特開 2024-75994 投影装置

(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】P2024075994

(43)【公開日】2024-06-05

(54)【発明の名称】投影装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20240529BHJP

   G02B 27/18 20060101ALI20240529BHJP

   G02B 13/00 20060101ALI20240529BHJP

【ＦＩ】

G02B26/10 D

G02B26/10 104Z

G02B27/18 Z

G02B13/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022187315

(22)【出願日】2022-11-24

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(72)【発明者】

【氏名】畑崎 壮哉

(72)【発明者】

【氏名】仲村 直人

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 裕之

(72)【発明者】

【氏名】小崎 由紀夫

【テーマコード（参考）】

2H045

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H045AB01

2H045BA13

2H045BA15

2H087KA06

2H087KA19

2H087LA22

2H087LA25

2H087RA45

(57)【要約】

【課題】広画角化を実現できる投影装置を提供すること。
【解決手段】投影装置は、光源と、光源からの光を走査する光走査部と、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズを含み且つ光走査部による走査光の走査角度を拡大する拡大光学系と、を含む光走査光学系を複数有し、複数の光走査光学系のそれぞれが有する光走査部を実装する基板を備える。複数の拡大光学系は、基板の実装面の垂線に対して回転対称に配置され、それぞれの走査光が互いに異なる領域に投影されるように、それぞれの光軸が回転対称軸である垂線に対して互いに異なる角度をなす向きで配置される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、前記光源からの光を走査する光走査部と、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズを含み且つ前記光走査部による走査光の走査角度を拡大する拡大光学系と、を含む光走査光学系を複数有し、
複数の前記光走査光学系のそれぞれが有する前記光走査部を実装する基板を備え、
複数の前記拡大光学系は、
前記基板の実装面の垂線に対して回転対称に配置され、
それぞれの前記走査光が互いに異なる領域に投影されるように、それぞれの光軸が回転対称軸である前記垂線に対して互いに異なる角度をなす向きで配置される、
投影装置。

【請求項2】

前記拡大光学系の後段において、前記複数の拡大光学系の前記光軸が前記垂線上で交差する、
請求項１に記載の投影装置。

【請求項3】

前記拡大光学系の前段において、複数の前記光源からの光の光路が交差する、
請求項１に記載の投影装置。

【請求項4】

前記光源から前記光走査部へ入射される光束は、平行光又は収束光である、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の投影装置。

【請求項5】

前記光源と前記光走査部との間の光路上に中間像を形成する中間像形成部を備える、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の投影装置。

【請求項6】

前記光源と前記光走査部との間の光路上に、前記光源からの光の光路を前記光走査部に向けて折り曲げるミラーが配置され、
前記ミラーは、前記垂線が延びる方向において、前記拡大光学系のなかで前記光走査部側に位置するレンズよりも前記光走査部から離れて位置する、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の投影装置。

【請求項7】

前記光源と前記光走査部との間の光路上に、前記光源からの光の光路を前記光走査部に向けて折り曲げるミラーが配置され、
前記垂線を挟んで配置される一対の前記光走査光学系において、前記ミラーの高さ位置が互いにずれるように配置される、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の投影装置。

【請求項8】

前記拡大光学系を通過した前記走査光の全走査角度は、前記光軸と前記垂線とがなす角度の２倍以上である、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の投影装置。

【請求項9】

前記複数の光走査光学系は、前記垂線周りに等間隔で配置される、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の投影装置。

【請求項10】

前記複数の拡大光学系を含む前記複数の光走査光学系の全体が前記垂線に対して回転対称に配置される、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

作業現場において作業者の安全性を向上させるための注意喚起や熟練者の技術を継承するための作業指示を表示するデバイスが求められている。例えば、作業者の視野の範囲のなかで注意散漫になっている領域に対して注意喚起用の画像をデバイスで投影することにより、作業者の視線を注意散漫になっている領域へ誘導することが考えられる。

