JP2015219389A - Virtual image display device and image forming element - Google Patents

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祥夫 棚橋
Yasuo Tanahashi
祥夫 棚橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a virtual image display device capable of appropriately suppressing distortion of a virtual image by a simple constitution.SOLUTION: A virtual image display device 100 is a device for making an image visually recognized as a virtual image IV, and includes a screen 11 and a combiner 13. The screen 11 has a spherical shape, and forms an image to be displayed. The combiner 13 causes the virtual image IV to display by reflecting the light emitted from the screen 11. The combiner 13 has a recessed shape toward the travel direction of the light emitted from the screen 11. The screen 11 is arranged in such a way that the center of curvature PS of the screen 11 is located on an axis Z passing through the focal point PC of the combiner 13 and parallel to the direction of a visual line in which the virtual image IV is visually recognized.

Description

本発明は、虚像として画像を視認させる虚像表示装置に関する。   The present invention relates to a virtual image display device that visually recognizes an image as a virtual image.

従来から、ユーザの目の位置(アイポイント)から虚像として画像を視認させるヘッドアップディスプレイなどの表示装置が知られている。例えば、特許文献1には、中間像を生成する射出瞳拡大素子(EPE:Exit-Pupil Expander)から出射した光をコンバイナにより反射することで虚像を表示する虚像表示装置において、EPEの射出側にフィールドレンズを配置し、かつ、EPEを視線方向と垂直となるように配置することで、虚像の歪みを低減させる技術が開示されている。また、特許文献2には、ウィンドシールドに形成される凹面形状の投影面に表示画像を投影することにより虚像を視認可能とするヘッドアップディスプレイにおいて、結像面が凸面状に形成されたスクリーンを用いることで虚像の歪みを抑制する技術が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a display device such as a head-up display that visually recognizes an image as a virtual image from the position (eye point) of a user's eyes is known. For example, Patent Document 1 discloses a virtual image display device that displays a virtual image by reflecting light emitted from an exit-pupil expander (EPE) that generates an intermediate image by a combiner. A technique for reducing distortion of a virtual image by disposing a field lens and disposing an EPE so as to be perpendicular to the line-of-sight direction is disclosed. Patent Document 2 discloses a head-up display in which a virtual image can be visually recognized by projecting a display image onto a concave projection surface formed on a windshield. A technique for suppressing distortion of a virtual image by using it is disclosed.

特許第5214060号Japanese Patent No. 5214060 特開2013−025205号公報JP2013-025205A

特許文献1に記載の技術では、フィールドレンズが必要となり、フィールドレンズの使用が困難な場合に適用できないという問題があった。従って、中間像を生成するためのスクリーンとして反射型のスクリーンを用いる場合や、大型のスクリーンが必要な場合には、フィールドレンズの使用が困難となるため、フィールドレンズを使用せずに虚像の歪みを低減させる必要がある。また、特許文献2には、スクリーンの結像面をどのような凸面にすればよいかについての具体的な開示がない。   The technique described in Patent Document 1 requires a field lens and has a problem that it cannot be applied when it is difficult to use the field lens. Therefore, when a reflective screen is used as a screen for generating an intermediate image, or when a large screen is required, it becomes difficult to use a field lens. Need to be reduced. Further, Patent Document 2 does not specifically disclose what kind of convex surface the image forming surface of the screen should be.

本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、簡便な構成にて虚像の歪みを適切に抑制することが可能な虚像表示装置を提供することを課題とする。   Examples of the problem to be solved by the present invention are as described above. It is an object of the present invention to provide a virtual image display device capable of appropriately suppressing virtual image distortion with a simple configuration.

請求項1に記載の発明は、虚像表示装置であって、表示すべき画像を形成する画像形成素子と、前記画像形成素子から出射された光を反射することで虚像を表示させる光学素子と、を備え、前記光学素子は、前記画像形成素子から出射された光の進行方向に向かって凹形状を有しており、前記画像形成素子は、球面形状であり、前記光学素子の焦点を通過し、かつ、前記光学素子を通して前記虚像を視認する視線方向に対して平行な線上に、前記画像形成素子の曲率中心が位置するように配置されることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a virtual image display device, an image forming element that forms an image to be displayed, an optical element that displays a virtual image by reflecting light emitted from the image forming element, and The optical element has a concave shape toward the traveling direction of the light emitted from the image forming element, and the image forming element has a spherical shape and passes through the focal point of the optical element. And it arrange | positions so that the center of curvature of the said image forming element may be located on the line parallel to the visual line direction which visually recognizes the said virtual image through the said optical element.

請求項7に記載の発明は、表示すべき画像を形成し、光を反射することで虚像を表示させる光学素子に対して前記画像を構成する光を出射する画像形成素子であって、前記画像形成素子は球面形状であり、前記画像形成素子の曲率中心は、前記光学素子の焦点を通過し、かつ、前記光学素子を通して前記虚像を視認する視線方向に対して平行な線上に位置することを特徴とする。   The invention according to claim 7 is an image forming element that emits light constituting the image to an optical element that forms an image to be displayed and reflects a light to display a virtual image. The forming element has a spherical shape, and the center of curvature of the image forming element is located on a line that passes through the focal point of the optical element and is parallel to the viewing direction in which the virtual image is viewed through the optical element. Features.

第1実施例に係る虚像表示装置の全体構成を示す。1 shows an overall configuration of a virtual image display apparatus according to a first embodiment. レーザプロジェクタの構成を示す。The structure of a laser projector is shown. 視線方向に対するコンバイナ及びスクリーンの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the combiner and a screen with respect to a gaze direction. コンバイナとその焦点位置との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a combiner and its focus position. シミュレーションにおいて虚像として表示される画像を示す。The image displayed as a virtual image in simulation is shown. 第2実施例に係る虚像表示装置の全体構成を示す。The whole structure of the virtual image display apparatus which concerns on 2nd Example is shown. 第1実施例及び第2実施例の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of 1st Example and 2nd Example. 変形例1に係る虚像表示装置の全体構成を示す。The whole structure of the virtual image display apparatus which concerns on the modification 1 is shown.

