[发明专利]光学扫描装置

说明书

本发明提供一种光学扫描装置，其能够以简单的结构扩大视点区。光学扫描装置具备：光源，射出激光；反射镜装置，具有绕至少1个轴摆动的可动反射镜，通过由可动反射镜反射从光源射出的激光来变向；及聚光光学系统，将由反射镜装置变向的激光聚集到眼球的中心。

技术领域

本发明的技术涉及一种光学扫描装置。

背景技术

近年来，在实际观看的场景上重叠显示虚拟图像、各种信息等的AR(AugmentedReality(增强现实))眼镜被实用化。AR眼镜(Glass)也称为智能眼镜、头戴式显示器(HMD(Head Mounted Display))、AR眼镜等。

AR眼镜中采用了如下方式：利用由MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)构成的可动反射镜(也称为MEMS反射镜。)使从光源射出的激光变向，由此直接扫描用户的眼睛的视网膜。这种方式称为视网膜扫描方式。在视网膜扫描方式的AR眼镜中，由可动反射镜变向的激光被聚光光学系统聚集到用户的眼睛的瞳孔，并扫描到视网膜。视网膜扫描方式不依赖眼睛的晶状体的焦点调节功能，因此用户即使是近视、远视或老花眼，也能够清楚地看到投影在视网膜上的影像。并且，视网膜扫描方式的AR眼镜的能量效率高，因此能够长时间驱动。

另一方面，在视网膜扫描方式的AR眼镜中，若基于聚光光学系统的激光的聚光点与瞳孔的位置不一致，则无法看到影像，即，在用户通过移动眼睛使瞳孔的位置从聚光点偏移的情况下，存在无法看到影像的问题。该问题被公知为，为了清晰地观看影像而能够移动眼睛的范围狭窄，即视点区(Eye Box)狭窄。

如此，在视网膜扫描方式的AR眼镜中，扩大视点区成为了课题。在专利文献1中，已知一种通过利用棱镜或导光板复制由可动反射镜变向的激光来扩大视点区的技术。并且，在非专利文献1中，已知如下技术：一边通过眼球追踪来追踪瞳孔的位置，一边通过反射镜将激光聚集到瞳孔的位置，由此扩大视点区。

专利文献1：美国专利申请公开第2018/0299680号说明书

非专利文献1：Changwon Jang,Kiseung Bang,Seokil Moon,Jonghyun Kim,Seungjae Lee,and Byoungho Lee.2017.Retinal 3D:augmented reality near-eyedisplay via pupil-tracked light field projection on retina.ACMTrans.Graph.36,6,Article 190(November 2017).Retrieved from the Internet:URL:http://library.usc.edu.ph/ACM/TOG％2036/content/papers/190-0330-jang.pdf.

然而，专利文献1及非专利文献1中记载的技术的用于扩大视点区的结构复杂。因此，期待能够以更简单的结构扩大视点区的技术。

发明内容

本发明的技术的目的在于，提供一种能够以简单的结构扩大视点区的光学扫描装置。

为了实现上述目的，本发明的光学扫描装置具备：光源，射出激光；反射镜装置，具有绕至少1个轴摆动的可动反射镜，通过由可动反射镜反射从光源射出的激光来变向；及聚光光学系统，将由反射镜装置变向的激光聚集到眼球的中心。

优选聚光光学系统是具有凹面的半反射镜或反射镜，通过由凹面反射由反射镜装置变向的激光的至少一部分，将其聚集到眼球的中心。

优选凹面是椭圆面，可动反射镜的摆动轴位于椭圆面的一个焦点上，眼球的中心位于另一个焦点上。

优选聚光光学系统由光栅或全息图构成。

优选可动反射镜构成为能够绕彼此正交的第1轴及第2轴摆动。

发明效果