【0003】

投影画像を作業者に視認させるデバイスの形態として、例えば、作業者に装着して使用するウェアラブルデバイスが挙げられる。例えば特許文献１に、ウェアラブルデバイスに内蔵される投影装置であって、画像信号に応じて変調されたレーザ光を２次元方向へ走査するレーザ走査型の投影装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－２０２２２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この種の投影装置において注意散漫になっている領域に画像を投影するためには、広画角化が要求される。

【0006】

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、広画角化を実現できる投影装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態に係る投影装置は、光源と、光源からの光を走査する光走査部と、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズを含み且つ光走査部による走査光の走査角度を拡大する拡大光学系と、を含む光走査光学系を複数有し、複数の光走査光学系のそれぞれが有する光走査部を実装する基板を備える。複数の拡大光学系は、基板の実装面の垂線に対して回転対称に配置され、それぞれの走査光が互いに異なる領域に投影されるように、それぞれの光軸が回転対称軸である垂線に対して互いに異なる角度をなす向きで配置される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一実施形態によれば、広画角化を実現できる投影装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るウェアラブルデバイスの概略図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る投影装置の斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る投影装置に備えられる光走査光学系を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る投影装置に備えられる光走査光学系の配置例を示す図である。

【図5】肉眼観察における人間の視野角について説明する図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る投影装置による画像の投影範囲を模式的に示す図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る投影装置の構成を示すブロック図である。

【図8】本発明の変形例１に係る投影装置に備えられる光走査光学系を示す図である。

【図9】本発明の変形例１に係る投影装置に備えられる光走査光学系の配置例を示す図である。

【図10】本発明の変形例２に係る投影装置の斜視図である。

【図11】本発明の変形例２に係る投影装置に備えられる光走査光学系の配置例を示す図である。

【図12】本発明の変形例２に係る投影装置による画像の投影範囲を模式的に示す図である。

【図13】本発明の変形例３に係る投影装置の斜視図である。

【図14A】本発明の変形例４に係る投影装置の斜視図である。

【図14B】本発明の変形例４に係る投影装置による画像の投影範囲を模式的に示す図である。

【図15A】本発明の変形例５に係る投影装置の斜視図である。

【図15B】本発明の変形例５に係る投影装置による画像の投影範囲を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一実施形態に係る投影装置について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、共通の又は対応する要素については、同一又は類似の符号を付して、重複する説明を適宜簡略又は省略する。

【0011】

図１は、本発明の一実施形態に係るウェアラブルデバイス１の概略図である。ウェアラブルデバイス１は、作業者の身体に装着されて使用される。例示的には、ウェアラブルデバイス１は、肩ひもに固定される形態で作業者の胸部に取り付けられたり、ネックストラップを用いて作業者の首から胸部辺りにぶら下げられたりする。

【0012】

図１に示されるように、ウェアラブルデバイス１には、投影装置１０が内蔵される。投影装置１０は、例えば、作業者の視野の範囲のなかで注意散漫になっている領域に位置する対象物（例えば作業現場の構造物や作業現場に置かれた資材等）に対して画像（例えば注意喚起用の単純な図形）を投影する。

【0013】

図２は、投影装置１０の斜視図である。図２に示されるように、投影装置１０は、複数（本例では４つ）の光走査光学系１００及び１つの基板２００を備える。

【0014】

個々の光走査光学系１００を区別して説明する場合、４つの光走査光学系１００のそれぞれに、符号１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄを付す。また、個々の光走査光学系１００の光軸ＡＸを区別して説明する場合、光走査光学系１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄの光軸ＡＸのそれぞれに、符号ＡＸ_Ａ、ＡＸ_Ｂ、ＡＸ_Ｃ、ＡＸ_Ｄを付す。

【0015】

回転対称軸ＡＸ_０を示す線は、基板２００の実装面の垂線の一例である。図２に示されるように、光走査光学系１００Ａ～１００Ｄは、光軸ＡＸ_Ａ～ＡＸ_Ｄが回転対称軸ＡＸ_０上で交差し、且つ回転対称軸ＡＸ_０に対して回転対称に配置される。光走査光学系１００Ａ～１００Ｄの、回転対称軸ＡＸ_０周りの配置間隔は、例えば等間隔である。すなわち、光走査光学系１００Ａ～１００Ｄは、それぞれ、回転対称軸ＡＸ_０周りに９０度ずつ回転した位置に配置される。便宜上、光軸ＡＸ_Ａ～ＡＸ_Ｄの交点を符号ＩＰで示す。

【0016】

なお、光走査光学系１００の光軸ＡＸは、光走査光学系１００をなす各光学素子の中心を通る軸である。

【0017】

以下の説明において、回転対称軸ＡＸ_０が延びる方向（垂線の方向の一例）をｚ軸方向とし、ｚ軸方向と直交し且つ互いに直交する２つの方向をそれぞれ、ｘ軸方向、ｙ軸方向とする。互いに直交するｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向は、左手系をなす。

【0018】

ｘ軸及びｚ軸を含むｘｚ平面に、回転対称軸ＡＸ_０、光軸ＡＸ_Ａ及びＡＸ_Ｂが含まれる。ｙ軸及びｚ軸を含むｙｚ平面に、回転対称軸ＡＸ_０、光軸ＡＸ_Ｃ及びＡＸ_Ｄが含まれる。

【0019】

光走査光学系１００Ａ～１００Ｄは、走査光が、対象物の、互いに異なる領域に投影されるように、それぞれの光軸ＡＸ_Ａ～ＡＸ_Ｄが回転対称軸ＡＸ_０に対して互いに異なる角度をなす向きで配置される。異なる領域に投影された部分画像を合わせることにより、１つの画像が形成される。すなわち、１つの画像が単一の光走査光学系１００では投影できない広い領域に投影されるため、広画角化が達成される。

【0020】

附言するに、走査光が、対象物の、互いに異なる領域に投影されるように、光走査光学系１００Ａ～１００Ｄが交点ＩＰから同じ間隔に配置され且つ各走査光が交点ＩＰに向かう光線となるように、光走査光学系１００Ａ～１００Ｄの各部が配置される。

【0021】

上記の１つの画像は、例えば、作業者の視野の範囲のなかで注意散漫になっている領域に対して投影される、少なくとも１つの注意喚起用の図形を含む。

【0022】

図３は、光走査光学系１００の一例である。図３に示されるように、光走査光学系１００は、光源１１０、ミラー１２０、光走査部１３０及び拡大光学系１４０を含む。

【0023】

光源１１０は、半導体レーザ１１２及びコリメートレンズ１１４を含む。半導体レーザ１１２より射出された光は、コリメートレンズ１１４によって平行光に変換される。

【0024】

半導体レーザ１１２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の別の形態の発光素子に置き換えられてもよい。

【0025】

コリメートレンズ１１４は、半導体レーザ１１２より入射される光を、平行光でなく、緩やかな収束光に変換してもよい。コリメートレンズ１１４より射出される光束を平行光だけでなく緩やかな収束光でも成立するように光走査光学系１００を設計することにより、コリメートレンズ１１４の位置調整がより一層容易となる。

【0026】

ミラー１２０は、光源１１０と光走査部１３０との間の光路上に配置される。ミラー１２０は、コリメートレンズ１１４より入射される平行光を光走査部１３０に向けて反射する。言い換えると、ミラー１２０は、光源１１０からの光の光路を光走査部１３０に向けて折り曲げる。

【0027】

光走査部１３０は、光源１１０からの光を走査するデバイスであり、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）である。光走査部１３０は、基板２００に実装される。光走査部１３０は、±ｎ度の範囲で高速に振動することにより、ミラー１２０からの平行光（又は緩やかな収束光）を振れ角に応じた方向へ反射する。光走査部１３０の振れ角は、例えば±３．５度である。