本発明の1つの好適な実施形態では、虚像表示装置は、表示すべき画像を形成する画像形成素子と、前記画像形成素子から出射された光を反射することで虚像を表示させる光学素子と、を備え、前記光学素子は、前記画像形成素子から出射された光の進行方向に向かって凹形状を有しており、前記画像形成素子は、球面形状であり、前記光学素子の焦点を通過し、かつ、前記光学素子を通して前記虚像を視認する視線方向に対して平行な線上に、前記画像形成素子の曲率中心が位置するように配置される。   In one preferred embodiment of the present invention, a virtual image display device includes an image forming element that forms an image to be displayed, an optical element that displays a virtual image by reflecting light emitted from the image forming element, and The optical element has a concave shape toward the traveling direction of the light emitted from the image forming element, and the image forming element has a spherical shape and passes through the focal point of the optical element. In addition, the center of curvature of the image forming element is positioned on a line parallel to the line-of-sight direction in which the virtual image is viewed through the optical element.

上記の虚像表示装置は、虚像として画像を視認させる装置であって、画像形成素子と、光学素子とを備える。画像形成素子は、球面形状であり、表示すべき画像を形成する。光学素子は、画像形成素子から出射された光を反射することで虚像を表示させる。ここで、光学素子は、画像形成素子から出射された光の進行方向に向かって凹形状を有している。また、画像形成素子は、光学素子の焦点を通過し、かつ、虚像を視認する視線方向に対して平行な線上に画像形成素子の曲率中心が位置するように配置される。即ち、画像形成素子の曲率中心は、光学素子の焦点を通過し、かつ、画像形成素子の曲率中心が虚像を視認する視線方向に対して平行な線上に存在する。この態様により、虚像表示装置は、弓なりの虚像の歪みを好適に低減させることができる。   The virtual image display device is a device that visually recognizes an image as a virtual image, and includes an image forming element and an optical element. The image forming element has a spherical shape and forms an image to be displayed. The optical element displays a virtual image by reflecting the light emitted from the image forming element. Here, the optical element has a concave shape in the traveling direction of the light emitted from the image forming element. The image forming element is disposed so that the center of curvature of the image forming element is positioned on a line that passes through the focal point of the optical element and is parallel to the line-of-sight direction in which the virtual image is viewed. In other words, the center of curvature of the image forming element passes through the focal point of the optical element, and the center of curvature of the image forming element exists on a line parallel to the line-of-sight direction in which the virtual image is viewed. According to this aspect, the virtual image display device can suitably reduce the distortion of the bowed virtual image.

上記虚像表示装置の好適な例では、前記画像形成素子は、光源により照射された光に基づき前記画像を形成する。   In a preferred example of the virtual image display device, the image forming element forms the image based on light irradiated by a light source.

上記虚像表示装置の一態様では、前記画像形成素子は、前記光源に向かって凹形状を有し、かつ、前記光源から入射した光を透過する。この構成によれば、光源を出射して画像形成素子に入射するまでの各光線の光路の距離の差が小さくなり、かつ、各光線の画像形成素子への入射角度差も小さくなる。従って、虚像表示装置は、各画素のスポットサイズの差を小さくし、鮮明な画像を虚像として観察者に視認させることができる。   In one aspect of the virtual image display device, the image forming element has a concave shape toward the light source and transmits light incident from the light source. According to this configuration, the difference in the optical path distance of each light beam from the light source until it enters the image forming element is small, and the difference in the incident angle of each light beam to the image forming element is also small. Therefore, the virtual image display device can reduce the difference in spot size of each pixel and allow a viewer to visually recognize a clear image as a virtual image.

上記虚像表示装置の他の一態様では、前記画像形成素子は、前記光源に向かって凸形状を有し、かつ、前記光源から入射した光を反射する。この構成により、画像形成素子に対して光源及び光学素子が同一サイドに存在するため、虚像表示装置の小型化を容易に実現することができる。   In another aspect of the virtual image display device, the image forming element has a convex shape toward the light source and reflects light incident from the light source. With this configuration, since the light source and the optical element exist on the same side with respect to the image forming element, the virtual image display device can be easily reduced in size.

上記虚像表示装置の他の一態様では、前記画像形成素子は、光源から照射された光の射出瞳を拡大する射出瞳拡大素子である。例えば、射出瞳拡大素子は、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイである。   In another aspect of the virtual image display device, the image forming element is an exit pupil enlarging element that expands an exit pupil of light emitted from a light source. For example, the exit pupil enlarging element is a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged.

上記虚像表示装置の好適な例では、前記画像形成素子は、前記光学素子によって反射された光が照射されない位置に配置されている。   In a preferred example of the virtual image display device, the image forming element is disposed at a position where the light reflected by the optical element is not irradiated.

本発明の他の好適な実施形態では、表示すべき画像を形成し、光を反射することで虚像を表示させる光学素子に対して前記画像を構成する光を出射する画像形成素子であって、前記画像形成素子は球面形状であり、前記画像形成素子の曲率中心は、前記光学素子の焦点を通過し、かつ、前記光学素子を通して前記虚像を視認する視線方向に対して平行な線上に位置する。この態様により、画像形成素子は、光学素子を介して視認させる虚像の弓なりの歪みを好適に低減させることができる。   In another preferred embodiment of the present invention, an image forming element that emits light constituting the image to an optical element that forms an image to be displayed and reflects a light to display a virtual image, The image forming element has a spherical shape, and the center of curvature of the image forming element is located on a line that passes through the focal point of the optical element and is parallel to the visual line direction in which the virtual image is viewed through the optical element. . According to this aspect, the image forming element can preferably reduce the bow-like distortion of the virtual image visually recognized through the optical element.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施例]
まず、本発明の第1実施例について説明する。
[First embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described.

(1)概略構成
図1は、第1実施例に係る虚像表示装置100の全体構成を概略的に示した図である。ここでは、虚像表示装置100の各構成要素の概要について説明する。
(1) Schematic Configuration FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of a virtual image display device 100 according to the first embodiment. Here, the outline | summary of each component of the virtual image display apparatus 100 is demonstrated.

図1に示すように、第1実施例に係る虚像表示装置100は、主に、レーザプロジェクタ1と、スクリーン11と、コンバイナ13と、を有する。虚像表示装置100は、画像をユーザの目の位置(アイポイント)「PE」から虚像「IV」として視認させる装置である。虚像表示装置100は、例えばヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイとして利用される。   As shown in FIG. 1, the virtual image display device 100 according to the first embodiment mainly includes a laser projector 1, a screen 11, and a combiner 13. The virtual image display device 100 is a device that visually recognizes an image as a virtual image “IV” from the position (eye point) “PE” of the user's eyes. The virtual image display device 100 is used as a head-up display or a head-mounted display, for example.

