投影装置制造方法及图纸

对于投影能够实现立体视觉的图像的投影装置，与不具有本构成的情况相比，将装置更加小型化，并且将投影图像更加高精细化。投影装置为扫描至少以红色、绿色以及蓝色为一组的激光来投影能够实现立体视觉的图像的投影装置，具有：光源部，其出射激光；扫描部，其利用激光二维形状地扫描投影区域；以及微透镜阵列，其由通过扫描部扫描的激光入射的多个微透镜构成，使激光的出射角度与向微透镜的入射位置相对应地发生变化，来创造出位置和方向被控制了的光线的场相应于投影的图像而从微透镜的表面上的各点出射的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及扫描激光来投影能够实现立体视觉的图像的投影装置。
技术介绍
已知有使用多个微镜显示图像的装置。例如，在专利文献1所记载的图像显示装置中，来自光源的光被多个微镜反射，获得的部分光选择地透过焦距不同的多个透镜，由此显示表现出纵深的图像。另外，已知有不仅能够取得光的强度分布还能够取得光的入射方向的信息的摄像装置(光场相机)(例如，参照专利文献2、3)。光场相机在摄像透镜和摄像元件之间具有微透镜阵列，通过使一个微透镜对应于摄像元件的多个像素，来取得光的入射方向的信息。另外，已知有与光场相机相反，基于光的强度分布和入射方向的信息，通过再现从某物体入射的光线来显示能够实现立体视觉的图像的光场显示器。例如，在非专利文献1中，记载了使用基于OLED(有机发光二极管)的扩散光源和微透镜阵列的头戴式NTE(near-to-eye)光场显示器。在非专利文献2中，记载了通过排列多个光纤扫描仪而不是微透镜，从各个光纤扫描仪出射各个角度的激光来投影图像的三维显示器。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-085621号公报专利文献2：日本特开2012-205111号公报专利文献3：日本特开2013-145982号公报非专利文献非专利文献1：Douglas Lanman and David Luebke,“Near-Eye Light Field Displays,”in SIGGRAPH ASIA 2013,(Hong Kong,China,Nov.2013).非专利文献2：Brian T.Schowengerdt,Richard S.Johnston,C.David Melville,Eric J.Seibel,“3D Displays using Scanning Laser Projection,”SID Int.Symp.Digest Tech.Papers,Vol.43,641-643(2012).
技术实现思路
例如，为了在便携设备中实现高精细的三维显示，考虑二维形状地排列多个微型投影仪来形成光场。然而，这样的话，难以将装置小型化，制造成本也变高。因此，为了将小型且高精细的投影装置搭载于便携设备，需要同时实现微型投影仪本身的进一步的小型化和高精细化。非专利文献1的光场显示器是比较小型的头戴式装置，但是为了扩大视野(field of view)，需要高分辨率且显示面积大的高性能的微显示器。另外，在非专利文献1的光场显示器中，由于从作为扩散型点光源的OLED的各像素向多方向出射光，因此该光也入射到微透镜阵列中的相邻的像素的微透镜，从而产生交调失真，在显示图像中引起重影。在此，本专利技术的目的在于，对于投影能够实现立体视觉的图像的投影装置，与不具有本构成的情况相比，将装置更加小型化，并且将投影图像更加高精细化。投影装置为扫描至少以红色、绿色以及蓝色为一组的激光来投影能够实现立体视觉的图像的投影装置，投影装置的特征在于，具有：光源部，其出射激光；扫描部，其通过激光二维形状地扫描投影区域；以及微透镜阵列，其由通过扫描部扫描的激光入射的多个微透镜构成，使激光的出射角度与向该微透镜入射的入射位置相对应地发生变化，来创造出位置和方向被控制了的光线的场相应于投影的图像而从该微透镜的表面上的各点出射的状态。较佳地，上述投影装置还具有投射透镜，其使从光源部出射的激光作为准直光入射到扫描部。较佳地，上述投影装置还具有第2投射透镜，其入射通过扫描部扫描的激光，使激光转换为通过与入射角度相对应的位置的会聚光并入射到微透镜阵列。较佳地，上述投影装置还具有控制部，其控制在第2投射透镜和微透镜阵列之间激光会聚的假想的显示面上的激光的像的位置，以使投影的图像的纵深位置被感知。较佳地，在上述投影装置中，第2投射透镜和微透镜阵列以第2投射透镜后侧焦面与微透镜阵列的前侧焦面大致重叠的间隔配置。较佳地，在上述投影装置中，扫描部为使激光反射且在投影区域上扫描的MEMS(Micro Electro Mechanical System)反射镜，MEMS反射镜与第2投射透镜相距靠近第2投射透镜的前侧焦点位置的距离而被配置。较佳地，在上述投影装置中，光源部从多个光纤的出射端部出射多组激光，扫描部以不同组的同色激光的扫描像相互之间不重叠的方式，利用多组激光二维形状地扫描投影区域。