【0028】

拡大光学系１４０は、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズを含む光学系であり、例示的には、正レンズＬ１と負レンズＬ２よりなる。

【0029】

拡大光学系１４０は、光走査部１３０による走査光の走査角度を拡大する。拡大光学系１４０は、例えば光走査部１３０による走査光（振れ角±３．５度）を±２２．５度（すなわち全角４５度）の範囲で走査する。このように、拡大光学系１４０が走査角度を拡大するため、光走査部１３０単独では走査できない広い範囲に画像を投影することができる。

【0030】

図３中、符号Ｒ_０は、光走査部１３０の振れ角が０度のときの光線を示す。符号Ｒ_Ｐは、光走査部１３０の振れ角が＋２２．５度のときの光線を示す。符号Ｒ_Ｍは、光走査部１３０の振れ角が－２２．５度のときの光線を示す。

【0031】

ミラー１２０は、回転対称軸ＡＸ_０が延びるｚ軸方向（垂線が延びる方向の一例）において、正レンズＬ１よりも光走査部１３０から離れた位置に配置される。正レンズＬ１は、拡大光学系１４０のなかで光走査部１３０側に位置するレンズの一例である。より具体的には、正レンズＬ１は、拡大光学系１４０のなかで光走査部１３０に最も近くに位置するレンズの一例である。上記のようにミラー１２０を配置することで、光走査光学系１００の各部を、限られたスペースに集約して配置することができる。そのため、投影装置１０を小型化させて、ウェアラブルデバイス１のウェアラブル性を向上させることができる。

【0032】

また、光源１１０と光走査部１３０との間の光路上にミラー１２０を配置することで、光源１１０の配置の自由度が向上する。例えば、投影装置１０全体の形状に合わせて光源１１０を配置することができる。そのため、投影装置１０の小型化に有利となる。

【0033】

図４は、光走査光学系１００の配置例を示す図である。図４では、回転対称軸ＡＸ_０を挟んで対向して配置される一対の光走査光学系１００（ここでは光走査光学系１００Ａと光走査光学系１００Ｂ）が示される。図４に示されるように、光走査光学系１００Ａ、１００Ｂは、それぞれの光軸ＡＸ_Ａ、ＡＸ_Ｂがｘｚ平面上で回転対称軸ＡＸ_０に対して互いに異なる角度をなす向きで配置される。

【0034】

図５は、肉眼観察における人間の視野角について説明する図である。

【0035】

肉眼観察における人間（観察者）の視野角は、両眼観察の状態で、左右１００度（あわせて２００度）、上方５０度、下方７５度（あわせて１２５度）程度あるといわれている。この視野のなかで、頭部運動及び眼球運動によって無理なく視覚情報として捉えられる視野（安定注視野）は、左右あわせて８０度程度、上下あわせて７０度程度であるとされている。また、このような人間の視野に関し、広視野角における臨場感の効果が飽和する領域は、安定注視野とほぼ同等の左右５０度（あわせて１００度）、上方３５度及び下方５０度（あわせて８５度）程度（誘導視野）であるとされている。

【0036】

このように、人間の視野は大きく広がっているものの、そのなかで最も高い分解能で観察できる視野は、たかだか視野中心の直径５度程度の領域（弁別視野）である。眼球運動だけで瞬時に情報が受容できる視野（有効視野）は、左右あわせて３０度、上下あわせて２０度程度であるとされている。

【0037】

例えば作業現場において、人間が危険性を判断できるのは有効視野の範囲内であり、有効視野外の領域に注意すべき対象があったとしても気付けないことが多い。このような事情に鑑み、本実施形態に係る投影装置１０は、安定注視野以上の領域に注意喚起等の画像を投影できる構成となっている。