レーザプロジェクタ1は、赤色、緑色、青色のレーザ光源や、レーザ光源から出射されたレーザ光を走査するスキャン機構(走査機構)や、これらを制御する制御部などを有する。レーザプロジェクタ1から照射された光は、スクリーン11に入射する。なお、レーザプロジェクタ1の詳細は後述する。   The laser projector 1 includes red, green, and blue laser light sources, a scan mechanism (scanning mechanism) that scans laser light emitted from the laser light source, and a control unit that controls these. Light emitted from the laser projector 1 enters the screen 11. Details of the laser projector 1 will be described later.

スクリーン11は、レーザプロジェクタ1から光が照射されることで、ユーザに提示する画像の中間像を形成する。例えば、スクリーン11は、射出瞳拡大素子(EPE)であって、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイである。スクリーン11から出射された光は、コンバイナ13に入射する。なお、スクリーン11には、中間像として、光が出射された側から、後述する視線方向と平行な軸と同じ角度から観察した場合に歪みの無い画像が形成される。また、スクリーン11は、レーザプロジェクタ1の方向に向かって凹形状となる球面形状であり、かつ、後述するように、曲率中心がコンバイナ13の焦点位置に応じて定められている。これにより、虚像IVの歪みを好適に抑制する。スクリーン11は、本発明における「画像形成素子」の一例に相当する。   The screen 11 is irradiated with light from the laser projector 1 to form an intermediate image of an image to be presented to the user. For example, the screen 11 is an exit pupil enlarging element (EPE), and is a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged. The light emitted from the screen 11 enters the combiner 13. Note that an image without distortion is formed on the screen 11 as an intermediate image when viewed from the same angle as an axis parallel to the line-of-sight direction, which will be described later, from the light emission side. The screen 11 has a spherical shape that is concave toward the direction of the laser projector 1, and the center of curvature is determined according to the focal position of the combiner 13 as will be described later. Thereby, distortion of virtual image IV is controlled suitably. The screen 11 corresponds to an example of an “image forming element” in the present invention.

コンバイナ13は、スクリーン11から入射した光を反射することで、入射光に対応する像を拡大した虚像として表示させるハーフミラーである。具体的には、コンバイナ13は、スクリーン11からの光が入射する面(つまり入射面)が球面の凹面形状に構成されている。このようにコンバイナ13によって反射された光により、ユーザは、コンバイナ13から所定距離離れたアイポイントPEから虚像IVを観察する。なお、コンバイナ13は、本発明における「光学素子」の一例に相当する。   The combiner 13 is a half mirror that displays the image corresponding to the incident light as an enlarged virtual image by reflecting the light incident from the screen 11. Specifically, the combiner 13 is configured to have a concave surface with a surface on which light from the screen 11 is incident (that is, an incident surface). Thus, by the light reflected by the combiner 13, the user observes the virtual image IV from the eye point PE that is a predetermined distance away from the combiner 13. The combiner 13 corresponds to an example of the “optical element” in the present invention.

なお、例えば、スクリーン11は、レーザプロジェクタ1と一体に構成される。つまり、虚像表示装置100では、レーザプロジェクタ1とスクリーン11とが別体にて構成されているわけではなく、レーザプロジェクタ1とスクリーン11とが一体の装置として構成されている。   For example, the screen 11 is configured integrally with the laser projector 1. That is, in the virtual image display device 100, the laser projector 1 and the screen 11 are not configured separately, and the laser projector 1 and the screen 11 are configured as an integrated device.

(2)レーザプロジェクタの構成
次に、図2を参照して、レーザプロジェクタ1の構成について説明する。図2に示すように、レーザプロジェクタ1は、画像信号入力部2と、ビデオASIC3と、フレームメモリ4と、ROM5と、RAM6と、レーザドライバASIC7と、MEMS制御部8と、レーザ光源ユニット9と、MEMSミラー10とを備える。
(2) Configuration of Laser Projector Next, the configuration of the laser projector 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the laser projector 1 includes an image signal input unit 2, a video ASIC 3, a frame memory 4, a ROM 5, a RAM 6, a laser driver ASIC 7, a MEMS control unit 8, and a laser light source unit 9. The MEMS mirror 10 is provided.

画像信号入力部2は、外部から入力される画像信号を受信してビデオASIC3に出力する。ビデオASIC3は、画像信号入力部2から入力される画像信号及びMEMSミラー10から入力される走査位置情報Scに基づいてレーザドライバASIC7やMEMS制御部8を制御するブロックであり、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)として構成されている。   The image signal input unit 2 receives an image signal input from the outside and outputs it to the video ASIC 3. The video ASIC 3 is a block that controls the laser driver ASIC 7 and the MEMS control unit 8 based on the image signal input from the image signal input unit 2 and the scanning position information Sc input from the MEMS mirror 10, and the ASIC (Application Specific Integrated). Circuit).

ビデオASIC3は、同期/画像分離部31と、ビットデータ変換部32と、発光パターン変換部33と、タイミングコントローラ34と、を備える。同期/画像分離部31は、画像信号入力部2から入力された画像信号から、画像表示部であるスクリーン11に表示される画像データと同期信号とを分離し、画像データをフレームメモリ4へ書き込む。ビットデータ変換部32は、フレームメモリ4に書き込まれた画像データを読み出してビットデータに変換する。発光パターン変換部33は、ビットデータ変換部32で変換されたビットデータを、各レーザの発光パターンを表す信号に変換する。タイミングコントローラ34は、同期/画像分離部31、ビットデータ変換部32の動作タイミングを制御する。また、タイミングコントローラ34は、後述するMEMS制御部8の動作タイミングも制御する。   The video ASIC 3 includes a synchronization / image separation unit 31, a bit data conversion unit 32, a light emission pattern conversion unit 33, and a timing controller 34. The synchronization / image separation unit 31 separates the image data displayed on the screen 11 serving as the image display unit and the synchronization signal from the image signal input from the image signal input unit 2 and writes the image data to the frame memory 4. . The bit data converter 32 reads the image data written in the frame memory 4 and converts it into bit data. The light emission pattern conversion unit 33 converts the bit data converted by the bit data conversion unit 32 into a signal representing the light emission pattern of each laser. The timing controller 34 controls the operation timing of the synchronization / image separation unit 31 and the bit data conversion unit 32. The timing controller 34 also controls the operation timing of the MEMS control unit 8 described later.

フレームメモリ4には、同期/画像分離部31により分離された画像データが書き込まれる。ROM5は、ビデオASIC3が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。RAM6には、ビデオASIC3が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。   In the frame memory 4, the image data separated by the synchronization / image separation unit 31 is written. The ROM 5 stores a control program and data for operating the video ASIC 3. Various data are sequentially read from and written into the RAM 6 as a work memory when the video ASIC 3 operates.

