】

従って、第２省電力モードは、第１省電力モードに比べて、網膜６２０にレーザ光が投射される時間は少ないが、網膜６２０に投射されるレーザ光の光量は多い。また、第１省電力モードは、通常モードに比べて、網膜６２０にレーザ光が投射される時間は少ないが、網膜６２０に投射されるレーザ光の光量は多い。従って、ユーザに提示される画像の明るさは、動作モードに拘わらず同程度である。

【0125】

なお、モード設定部１１４は、操作受付部１４がユーザから受け付けたモード切替操作、画像投影装置１００のバッテリー１８の残量等に基づいて、動作モードを設定することができる。例えば、モード設定部１１４は、バッテリー１８の残量が第１残量閾値を超えるときに動作モードを通常モードに設定する。また、モード設定部１１４は、バッテリー１８の残量が第１残量閾値以下且つ第１残量閾値よりも小さい第２残量閾値を超えるときに動作モードを第１省電力モードに設定する。また、モード設定部１１４は、バッテリー１８の残量が第２残量閾値以下であるときに動作モードを第２省電力モードに設定する。また、モード設定部１１４は、操作受付部１４に対してモード切替操作がなされる毎に、動作モードを順に切り替えてもよい。

【0126】

以下、図１２を参照して、第２省電力モードにおけるレーザ光の出射制御について説明する。なお、通常モードにおけるレーザ光の出射制御は、実施の形態１において図５を参照して説明した通りである。また、第１省電力モードにおけるレーザ光の出射制御は、実施の形態１において図６を参照して説明した通りである。図１２に、省電力モードにおける撮像画像及び投影画像を示す。

【0127】

図１２に示すように、第２省電力モードでは、撮像装置７００が撮像した撮像画像が、間欠的に、投影画像として網膜６２０に投影される。つまり、第２省電力モードでは、１回の二次元走査処理に合わせて、撮像画像に含まれる１つのフレーム分のレーザ光の照射が実行される処理と、次の２回の二次元走査処理の間、レーザ光が出射されない処理とが切り替えられながら実行される。

【0128】

本実施の形態では、動作モードが第２省電力モードである場合、撮像装置７００における撮像時のフレームレートが２０ｆｐｓであり、撮像装置７００は１／２０秒毎に１つのフレームを生成する。この場合、走査制御部１１３は、１／６０秒毎に二次元走査処理を実行する。一方、出射制御部１１２は、１／６０秒毎に、１つのフレーム分のレーザ光の出射を実行する処理と、レーザ光を出射させない処理と、レーザ光を出射させない処理とを切替ながら実行する。つまり、出射制御部１１２は、連続して実行される３回の二次元走査処理のうち１回の二次元走査処理に合わせて、１フレーム分のレーザー光を出射する処理を実行する。

【0129】

図１２において、Ｔ７は、１つのフレームが生成される周期であり、Ｔ８は、１回の二次元走査処理の実行に要する時間である。図１２において、極めて明るい色で描かれた投影画像は、撮像画像に対応する画像であり、減衰率が極めて低く設定された可変減光フィルタ３４を通過したレーザ光により網膜６２０に投影された画像を示す。図１２において、暗い色で描かれた投影画像は、レーザ光が出射されない期間において網膜６２０に投影された真っ暗な画像を示す。

【0130】

図１３を参照して、各動作モードの特徴について説明する。図１３に、通常モードと第１省電力モードと第２省電力モードとのそれぞれについて、撮像時のフレームレートと、出射期間割合と、減衰率と、消費電力とを示す。

【0131】

図１３に示すように、動作モードが通常モードである場合、撮像時のフレームレートが大きく、出射期間割合が大きく、減衰率が大きく、消費電力が大きい。また、動作モードが第１省電力モードである場合、撮像時のフレームレートが中程度であり、出射期間割合が中程度であり、減衰率が中程度であり、消費電力が中程度である。また、動作モードが第２省電力モードである場合、撮像時のフレームレートが小さく、出射期間割合が小さく、減衰率が小さく、消費電力が小さい。

【0132】

本実施の形態では、動作モードとして、通常モードと、通常モードよりも消費電力が小さい第１省電力モードと、第１省電力モードよりも消費電力が小さい第２省電力モードとが用意されている。第１省電力モードは、通常モードに比べて、レーザ光が出射される時間が短いが、レーザ光の減衰率が低い。また、第２省電力モードは、第１省電力モードに比べて、レーザ光が出射される時間が短いが、レーザ光の減衰率が低い。従って、本実施の形態によれば、網膜６２０に投影される画像の明るさを維持しつつ、消費電力を低減させることができる。また、本実施の形態によれば、視認性の向上、消費電力の抑制等を考慮して、３つの動作モードから適切な動作モードを選択することができる。