【0038】

図６は、投影装置１０による画像の投影範囲を模式的に示す図である。図６中、破線で示される円は、各光走査光学系１００による部分画像の投影範囲を示す。円Ａは、光走査光学系１００Ａによる部分画像の投影範囲を示す。円Ｂは、光走査光学系１００Ｂによる部分画像の投影範囲を示す。円Ｃは、光走査光学系１００Ｃによる部分画像の投影範囲を示す。円Ｄは、光走査光学系１００Ｄによる画像の投影範囲を示す。

【0039】

図６に示されるように、投影装置１０は、４つの光走査光学系１００Ａ～１００Ｄを用いて、１つの画像をなす４つの部分画像を互いに異なる領域に投影することにより、広画角化を達成する。附言するに、各部分画像の投影領域は、投影中心が異なる。また、各部分画像の投影領域は、一部が重なり合ってもよい。

【0040】

図６から、各光走査光学系１００による部分画像の投影範囲間に隙間を空けず且つ各投影範囲の重なり部分を小さく抑えることによって広画角化が達成されることが判る。ここで、光走査光学系１００は、全角４５度の範囲に画像を投影する。この場合、対向する光学系の向きを４５度変えることにより、各光走査光学系１００による部分画像の投影範囲間に隙間を空けず且つ各投影範囲の重なり部分が小さく抑えられる。

【0041】

このように、各光走査光学系１００による部分画像の投影範囲間に隙間を生じさせないため、拡大光学系１４０を通過した走査光の全走査角度（例えば４５度）は、光軸ＡＸと回転対称軸ＡＸ_０とがなす角度（例えば２２．５度）の２倍又は２倍を超える角度に設定される。

【0042】

図４に示されるように、光走査光学系１００Ａは、ｘｚ平面において、回転対称軸ＡＸ_０に対して－２２．５度をなす向きで配置される。光走査光学系１００Ｂは、ｘｚ平面において、回転対称軸ＡＸ_０に対して＋２２．５度をなす向きで配置される。これと同様に、光走査光学系１００Ｃは、ｙｚ平面において、回転対称軸ＡＸ_０に対して＋２２．５度をなす向きで配置される。光走査光学系１００Ｄは、ｙｚ平面において、回転対称軸ＡＸ_０に対して－２２．５度をなす向きで配置される。

【0043】

この結果、本実施形態に係る投影装置１０は、作業者の有効視野以上の領域に画像を投影することができる。例示的には、投影装置１０は、最大で全角９０度、最低でも全角７０度の範囲、すなわち、安定注視野以上の領域に画像を投影することができる。

【0044】

補足すると、本実施形態では、光走査光学系１００Ａ～１００Ｄを回転対称軸ＡＸ_０周りに回転対称に配置し且つ拡大光学系１４０の後段において各拡大光学系１４０の光軸ＡＸが回転対称軸ＡＸ_０上で交差する構成とした結果、各光走査光学系１００による部分画像の投影範囲が交点ＩＰ’（投影される対象物と回転対称軸ＡＸ_０との交点）を含む、交点ＩＰ’周りの位置に形成される。４つの円状の投影範囲が交点ＩＰ’を含む位置で重なるため、各投影範囲が隙間なく（又はほぼ隙間なく）配置されることとなる。

【0045】

図７は、投影装置１０の構成を示すブロック図である。図７に示されるように、基板２００には、各光走査光学系１００の光走査部１３０に加えて、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）２１０が実装される。半導体レーザ１１２、光走査部１３０及びＭＰＵ２１０は、バッテリ３０より供給される電力によって動作する。

【0046】

ＭＰＵ２１０は、例えば有線又は無線で端末装置２０と接続される。端末装置２０は、例えばＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末、スマートフォン等である。