レーザドライバASIC7は、後述するレーザ光源ユニット9に設けられるレーザダイオードを駆動する信号を生成するブロックであり、ASICとして構成されている。レーザドライバASIC7は、赤色レーザ駆動回路71と、青色レーザ駆動回路72と、緑色レーザ駆動回路73と、を備える。赤色レーザ駆動回路71は、発光パターン変換部33が出力する信号に基づき、赤色レーザLD1を駆動する。青色レーザ駆動回路72は、発光パターン変換部33が出力する信号に基づき、青色レーザLD2を駆動する。緑色レーザ駆動回路73は、発光パターン変換部33が出力する信号に基づき、緑色レーザLD3を駆動する。   The laser driver ASIC 7 is a block that generates a signal for driving a laser diode provided in a laser light source unit 9 described later, and is configured as an ASIC. The laser driver ASIC 7 includes a red laser driving circuit 71, a blue laser driving circuit 72, and a green laser driving circuit 73. The red laser driving circuit 71 drives the red laser LD1 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33. The blue laser drive circuit 72 drives the blue laser LD2 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33. The green laser drive circuit 73 drives the green laser LD3 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.

MEMS制御部8は、タイミングコントローラ34が出力する信号に基づきMEMSミラー10を制御する。MEMS制御部8は、サーボ回路81と、ドライバ回路82と、を備える。サーボ回路81は、タイミングコントローラからの信号に基づき、MEMSミラー10の動作を制御する。ドライバ回路82は、サーボ回路81が出力するMEMSミラー10の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。   The MEMS control unit 8 controls the MEMS mirror 10 based on a signal output from the timing controller 34. The MEMS control unit 8 includes a servo circuit 81 and a driver circuit 82. The servo circuit 81 controls the operation of the MEMS mirror 10 based on a signal from the timing controller. The driver circuit 82 amplifies the control signal of the MEMS mirror 10 output from the servo circuit 81 to a predetermined level and outputs the amplified signal.

レーザ光源ユニット9は、レーザドライバASIC7から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光をMEMSミラー10へ出射する。走査手段としてのMEMSミラー10は、レーザ光源ユニット9から出射されたレーザ光をスクリーン11に向けて反射する。こうすることで、MEMSミラー10は、スクリーン11上に表示すべき画像を形成する。また、MEMSミラー10は、画像信号入力部2に入力された画像を表示するためにMEMS制御部8の制御によりスクリーン11上を走査(スキャン)するように移動し、その際の走査位置情報(例えばミラーの角度などの情報)をビデオASIC3へ出力する。   The laser light source unit 9 emits laser light to the MEMS mirror 10 based on the drive signal output from the laser driver ASIC 7. The MEMS mirror 10 as scanning means reflects the laser light emitted from the laser light source unit 9 toward the screen 11. In this way, the MEMS mirror 10 forms an image to be displayed on the screen 11. The MEMS mirror 10 moves so as to scan on the screen 11 under the control of the MEMS control unit 8 in order to display the image input to the image signal input unit 2, and the scanning position information ( For example, information such as a mirror angle) is output to the video ASIC 3.

次に、レーザ光源ユニット9の詳細な構成を説明する。レーザ光源ユニット9は、ケース91と、波長選択性素子92と、コリメータレンズ93と、赤色レーザLD1と、青色レーザLD2と、緑色レーザLD3と、モニタ用受光素子(以下、単に「受光素子」と呼ぶ。)50と、を備える。以下では、赤色レーザLD1、青色レーザLD2及び緑色レーザLD3を区別しない場合には、単に「レーザLD」と表記する。   Next, a detailed configuration of the laser light source unit 9 will be described. The laser light source unit 9 includes a case 91, a wavelength selective element 92, a collimator lens 93, a red laser LD1, a blue laser LD2, a green laser LD3, a monitor light receiving element (hereinafter simply referred to as “light receiving element”). 50). Hereinafter, when the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 are not distinguished, they are simply referred to as “laser LD”.

ケース91は、樹脂などにより略箱状に形成される。ケース91には、緑色レーザLD3を取り付けるために、ケース91内へ貫通する孔が設けられているとともに断面が凹状のCAN取付部91aと、CAN取付部91aと直交する面に設けられ、ケース91内へ貫通する孔が設けられているとともに断面が凹状のコリメータ取付部91bと、が形成されている。   The case 91 is formed in a substantially box shape with resin or the like. In order to attach the green laser LD3, the case 91 is provided with a hole penetrating into the case 91 and a CAN attachment portion 91a having a concave cross section, and a surface perpendicular to the CAN attachment portion 91a. A hole penetrating inward is formed, and a collimator mounting portion 91b having a concave cross section is formed.

合成素子としての波長選択性素子92は、例えばトリクロイックプリズムにより構成され、反射面92aと反射面92bが設けられている。反射面92aは、赤色レーザLD1から出射されたレーザ光をコリメータレンズ93へ向かって透過させ、青色レーザLD2から出射されたレーザ光をコリメータレンズ93へ向かって反射させる。反射面92bは、赤色レーザLD1および青色レーザLD2から出射されたレーザ光の大部分をコリメータレンズ93へ向かって透過させ、その一部を受光素子50へ向かって反射させる。また、反射面92bは、緑色レーザLD3から出射されたレーザ光の大部分をコリメータレンズ93へ向かって反射させ、その一部を受光素子50へ向かって透過させる。こうして、各レーザからの出射光が重ね合わされて、コリメータレンズ93および受光素子50に入射される。なお、波長選択性素子92は、ケース91内のコリメータ取付部91bの近傍に設けられている。コリメータレンズ93は、波長選択性素子92から入射したレーザ光を平行光にしてMEMSミラー10へ出射する。コリメータレンズ93は、ケース91のコリメータ取付部91bに、UV系接着剤などで固定される。即ち、合成素子の後段にコリメータレンズ93が設けられている。   The wavelength-selective element 92 as a combining element is constituted by, for example, a trichromatic prism, and is provided with a reflective surface 92a and a reflective surface 92b. The reflection surface 92a transmits the laser light emitted from the red laser LD1 toward the collimator lens 93, and reflects the laser light emitted from the blue laser LD2 toward the collimator lens 93. The reflecting surface 92b transmits most of the laser light emitted from the red laser LD1 and the blue laser LD2 toward the collimator lens 93 and reflects a part thereof toward the light receiving element 50. The reflection surface 92 b reflects most of the laser light emitted from the green laser LD 3 toward the collimator lens 93 and transmits part of the laser light toward the light receiving element 50. In this way, the emitted light from each laser is superimposed and incident on the collimator lens 93 and the light receiving element 50. The wavelength selective element 92 is provided in the vicinity of the collimator mounting portion 91b in the case 91. The collimator lens 93 converts the laser light incident from the wavelength selective element 92 into parallel light and emits it to the MEMS mirror 10. The collimator lens 93 is fixed to the collimator mounting portion 91b of the case 91 with a UV adhesive or the like. That is, the collimator lens 93 is provided after the synthesis element.