【0133】

（実施の形態４）
実施の形態３では、フレーム単位でレーザ光の出射の許否が制御される例について説明した。本実施の形態では、フレームに含まれる行単位でレーザ光の出射の許否が制御される例について説明する。なお、実施の形態１－３と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。

【0134】

本実施の形態では、動作モードとして、通常モードと、通常モードよりも消費電力が小さい第１省電力モードと、第１省電力モードよりも消費電力が小さい第２省電力モードとが用意される。なお、第１省電力モードは、実施の形態２における省電力モードに対応する。第２省電力モードは、第１省電力モードに比べて、出射期間割合が小さい。第２省電力モードは、第１省電力モードに比べて、可変減光フィルタ３４におけるレーザ光の減衰率が低い。

【0135】

従って、第２省電力モードは、第１省電力モードに比べて、網膜６２０にレーザ光が投射される時間は少ないが、網膜６２０に投射されるレーザ光の光量は多い。また、第１省電力モードは、通常モードに比べて、網膜６２０にレーザ光が投射される時間は少ないが、網膜６２０に投射されるレーザ光の光量は多い。従って、ユーザに提示される画像の明るさは、動作モードに拘わらず同程度である。

【0136】

以下、図１４を参照して、第２省電力モードにおけるレーザ光の出射制御について説明する。なお、通常モードにおけるレーザ光の出射制御は、実施の形態１において図５を参照して説明した通りである。また、第１省電力モードにおけるレーザ光の出射制御は、実施の形態２において図１０を参照して説明した通りである。図１４に、第２省電力モードにおける撮像画像及び投影画像を示す。

【0137】

図１４に示すように、第２省電力モードでは、撮像装置７００が撮像した撮像画像が、連続する３つの行のうち２つの行が間引きされて、投影画像として網膜６２０に投影される。ここで、動画像に含まれる複数のフレームのうち（３の倍数＋１）番目のフレームを、第１種別フレームとする。また、動画像に含まれる複数のフレームのうち（３の倍数＋２）番目のフレームを、第２種別フレームとする。動画像に含まれる複数のフレームのうち３の倍数番目のフレームを、第３種別フレームとする。また、各フレームにおける（３の倍数＋１）番目の行を、第１種別行とする。また、各フレームにおける（３の倍数＋２）番目の行を、第２種別行とする。また、各フレームにおける３の倍数番目の行を、第３種別行とする。

【0138】

この場合、第２省電力モードでは、第１種別フレームについては、１回の主走査処理に合わせて、１つの第１種別行分のレーザ光の照射が実行される処理と、次の２回の主走査処理の間、レーザ光が出射されない処理とが繰り返して実行される。また、第２省電力モードでは、第２種別フレームについては、１回の主走査処理に合わせて、１つの第２種別行分のレーザ光の照射が実行される処理と、次の２回の主走査処理の間、レーザ光が出射されない処理とが繰り返して実行される。また、第２省電力モードでは、第３種別フレームについては、１回の主走査処理に合わせて、１つの第３種別行分のレーザ光の照射が実行される処理と、次の２回の主走査処理の間、レーザ光が出射されない処理とが繰り返して実行される。

【0139】

本実施の形態では、撮像装置７００における撮像時のフレームレートが６０ｆｐｓであり、撮像装置７００は１／６０秒毎に１つのフレームを生成する。この場合、走査制御部１１３は、１／６０秒毎に二次元走査処理を実行する。一方、出射制御部１１２は、１／６０秒毎に、第１種別フレームの第１種別行のみに対してレーザ光を出射させる処理と、第２種別フレームの第２種別行のみに対してレーザ光を出射させる処理と、第３種別フレームの第３種別行のみに対してレーザ光を出射させる処理とを切り替えながら実行する。

【0140】

図１４において、Ｔ９は、１つのフレームが生成される周期であり、Ｔ１０は、１回の二次元走査処理の実行に要する時間である。図１４において、投影画像のうち極めて明るい色で描かれた画像部分は、撮像画像に対応する画像部分であり、減衰率が極めて低く設定された可変減光フィルタ３４を通過したレーザ光により網膜６２０に投影された画像部分を示す。図１４において、投影画像のうち暗い色で描かれた画像部分は、レーザ光が出射されない期間において網膜６２０に投影された真っ暗な画像部分を示す。

【0141】

本実施の形態では、動作モードとして、通常モードと、通常モードよりも消費電力が小さい第１省電力モードと、第１省電力モードよりも消費電力が小さい第２省電力モードとが用意されている。従って、本実施の形態によれば、網膜６２０に投影される画像の明るさを維持しつつ、消費電力を低減させることができる。また、本実施の形態によれば、視認性の向上、消費電力の抑制等を考慮して、３つの動作モードから適切な動作モードを選択することができる。