【0047】

ＭＰＵ２１０は、投影画像データを端末装置２０より受信する。ＭＰＵ２１０は、受信した投影画像データを半導体レーザ１１２用の駆動制御信号と光走査部１３０用の駆動制御信号に変換し、これらの駆動制御信号を、各光走査光学系１００の半導体レーザ１１２、光走査部１３０のそれぞれに出力する。各光走査光学系１００（半導体レーザ１１２及び光走査部１３０）は、入力される駆動制御信号に従い、投影する部分画像に応じて独立に動作する。各光走査光学系１００による部分画像が合わさることで、広画角な１つの画像が対象物に投影される。

【0048】

光走査部１３０によるスキャン方式は、ベクタスキャンであってもよく、また、ラスタスキャンであってもよい。ベクタスキャンの場合、例えば単純な図形を高輝度で投影することができる。ラスタスキャンの場合、低輝度の画像を広い範囲に投影することができる。作業現場等で注意喚起を行う場合、例えば輝度を優先してベクタスキャンを採用してもよい。

【0049】

本実施形態では、複数の光走査光学系１００を回転対称軸ＡＸ_０周りに回転対称に配置したことにより、各光走査光学系１００の光走査部１３０が回転対称軸ＡＸ_０付近に集約して配置される。そのため、各光走査光学系１００の光走査部１３０を単一の制御基板である基板２００に実装することができ、投影装置１０の小型化が達成される。

【0050】

図８は、本発明の変形例１に係る光走査光学系１００を示す図である。図９は、本発明の変形例１に係る光走査光学系１００の配置例を示す図である。変形例１に係る光走査光学系１００は、光路上に中間像Ｉを形成する点以外、上記の実施形態に係る光走査光学系１００と同様の構成となっている。

【0051】

変形例１では、コリメートレンズ１１４は、半導体レーザ１１２より入射される光を収束させて、ミラー１２０と光走査部１３０との間の光路上に中間像Ｉを形成する。このように、コリメートレンズ１１４は、光源１１０と光走査部１３０との間の光路上に中間像Ｉを形成する中間像形成部の一例である。

【0052】

ここで、拡大光学系１４０のパワーはゼロに近いほど好ましい。そのため、中間像Ｉと拡大光学系１４０との光路上の距離が離れるほど好ましい。そこで、変形例１では、中間像Ｉは、光走査部１３０よりも光源１１０側の光路上に形成される。

【0053】

光源１１０と光走査部１３０との間の光路上に中間像Ｉを形成する構成を採用することにより、コリメートレンズ１１４の位置調整がより一層容易となる。

【0054】

図１０は、本発明の変形例２に係る投影装置１０の斜視図である。図１１は、本発明の変形例２に係る光走査光学系１００の配置例を示す図である。変形例２に係る光走査光学系１００は、上記の実施形態（図２～図７参照）に係る光走査光学系１００と光路が異なる点以外、上記の実施形態に係る光走査光学系１００と同様の構成となっている。

【0055】

図１０及び図１１に示されるように、変形例２では、光走査光学系１００Ａ～１００Ｄを回転対称軸ＡＸ_０周りに回転対称に配置し且つ拡大光学系１４０の前段において各光源１１０からの光の光路が交差する構成となっている。

【0056】

また、図１１に示されるように、光走査光学系１００Ａの拡大光学系１４０は、ｘｚ平面において、回転対称軸ＡＸ_０に対して＋２２．５度をなす向きで配置される。光走査光学系１００Ｂの拡大光学系１４０は、ｘｚ平面において、回転対称軸ＡＸ_０に対して－２２．５度をなす向きで配置される。これと同様に、光走査光学系１００Ｃの拡大光学系１４０は、ｙｚ平面において、回転対称軸ＡＸ_０に対して－２２．５度をなす向きで配置される。光走査光学系１００Ｄの拡大光学系１４０は、ｙｚ平面において、回転対称軸ＡＸ_０に対して＋２２．５度をなす向きで配置される。

【0057】

図１２は、変形例２に係る投影装置１０による画像の投影範囲を模式的に示す図である。

【0058】

図１２に示されるように、変形例２においても、投影装置１０は、４つの光走査光学系１００Ａ～１００Ｄを用いて、１つの画像をなす４つの部分画像を互いに異なる領域に投影することにより、広画角化を達成する。

【0059】

変形例２では、光走査光学系１００Ａ～１００Ｄを回転対称軸ＡＸ_０周りに回転対称に配置し且つ拡大光学系１４０の前段において各光源１１０からの光の光路が交差する構成とした結果、上記の実施形態（図２～図７参照）と比べて、より広い範囲に画像を投影可能となっている（図１２参照）。

【0060】

附言するに、各光走査光学系１００による部分画像の投影範囲間に隙間が生じにくくなるように、拡大光学系１４０を通過した走査光の全走査角度（例えば４５度）は、光軸ＡＸと回転対称軸ＡＸ_０とがなす角度（例えば２２．５度）の２倍又は２倍を超える角度に設定される。

【0061】

変形例２では、回転対称軸ＡＸ_０を挟んで対向して配置される一対の光走査光学系１００においてミラー１２０の高さ位置を揃えると、ミラー１２０でケラレが発生して、適正な光が光走査部１３０へ入射しない。このようなケラレの発生を避けるため、変形例２では、図１１に示されるように、対向して配置される一対の光走査光学系１００において、光源１１０及びミラー１２０の高さ位置が互いにずれるように配置される。

【0062】

光源１１０及びミラー１２０の高さ位置をずらして配置することにより、上記の実施形態（図２～図７参照）と比べて、光走査光学系１００の各部を省スペースに配置することができる。そのため、投影装置１０のより一層の小型化が達成される。

【0063】

図１３は、本発明の変形例３に係る投影装置１０の斜視図である。変形例３に係る光走査光学系１００は、光路上に中間像Ｉを形成する点以外、変形例３に係る光走査光学系１００と同様の構成となっている。

【0064】

光源１１０と光走査部１３０との間の光路上に中間像Ｉを形成する構成を採用することにより、変形例２と比べて、コリメートレンズ１１４の位置調整がより一層容易となる。

【0065】

光走査光学系１００の数は４つに限らない。図１４Ａは、本発明の変形例４に係る投影装置１０の斜視図である。図１４Ｂは、変形例４に係る投影装置１０による画像の投影範囲を模式的に示す図である。

【0066】

図１４Ａに示されるように、変形例４に係る投影装置１０は、回転対称軸ＡＸ_０を挟んで対向して配置された一対の光走査光学系１００Ａと光走査光学系１００Ｂを有する。変形例４では、図１４Ｂに示されるように、投影装置１０は、一対の光走査光学系１００Ａ～１００Ｂを用いて、１つの画像をなす２つの部分画像を互いに異なる領域に投影することにより、広画角化を達成する。

【0067】

なお、投影装置１０として全角７０度の投影範囲を達成するため、個々の光走査光学系１００に対して全角４０度×９０度程度の範囲に画像を投影可能な性能が要求される。そのため、変形例４では、光走査光学系１００を４つ備える構成と比べて、拡大光学系１４０による拡大倍率が大きく設定される。

【0068】

図１５Ａは、本発明の変形例５に係る投影装置１０の斜視図である。図１５Ｂは、変形例５に係る投影装置１０による画像の投影範囲を模式的に示す図である。

【0069】

図１５Ａに示されるように、変形例５に係る投影装置１０は、回転対称軸ＡＸ_０周りに１２０度間隔で回転対称に配置された３つの光走査光学系１００Ａ～１００Ｃを有する。変形例５では、図１５Ｂに示されるように、投影装置１０は、３つの光走査光学系１００Ａ～１００Ｃを用いて、１つの画像をなす３つの部分画像を互いに異なる領域に投影することにより、広画角化を達成する。