レーザ光源としての赤色レーザLD1は、赤色のレーザ光を出射する。赤色レーザLD1は、半導体レーザ光源がチップ状態のまま、又は、チップがサブマウントなどに載置された状態で、ケース91内の波長選択性素子92及びコリメータレンズ93と同軸となる位置に固定されている。レーザ光源としての青色レーザLD2は、青色のレーザ光を出射する。青色レーザLD2は、半導体レーザ光源がチップ状態のまま、又は、チップがサブマウントなどに載置された状態で、出射したレーザ光が反射面92aによってコリメータレンズ93へ向かって反射できる位置に固定されている。この赤色レーザLD1と青色レーザLD2の位置は入れ替わってもよい。レーザ光源としての緑色レーザLD3は、CANパッケージに取り付けられた状態又はフレームパッケージに取り付けられた状態であり、緑色のレーザ光を出射する。緑色レーザLD3は、CANパッケージ内に緑色のレーザ光を発生する半導体レーザ光源チップBが取り付けられており、ケース91のCAN取付部91aに固定されている。受光素子50は、各レーザ光源から出射されたレーザ光の一部を受光する。受光素子50は、フォトディテクタなどの光電変換素子であり、入射したレーザ光の光量に応じた電気信号である検出信号SdをレーザドライバASIC7へ供給する。   A red laser LD1 as a laser light source emits red laser light. The red laser LD1 is fixed at a position that is coaxial with the wavelength selective element 92 and the collimator lens 93 in the case 91 while the semiconductor laser light source is in the chip state or the chip is mounted on a submount or the like. ing. A blue laser LD2 as a laser light source emits blue laser light. The blue laser LD2 is fixed at a position where the emitted laser light can be reflected toward the collimator lens 93 by the reflecting surface 92a while the semiconductor laser light source is in the chip state or the chip is mounted on the submount or the like. ing. The positions of the red laser LD1 and the blue laser LD2 may be switched. The green laser LD3 as a laser light source is in a state of being attached to the CAN package or in a state of being attached to the frame package, and emits green laser light. The green laser LD 3 has a semiconductor laser light source chip B that generates green laser light in a CAN package, and is fixed to a CAN mounting portion 91 a of the case 91. The light receiving element 50 receives a part of the laser light emitted from each laser light source. The light receiving element 50 is a photoelectric conversion element such as a photodetector, and supplies a detection signal Sd, which is an electrical signal corresponding to the amount of incident laser light, to the laser driver ASIC 7.

(3)光学的構成の詳細
本実施例におけるスクリーン11の曲率中心は、コンバイナ13の焦点を通り、ユーザが正面から虚像の中心を見つめる方向(以下、「視線方向」と呼ぶ。)に平行な線上に位置する。これにより、虚像IVの弓なり状の歪みを好適に抑制する。これについて、図3を参照して説明する。
(3) Details of Optical Configuration In this embodiment, the center of curvature of the screen 11 passes through the focus of the combiner 13 and is parallel to the direction in which the user looks at the center of the virtual image from the front (hereinafter referred to as “line-of-sight direction”). Located on the line. Thereby, the bow-like distortion of the virtual image IV is suitably suppressed. This will be described with reference to FIG.

図3は、視線方向に対するスクリーン11及びコンバイナ13の位置関係を示す図である。図3において、「PS」は、スクリーン11の曲率中心を示し、「PC」は、コンバイナ13の焦点位置を示す。また、「L1」は、コンバイナ13を反射後の光軸を示し、「L2」は、コンバイナ13に反射される前の光軸を示す。図3に示すように、光軸L1は、コンバイナ13の中心13cからアイポイントPEを結ぶ視線方向と平行な線であって、光軸L2は、スクリーン11の中心11cからコンバイナ13の中心13cを結ぶ線である。また、「L3」は中心11cを通るスクリーン11の曲率半径を示し、「L20」は光軸L2をコンバイナ13の焦点PCまで延長させた線を示す。また、「L11」はスクリーン11の延長線を示し、「L13」はコンバイナ13の延長線を示す。   FIG. 3 is a diagram illustrating the positional relationship between the screen 11 and the combiner 13 with respect to the line-of-sight direction. In FIG. 3, “PS” indicates the center of curvature of the screen 11, and “PC” indicates the focal position of the combiner 13. “L1” indicates the optical axis after being reflected by the combiner 13, and “L2” indicates the optical axis before being reflected by the combiner 13. As shown in FIG. 3, the optical axis L1 is a line parallel to the visual line direction connecting the eye point PE from the center 13c of the combiner 13, and the optical axis L2 extends from the center 11c of the screen 11 to the center 13c of the combiner 13. It is a connecting line. “L3” indicates the radius of curvature of the screen 11 passing through the center 11c, and “L20” indicates a line obtained by extending the optical axis L2 to the focal point PC of the combiner 13. “L11” indicates an extension line of the screen 11, and “L13” indicates an extension line of the combiner 13.

図3では、スクリーン11の曲率中心PS及びコンバイナ13の焦点PCは、視線方向(即ち光軸L1)と平行な軸(ここでは「Z軸」と呼ぶ。)上に存在する。言い換えると、スクリーン11の曲率中心PSは、視線方向と平行な線のうち、コンバイナ13の焦点PCを通るZ軸上に存在する。この場合、スクリーン11とコンバイナ13の形状は、共に、Z軸について対称な形状となる。具体的には、スクリーン11の下端を線L11が示す分だけ延長させた場合、延長後のスクリーン11は、Z軸に対して対称となり、コンバイナ13の下端を線L13が示す分だけ延長させた場合、延長後のコンバイナ13は、Z軸に対して対称となる。これにより、虚像IVの弓なり状の歪みが好適に抑制される。   In FIG. 3, the center of curvature PS of the screen 11 and the focal point PC of the combiner 13 exist on an axis (referred to herein as a “Z axis”) parallel to the line-of-sight direction (that is, the optical axis L1). In other words, the center of curvature PS of the screen 11 exists on the Z axis passing through the focal point PC of the combiner 13 among the lines parallel to the line-of-sight direction. In this case, the shapes of the screen 11 and the combiner 13 are both symmetrical about the Z axis. Specifically, when the lower end of the screen 11 is extended by the amount indicated by the line L11, the extended screen 11 is symmetrical with respect to the Z axis, and the lower end of the combiner 13 is extended by the amount indicated by the line L13. In this case, the extended combiner 13 is symmetric with respect to the Z axis. Thereby, the bow-like distortion of the virtual image IV is suitably suppressed.

ここで、コンバイナ13の焦点PCについて、図4を参照して補足説明する。図4は、コンバイナ13とコンバイナ13の焦点PCとの関係を示す図である。図4において、「L1A」〜「L1E」は、アイポイントPEから視線方向と平行にコンバイナ13に入射する光線を示し、「L2A」〜「L2D」は、各光線L1A〜L1Eがコンバイナ13で反射された後の光線を示す。   Here, the focus PC of the combiner 13 will be supplementarily described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the combiner 13 and the focal point PC of the combiner 13. In FIG. 4, “L1A” to “L1E” indicate light rays that are incident on the combiner 13 in parallel with the line-of-sight direction from the eye point PE, and “L2A” to “L2D” are the light rays L1A to L1E that are reflected by the combiner 13. Shows the light rays after being applied.

図4に示すように、視線方向と平行にコンバイナ13に入射する光線L1A〜L1Eは、コンバイナ13の反射後において、コンバイナ13の焦点PCでほぼ一点に交わる。従って、このように特定されるコンバイナ13の焦点PCを通り視線方向に平行な線をZ軸に定め、定めたZ軸上にスクリーン11の曲率中心PSが位置するようにスクリーン11を配置する。これにより、虚像IVの歪みを好適に抑制することができる。   As shown in FIG. 4, the light rays L1A to L1E incident on the combiner 13 in parallel with the line-of-sight direction intersect with each other at the focal point PC of the combiner 13 after being reflected by the combiner 13. Accordingly, a line that passes through the focal point PC of the combiner 13 specified in this way and is parallel to the line-of-sight direction is defined as the Z axis, and the screen 11 is arranged so that the center of curvature PS of the screen 11 is located on the determined Z axis. Thereby, distortion of virtual image IV can be controlled suitably.

(4)効果
次に、上述した虚像表示装置100の光学的構成に基づく効果について説明する。
(4) Effects Next, effects based on the optical configuration of the virtual image display device 100 described above will be described.

図5は、シミュレーションにおいて虚像IVとして表示される画像を示す。ここで、図5(A)は、スクリーン11を仮に平面スクリーンとした比較例に係る虚像IVの表示例であり、図5(B)は、本実施例に基づく虚像IVの表示例である。なお、図5では、上下方向及び左右方向にグリッド線を引いた長方形を虚像IVとして表示させている。また、図5のシミュレーションでは、虚像距離を2000mm、虚像サイズを400mm×200mm、光学系の倍率を4倍程度としている
図5(A)に示すように、球面形状のスクリーン11の代わりに平面スクリーンを採用した場合、虚像IVに弓なりの歪みが生じている。一方、図5(B)に示すように、球面形状のスクリーン11を使用した本実施例の場合、虚像上部の像面湾曲が補正されており、虚像IVの弓なり状の歪みが低減されている。この場合、スクリーン11が球面形状であることにより、平面スクリーンを使用する場合と比較して、スクリーン11の上部がコンバイナ13から遠ざかる分、虚像上部の像面湾曲が補正されている。このように、本実施例によれば、虚像IVの歪みを好適に低減することができる。
FIG. 5 shows an image displayed as a virtual image IV in the simulation. Here, FIG. 5A is a display example of a virtual image IV according to a comparative example in which the screen 11 is a flat screen, and FIG. 5B is a display example of the virtual image IV based on the present embodiment. In FIG. 5, a rectangle with grid lines drawn in the vertical direction and the horizontal direction is displayed as a virtual image IV. In the simulation of FIG. 5, the virtual image distance is 2000 mm, the virtual image size is 400 mm × 200 mm, and the magnification of the optical system is about 4 times. As shown in FIG. Is used, bow distortion occurs in the virtual image IV. On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the case of the present embodiment using the spherical screen 11, the curvature of field at the upper part of the virtual image is corrected, and the bow-like distortion of the virtual image IV is reduced. . In this case, since the screen 11 has a spherical shape, the curvature of field at the upper portion of the virtual image is corrected by the distance from the combiner 13 as compared with the case where the flat screen is used. Thus, according to the present embodiment, it is possible to suitably reduce the distortion of the virtual image IV.

また、本実施例に係る虚像表示装置100は、特許文献1に示されるようなフィールドレンズを必要としない。従って、大型のスクリーンを必要とする場合などフィールドレンズの使用が難しい場合であっても、好適に本実施例に係る虚像表示装置100を構成することができる。また、特許文献1のように、フィールドレンズを有する構成では、後述する第2実施例のようにスクリーン11を反射型のスクリーンとして使用することができない。   Further, the virtual image display device 100 according to the present embodiment does not require a field lens as disclosed in Patent Document 1. Therefore, even when it is difficult to use a field lens, such as when a large screen is required, the virtual image display device 100 according to the present embodiment can be suitably configured. Further, in the configuration having a field lens as in Patent Document 1, the screen 11 cannot be used as a reflective screen as in the second embodiment described later.

以上説明したように、第1実施例に係る虚像表示装置100は、虚像IVとして画像を視認させる装置であって、スクリーン11と、コンバイナ13とを備える。スクリーン11は、球面形状であり、表示すべき画像を形成する。コンバイナ13は、スクリーン11から出射された光を反射することで虚像IVを表示させる。ここで、コンバイナ13は、スクリーン11から出射された光の進行方向に向かって凹形状を有している。また、スクリーン11は、コンバイナ13の焦点PCを通過し、かつ、虚像IVを視認する視線方向に対して平行なZ軸上にスクリーン11の曲率中心PSが位置するように配置される。これにより、虚像表示装置100は、虚像IVの弓なりの歪みを好適に低減することができる。   As described above, the virtual image display device 100 according to the first embodiment is a device that visually recognizes an image as the virtual image IV, and includes the screen 11 and the combiner 13. The screen 11 has a spherical shape and forms an image to be displayed. The combiner 13 reflects the light emitted from the screen 11 to display the virtual image IV. Here, the combiner 13 has a concave shape in the traveling direction of the light emitted from the screen 11. Further, the screen 11 is disposed so that the center of curvature PS of the screen 11 is positioned on the Z axis that passes through the focal point PC of the combiner 13 and is parallel to the line-of-sight direction in which the virtual image IV is viewed. Thereby, the virtual image display apparatus 100 can suitably reduce the bow distortion of the virtual image IV.