【0142】

（変形例）
以上、実施の形態を説明したが、種々の形態による変形及び応用が可能である。上記実施の形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。また、上記実施の形態において説明した構成、機能、動作は、自由に組み合わせることができる。

【0143】

実施の形態１，２では、動作モードとして通常モードと省電力モードとが用意される例について説明した。また、実施の形態３，４では、動作モードとして通常モードと第１省電力モードと第２省電力モードとが用意される例について説明した。動作モードをどのようにするのかは、適宜、調整することができる。例えば、動作モードとして、通常モードが用意されなくてもよい。また、動作モードとして、３つ以上の省電力モードが用意されていてもよい。なお、減衰率調整部１１５は、動作モードに応じた出射期間割合に基づいて、可変減光フィルタ３４におけるレーザ光の減衰率を調整することができる。具体的には、減衰率調整部１１５は、出射期間割合が小さい程、減衰率を小さくすることが好適である。

【0144】

実施の形態３，４では、第１省電力モードにおける出射期間割合が１／２であり、第２省電力モードにおける出射期間割合が１／３である例について説明した。各省電力モードにおける出射期間割合は、この例に限定されない。

【0145】

実施の形態１では、減衰率調整部１１５は、ハーフミラー３６とフォトダイオード３７とを用いて求めた検出時間割合から動作モードを推定し、動作モードに対応する減衰率を設定する例について説明した。減衰率調整部１１５は、モード設定部１１４から動作モードを示す情報を取得して、動作モードに対応する減衰率を設定してもよい。また、減衰率調整部１１５は、検出時間割合に基づいて、減衰率を設定してもよい。例えば、減衰率調整部１１５は、検出時間割合が大きい程、減衰率を大きくすることが好適である。

【0146】

実施の形態１では、ＭＥＭＳミラー３１の前段に可変減光フィルタ３４が配置され、可変減光フィルタ３４の前段にハーフミラー３６が配置される例について説明した。これらの構成要素の配置関係は、適宜、調整することができる。例えば、ＭＥＭＳミラー３１の後段に可変減光フィルタ３４が配置されてもよいし、可変減光フィルタ３４の後段にハーフミラー３６が配置されてもよい。

【0147】

実施の形態２では、間欠出射制御において、行単位でレーザ光の出射の許否が切り替えられる例について説明した。間欠出射制御において、列単位でレーザ光の出射の許否が切り替えられてもよい。例えば、奇数フレームでは奇数列の画像が投影され、偶数フレームでは偶数列の画像が投影されてもよい。また、間欠出射制御において、行及び列単位でレーザ光の出射の許否が切り替えられてもよい。例えば、奇数フレームでは奇数行且つ奇数列の画像と偶数行且つ偶数列の画像とが投影され、偶数フレームでは奇数行且つ偶数列の画像と偶数行且つ奇数列の画像とが投影されてもよい。

【0148】

上記実施の形態では、制御部１１において、ＣＰＵがＲＯＭ又は記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することによって、図３に示した各部として機能した。しかしながら、本開示において、制御部１１は、専用のハードウェアであってもよい。専用のハードウェアとは、例えば単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらの組み合わせ等である。制御部１１が専用のハードウェアである場合、各部の機能それぞれを個別のハードウェアで実現してもよいし、各部の機能をまとめて単一のハードウェアで実現してもよい。また、各部の機能のうち、一部を専用のハードウェアによって実現し、他の一部をソフトウェア又はファームウェアによって実現してもよい。このように、制御部１１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は、これらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

【0149】

本開示に係る画像投影装置１００の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータ又は情報端末装置等のコンピュータに適用することで、当該コンピュータを、本開示に係る画像投影装置１００として機能させることも可能である。また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk ROM）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、又は、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。

【0150】

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。

【符号の説明】

【0151】

１０ 制御ユニット、１１ 制御部、１２ 記憶部、１３ 表示部、１４ 操作受付部、１５ 入出力インターフェース、１６ レーザドライバＩＣ、１７ レーザモジュール、１８ バッテリー、２０ 投影ユニット、３０ 走査部、３１ ＭＥＭＳミラー、３２ ＭＥＭＳドライバＩＣ、３３ 反射ミラー、３４ 可変減光フィルタ、３５ フィルタ制御ＩＣ、３６ ハーフミラー、３７ フォトダイオード、４０ 導光部、４１，４２ 伝搬面、４３ 反射面、５０ 補強部、６０ 複合ケーブル、１００ 画像投影装置、１１１ 画像処理部、１１２ 出射制御部、１１３ 走査制御部、１１４ モード設定部、１１５ 減衰率調整部、５００ メガネフレーム、６００ 眼球、６１０ 水晶体、６２０ 網膜、７００ 撮像装置、８００ 走査領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】