【0070】

なお、投影装置１０として全角７０度の投影範囲を達成するため、個々の光走査光学系１００に対して全角６０度×６０度程度の範囲に画像を投影可能な性能が要求される。そのため、変形例５においても、光走査光学系１００を４つ備える構成と比べて、拡大光学系１４０による拡大倍率が大きく設定される。

【0071】

光走査光学系１００の数は２つ～４つに限らない。光走査光学系１００の数は５つ以上あってもよい。

【0072】

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。

【0073】

例えば、図２において、光走査光学系１００Ａ～１００Ｄは、光軸ＡＸ_Ａ～ＡＸ_Ｄが回転対称軸ＡＸ_０上で交差するが、本発明の構成はこれに限らない。一例として、光軸ＡＸ_Ａ～ＡＸ_Ｄは、回転対称軸ＡＸ_０付近の位置（回転対称軸ＡＸ_０からずれた位置）で交差してもよい。回転対称軸ＡＸ_０と交点ＩＰとのずれ量は、投影に影響が出ない程度のずれ量であれば許容することができる。

【0074】

以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
光源と、前記光源からの光を走査する光走査部と、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズを含み且つ前記光走査部による走査光の走査角度を拡大する拡大光学系と、を含む光走査光学系を複数有し、
複数の前記光走査光学系のそれぞれが有する前記光走査部を実装する基板を備え、
複数の前記拡大光学系は、
前記基板の実装面の垂線に対して回転対称に配置され、
それぞれの前記走査光が互いに異なる領域に投影されるように、それぞれの光軸が回転対称軸である前記垂線に対して互いに異なる角度をなす向きで配置される、
投影装置。
［付記２］
前記拡大光学系の後段において、前記複数の拡大光学系の前記光軸が前記垂線上で交差する、
付記１に記載の投影装置。
［付記３］
前記拡大光学系の前段において、複数の前記光源からの光の光路が交差する、
付記１に記載の投影装置。
［付記４］
前記光源から前記光走査部へ入射される光束は、平行光又は収束光である、
付記１から付記３の何れか１つに記載の投影装置。
［付記５］
前記光源と前記光走査部との間の光路上に中間像を形成する中間像形成部を備える、
付記１から付記４の何れか１つに記載の投影装置。
［付記６］
前記光源と前記光走査部との間の光路上に、前記光源からの光の光路を前記光走査部に向けて折り曲げるミラーが配置され、
前記ミラーは、前記垂線が延びる方向において、前記拡大光学系のなかで前記光走査部側に位置するレンズよりも前記光走査部から離れて位置する、
付記１から付記５の何れか１つに記載の投影装置。
［付記７］
前記光源と前記光走査部との間の光路上に、前記光源からの光の光路を前記光走査部に向けて折り曲げるミラーが配置され、
前記垂線を挟んで配置される一対の前記光走査光学系において、前記ミラーの高さ位置が互いにずれるように配置される、
付記１から付記５の何れか１つに記載の投影装置。
［付記８］
前記拡大光学系を通過した前記走査光の全走査角度は、前記光軸と前記垂線とがなす角度の２倍以上である、
付記１から付記７の何れか１つに記載の投影装置。
［付記９］
前記複数の光走査光学系は、前記垂線周りに等間隔で配置される、
付記１から付記８の何れか１つに記載の投影装置。
［付記１０］
前記複数の拡大光学系を含む前記複数の光走査光学系の全体が前記垂線に対して回転対称に配置される、
付記１から付記９の何れか１つに記載の投影装置。

【符号の説明】

【0075】

１ ：ウェアラブルデバイス
１０ ：投影装置
２０ ：端末装置
３０ ：バッテリ
１００ ：光走査光学系
１１０ ：光源
１１２ ：半導体レーザ
１１４ ：コリメートレンズ
１２０ ：ミラー
１３０ ：光走査部
１４０ ：拡大光学系
２００ ：基板
２１０ ：ＭＰＵ

【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14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】