[第2実施例]
図6は、第2実施例に係る虚像表示装置100xの全体構成を概略的に示した図である。第2実施例に係る虚像表示装置100xは、入射光を透過させる透過型のスクリーン11に代えて、入射光を反射させる反射型のスクリーン11xを有する点で、第1実施例に係る虚像表示装置100と異なる。以後では、第1実施例に係る虚像表示装置100(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of the virtual image display device 100x according to the second embodiment. The virtual image display device 100x according to the second embodiment has a reflective screen 11x that reflects incident light instead of the transmissive screen 11 that transmits incident light, and the virtual image display device according to the first embodiment. Different from 100. Henceforth, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to the virtual image display apparatus 100 (refer FIG. 1) which concerns on 1st Example, and the description shall be abbreviate | omitted.

図6では、レーザプロジェクタ1は、コンバイナ13と同様、スクリーン11xの凸面と対向する位置に配置されており、スクリーン11xの凸面に対して光を出射する。そして、スクリーン11xは、反射型の球面状のスクリーンであり、レーザプロジェクタ1からの出射光をコンバイナ13へ反射する。   In FIG. 6, similarly to the combiner 13, the laser projector 1 is disposed at a position facing the convex surface of the screen 11x, and emits light to the convex surface of the screen 11x. The screen 11 x is a reflective spherical screen, and reflects the emitted light from the laser projector 1 to the combiner 13.

そして、第2実施例に係る虚像表示装置100xのスクリーン11x及びコンバイナ13の位置関係は、第1実施例に係る虚像表示装置100のスクリーン11及びコンバイナ13の位置関係と同様に定められる。即ち、スクリーン11xの曲率中心(即ち図3の曲率中心PS)及びコンバイナ13の焦点(即ち図3の焦点PC)は、視線方向と平行なZ軸上に存在する。言い換えると、スクリーン11xの曲率中心PSは、視線方向と平行な線のうち、コンバイナ13の焦点PCを通るZ軸上に存在する。これにより、第2実施例に係る虚像表示装置100xは、第1実施例に係る虚像表示装置100と同様、好適に虚像IVの歪みを抑制することができる。   The positional relationship between the screen 11x and the combiner 13 of the virtual image display device 100x according to the second embodiment is determined in the same manner as the positional relationship between the screen 11 and the combiner 13 of the virtual image display device 100 according to the first embodiment. That is, the center of curvature of the screen 11x (ie, the center of curvature PS in FIG. 3) and the focal point of the combiner 13 (ie, the focal point PC in FIG. 3) are on the Z axis parallel to the line-of-sight direction. In other words, the center of curvature PS of the screen 11x exists on the Z axis passing through the focal point PC of the combiner 13 among the lines parallel to the line-of-sight direction. Thereby, the virtual image display apparatus 100x which concerns on 2nd Example can suppress the distortion of virtual image IV suitably like the virtual image display apparatus 100 which concerns on 1st Example.

ここで、第1実施例に係る虚像表示装置100及び第2実施例に係る虚像表示装置100xの作用効果について、図7を参照して比較説明する。   Here, the operational effects of the virtual image display device 100 according to the first embodiment and the virtual image display device 100x according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

図7(A)は、第1実施例に係る虚像表示装置100のレーザプロジェクタ1及びスクリーン11を示し、図7(B)は、第2実施例に係る虚像表示装置100xのレーザプロジェクタ1及びスクリーン11xを示す。なお、図7(A)において、「L4」はスクリーン11の上端に入射する光線、「L5」はスクリーン11の中心11cに入射する光線、「L6」はスクリーン11の下端に入射する光線を示す。同様に、図7(B)において、「L7」はスクリーン11xの上端に入射する光線、「L8」はスクリーン11xの中心11cに入射する光線、「L9」はスクリーン11xの下端に入射する光線を示す。   7A shows the laser projector 1 and the screen 11 of the virtual image display apparatus 100 according to the first embodiment, and FIG. 7B shows the laser projector 1 and the screen of the virtual image display apparatus 100x according to the second embodiment. 11x is shown. In FIG. 7A, “L4” indicates a light beam incident on the upper end of the screen 11, “L5” indicates a light beam incident on the center 11c of the screen 11, and “L6” indicates a light beam incident on the lower end of the screen 11. . Similarly, in FIG. 7B, “L7” is a light beam incident on the upper end of the screen 11x, “L8” is a light beam incident on the center 11c of the screen 11x, and “L9” is a light beam incident on the lower end of the screen 11x. Show.

図7(A)、(B)に示すように、スクリーン11の中心11cに入射する光線L5とスクリーン11の端部に入射する光線L4又は光線L6との長さの差は、スクリーン11xの中心11cに入射する光線L8とスクリーン11xの端部に入射する光線L7又は光線L9との長さの差よりも小さい。このように、虚像表示装置100では、レーザプロジェクタ1からスクリーン11の中心11cまでの距離とレーザプロジェクタ1からスクリーン11の端部までの距離との差が、虚像表示装置100xの場合よりも小さい。また、図7(A)に示す虚像表示装置100では、図7(B)に示す虚像表示装置100xと比べ、各光線のスクリーン11への入射角度の差も小さい。従って、第1実施例に係る虚像表示装置100によれば、中間像の各画素のスポットサイズの差を好適に小さくすることができ、より鮮明が画像を虚像IVとして観察者に視認させることができる。   As shown in FIGS. 7A and 7B, the difference in length between the light beam L5 incident on the center 11c of the screen 11 and the light beam L4 or light beam L6 incident on the end of the screen 11 is the center of the screen 11x. It is smaller than the difference in length between the light beam L8 incident on 11c and the light beam L7 or light beam L9 incident on the end of the screen 11x. Thus, in the virtual image display device 100, the difference between the distance from the laser projector 1 to the center 11c of the screen 11 and the distance from the laser projector 1 to the edge of the screen 11 is smaller than in the virtual image display device 100x. In addition, in the virtual image display device 100 shown in FIG. 7A, the difference in the incident angle of each light beam on the screen 11 is small as compared with the virtual image display device 100x shown in FIG. Therefore, according to the virtual image display device 100 according to the first embodiment, the difference in spot size of each pixel of the intermediate image can be suitably reduced, and a clearer image can be visually recognized by the observer as the virtual image IV. it can.

一方、第2実施例に係る虚像表示装置100xでは、レーザプロジェクタ1がコンバイナ13と同様にスクリーン11xの凸方向に配置されている。従って、第2実施例に係る虚像表示装置100xは、虚像表示装置100と比べ、およそ図7(A)に示す矢印90が示す幅分だけ必要なスペースを省くことができる。従って、第2実施例に係る虚像表示装置100xは、好適に小型化を実現することができる。   On the other hand, in the virtual image display device 100x according to the second embodiment, the laser projector 1 is arranged in the convex direction of the screen 11x, like the combiner 13. Therefore, the virtual image display device 100x according to the second embodiment can save the necessary space by the width indicated by the arrow 90 shown in FIG. 7A, compared to the virtual image display device 100. Therefore, the virtual image display device 100x according to the second embodiment can be suitably downsized.

[変形例]
次に、上記した実施例の変形例について説明する。なお、以下で提示する変形例は、上記した第1又は第2実施例に適宜組み合わせて実施することができる。
[Modification]
Next, a modification of the above embodiment will be described. Note that the modifications presented below can be implemented in appropriate combination with the first or second embodiment described above.

(変形例1)
上記した実施例では、ユーザが虚像IVを見下ろすように構成された虚像表示装置100、100xを示したが、変形例1は、ユーザが虚像を見上げるように構成された虚像表示装置に関する。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the virtual image display devices 100 and 100x configured to allow the user to look down on the virtual image IV are shown.

図8は、変形例1に係る虚像表示装置100Aの全体構成を概略的に示した図である。なお、第1実施例に係る虚像表示装置100(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。   FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an overall configuration of a virtual image display device 100A according to the first modification. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to the virtual image display apparatus 100 (refer FIG. 1) which concerns on 1st Example, and the description shall be abbreviate | omitted.

図8に示すように、変形例1に係る虚像表示装置100Aは、ユーザが見上げることで虚像IVを観察可能に構成されている点で、第1実施例に係る虚像表示装置100などと異なる。このような変形例1に係る構成でも、第1実施例などと同様に、視線方向と平行な線のうち、コンバイナ13の焦点PCを通る線上にスクリーン11の曲率中心PSが存在するように、スクリーン11が配置される。これにより、虚像IVの歪みを好適に低減することができる。   As shown in FIG. 8, the virtual image display device 100A according to the first modification is different from the virtual image display device 100 according to the first embodiment in that the virtual image IV can be observed when the user looks up. Even in the configuration according to the first modification, as in the first embodiment, the curvature center PS of the screen 11 is present on the line passing through the focal point PC of the combiner 13 among the lines parallel to the line-of-sight direction. A screen 11 is arranged. Thereby, distortion of virtual image IV can be reduced suitably.

(変形例2)
上記した実施例では、本発明をレーザプロジェクタ1に適用する例を示したが、本発明は、レーザプロジェクタ1以外にも、液晶プロジェクタなどの種々のプロジェクタに適用することができる。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the laser projector 1 has been shown. However, the present invention can be applied to various projectors such as a liquid crystal projector in addition to the laser projector 1.

(変形例3)
上記した実施例では、球面形状に構成されたコンバイナ13に本発明を適用する例を示したが、本発明は、非球面形状に構成されたコンバイナにも適用することができる。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to the combiner 13 configured in a spherical shape has been described. However, the present invention can also be applied to a combiner configured in an aspherical shape.

以上に述べたように、実施例は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能である。   As described above, the embodiments are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification.

1 レーザプロジェクタ
11、11x スクリーン
13 コンバイナ
100、100x、100A 虚像表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser projector 11, 11x Screen 13 Combiner 100, 100x, 100A Virtual image display apparatus

Claims (7)

表示すべき画像を形成する画像形成素子と、
前記画像形成素子から出射された光を反射することで虚像を表示させる光学素子と、を備え、
前記光学素子は、前記画像形成素子から出射された光の進行方向に向かって凹形状を有しており、
前記画像形成素子は、球面形状であり、前記光学素子の焦点を通過し、かつ、前記光学素子を通して前記虚像を視認する視線方向に対して平行な線上に、前記画像形成素子の曲率中心が位置するように配置されることを特徴とする虚像表示装置。
An image forming element for forming an image to be displayed;
An optical element that displays a virtual image by reflecting the light emitted from the image forming element,
The optical element has a concave shape toward the traveling direction of the light emitted from the image forming element,
The image forming element has a spherical shape, and the center of curvature of the image forming element is located on a line that passes through the focal point of the optical element and is parallel to the line-of-sight direction in which the virtual image is viewed through the optical element. A virtual image display device, wherein the virtual image display device is arranged as described above.
前記画像形成素子は、光源により照射された光に基づき前記画像を形成することを特徴とする請求項1に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 1, wherein the image forming element forms the image based on light irradiated by a light source. 前記画像形成素子は、前記光源に向かって凹形状を有し、かつ、前記光源から入射した光を透過することを特徴とする請求項2に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 2, wherein the image forming element has a concave shape toward the light source and transmits light incident from the light source. 前記画像形成素子は、前記光源に向かって凸形状を有し、かつ、前記光源から入射した光を反射することを特徴とする請求項2に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 2, wherein the image forming element has a convex shape toward the light source and reflects light incident from the light source. 前記画像形成素子は、光源から照射された光の射出瞳を拡大する射出瞳拡大素子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の虚像表示装置。   5. The virtual image display device according to claim 1, wherein the image forming element is an exit pupil enlarging element for enlarging an exit pupil of light emitted from a light source. 前記画像形成素子は、前記光学素子によって反射された光が照射されない位置に配置されていることを特徴とすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 1, wherein the image forming element is disposed at a position where the light reflected by the optical element is not irradiated. 表示すべき画像を形成し、光を反射することで虚像を表示させる光学素子に対して前記画像を構成する光を出射する画像形成素子であって、
前記画像形成素子は球面形状であり、
前記画像形成素子の曲率中心は、前記光学素子の焦点を通過し、かつ、前記光学素子を通して前記虚像を視認する視線方向に対して平行な線上に位置することを特徴とする画像形成素子。
An image forming element that emits light constituting the image to an optical element that forms an image to be displayed and displays a virtual image by reflecting light,
The image forming element has a spherical shape,
The center of curvature of the image forming element is located on a line that passes through the focal point of the optical element and is parallel to the line-of-sight direction in which the virtual image is viewed through the optical element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105892060A (en) * 2016-06-23 2016-08-24 深圳市欣佳昱橡塑有限公司 Light and convenient VR main body

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