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日本兄弟工业开发眼镜型视网膜扫描显示器 |
| http://www.newmaker.com
2008-4-14
日经BP社
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兄弟工业开发出了眼镜型视网膜扫描显示器。配备在眼镜框的主体部分体积约为20cc，重量约为25g（图1）。该公司在2005年的“爱知世博会”（又称：爱·地球博）上全球首次展出了视网膜扫描显示器。与爱知世博会时的试制品相比，此次的产品小型化到了前者的1/1000以下。
视网膜扫描显示器可对微光照射下的视网膜进行高速扫描。使用者可将视网膜上扫描到的光的残像识别成影像。也可以说该产品是以视网膜为屏幕的投影仪。与使用液晶面板等的普通头盔显示器（HMD）相比，该产品具有不遮挡视野的特点。可重叠看到影像和实物（图2）。 
图2：视觉示意图。可重叠看到实物（杂志）与影像
新开发MEMS反光镜模块
视网膜扫描显示器由大尺寸光源模块、光扫描模块及目镜模块三部分组成。此次，实现了1/1000以下小型轻量化的主体部分包含其中的光扫描模块和目镜模块。通过采用这两种新开发的模块，大幅实现了小型、轻量化。
光扫描模块小型化得以实现，是因为开发出了采用MEMS技术的反光镜模块（图3）。该MEMS反光镜模块大小为12mm×8mm×2mm。所配直径约1mm的MEMS反光镜可在变化角度的同时高速旋转，因此可扫描来自光源的光。MEMS反光镜的光学偏转角约为20°，驱动频率约为30kHz。驱动采用压电方式。
图3：新开发的光扫描用MEMS模块
此前的试制品利用激光打印机使用的多面反光镜的改进品作为光扫描模块。大小约为80mm×80mm×50mm。
目镜模块通过组合使用非球面透镜，实现了小型化。
独立的光源将实现一体化
光源模块与配备光扫描模块和目镜模块的主体部分是分离的（图4）。此次的试制品以光纤电缆连接光源模块与主体部分。 
图4：光源盒。今后亦将小型化，以与主体实现一体化。
光源采用红、绿、蓝3种颜色的激光。红色和蓝色采用半导体激光，而绿色采用固体激光，绿色光则使固体激光。用光二次谐波(Second Harmonic Generation，SHG)可将红外光制成绿色光。因此，光源盒大小与瓦楞纸箱相当。
今后，将进一步实现光源的小型化。这样，光源模块也有望嵌入配备光扫描模块和目镜模块的主体部分中。兄弟工业表示，“目前存在的问题是如何实现绿色激光光源的小型化”。
准备2010年度达到实用水平
兄弟工业准备2010年度使视网膜扫描显示器到达到实用水平。预定届时在此次试制的主体中也配备光源模块。电源和接口电路将制成与主体分离的单独小型单元（图5）。影像信号将通过无线通信或内存卡等，向单元发送信号。 
图5：实用水平化商品示意图。配备在眼镜框上的主体内置有光源模块、光扫描模块及目镜模块
用途方面，由于具有不遮挡视野的特点，因此设想用于操作用显示器等方面。操作员可在确认图像的同时进行服务器维护，而医生则可在观察所需信息的同时进行手术。此外，该公司还考虑将其用途扩展至个人在电车中欣赏视频等普通应用领域。
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