较佳地，在上述投影装置中，光源部具有：多个第1激光元件，其发出红色激光；多个第1光纤，其分别对多个第1激光元件发出的红色激光进行导波；多个第2激光元件，其发出绿色激光；多个第2光纤，其分别对多个第2激光元件发出的绿色激光进行导波；多个第3激光元件，其发出蓝色激光；多个第3光纤，其分别对多个第3激光元件发出的蓝色激光进行导波；以及光纤束组合器，其将多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤的出射端部固定而形成光纤束，多个第1光纤、多个第2光纤以及多个第3光纤从出射端部出射多组激光。较佳地，在上述投影装置中，扫描部以不同组的同色激光的扫描像相互之间不重叠的范围的扫描角，对构成投影区域的各部分区域，利用多组激光中与该部分区域对应的激光进行扫描。较佳地，在上述投影装置中，光源部以各组的激光的扫描光线相互错开的方式空出间隔来出射多组激光，扫描部利用多组激光同时地扫描投影区域。根据上述投影装置，与不具有本构成的情况相比，装置能够更加小型化，并且投影图像能够更加高精细化。附图说明图1为眼镜型显示器1的立体图。图2为眼镜型显示器1的投影单元3的概略构成图。图3A为光源部10的概略构成图。图3B为激光模块11的概略构成图。图4A为表示图2的等价光学系统的示意图。图4B为用于说明图4A的激光50的光束形状的图。图4C为用于说明图4A的激光50的光束形状的图。图5A为表示用光纤束组合器12固定的各光纤的排列的实例的图。图5B为用于说明扫描多组激光50的方法的实例的图。图6为用于说明图像能够立体地看到的原理的图。图7为说明扫描多组激光50的方法的另一实例的图。图8为说明扫描多组激光50的方法的又一实例的图。图9为另一投影部30A的概略构成图。图10为表示图9的等价光学系统的示意图。图11为用于说明使用投影部30A的NTE光场显示器的工作原理的图。图12为表示投影部30A的机构的实例的立体图。图13为表示投影部30A的机构的实例的侧视图。图14为表示投影部30A的机构的实例的部分放大图。具体实施方式以下，参照附图，对投影装置进行说明。但是，应当理解，本专利技术并不限定于附图或以下所记载的实施方式中。该投影装置从多个光纤的出射端部出射至少以红色激光、绿色激光以及蓝色激光为1组的多组激光，将该激光二维形状地扫描，使用微透镜使该扫描光的角度发生变化。由此，该投影装置创造出控制了位置和方向的大量光线从假想的显示面上的各点出射的状态，通过使该光线投影在使用者的视网膜上，投影能够实现对应于眼睛的再聚焦(refocusing)特性的立体感知的图像。该投影装置能够应用于例如，NTE(near-to-eye)光场显示器的光学引擎部。在以下中，作为投影装置的实例，对NTE的眼镜型显示器进行说明。但是，本说明书的投影装置并不限于NTE显示器，也能够应用于其他形式的直视型的光场显示器。图1为眼镜型显示器1的立体图。眼镜型显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影装置，其为扫描至少以红色、绿色以及蓝色为一组的激光来投影能够实现立体视觉的图像的投影装置，所述投影装置的特征在于，具有：光源部，其出射所述激光；扫描部，其通过所述激光二维形状地扫描投影区域；以及微透镜阵列，其由通过所述扫描部扫描的激光入射的多个微透镜构成，使所述激光的出射角度与向该微透镜入射的入射位置相对应地发生变化，来创造出位置和方向被控制了的光线的场相应于投影的图像而从该微透镜的表面上的各点出射的状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.27 JP 2014-037151;2014.09.19 JP 2014-191901.一种投影装置，其为扫描至少以红色、绿色以及蓝色为一组的激光来投影能够实现立体视觉的图像的投影装置，所述投影装置的特征在于，具有：光源部，其出射所述激光；扫描部，其通过所述激光二维形状地扫描投影区域；以及微透镜阵列，其由通过所述扫描部扫描的激光入射的多个微透镜构成，使所述激光的出射角度与向该微透镜入射的入射位置相对应地发生变化，来创造出位置和方向被控制了的光线的场相应于投影的图像而从该微透镜的表面上的各点出射的状态。2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还具有投射透镜，其使从所述光源部出射的激光作为准直光入射到所述扫描部。3.如权利要求2所述的投影装置，其特征在于，还具有第2投射透镜，其入射通过所述扫描部扫描的激光，使该激光转换为通过与入射角度相对应的位置的会聚光并入射到所述微透镜阵列。4.如权利要求3所述的投影装置，其特征在于，还具有控制部，其控制在所述第2投射透镜和所述微透镜阵列之间所述激光会聚的假想的显示面上的该激光的像的位置，以使投影的图像的纵深位置被感知。5.如权利要求3或4所述的投影装置，其特征在于，所述第2投射透镜和所述微透镜阵列以所述第2投射透镜的后侧焦面与所述微透镜阵列的前侧焦面大致重叠的间隔配置。6.如权利要求3～5中任一项所述的投影装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：井出昌史，
申请(专利权)人：西铁城控股株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP