JP4954346B1 - Head-up display - Google Patents

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Abstract

【課題】マイクロレンズアレイを用いた構成において、過度な画素輝点を適切に抑制する。
【解決手段】光学素子は、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第1及び第2マイクロレンズアレイ部を有する。第1及び第2マイクロレンズアレイ部は、第1マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズの焦点距離よりも長い距離だけ、互いに離間した位置に対向配置される。第1マイクロレンズアレイ部は、第2マイクロレンズアレイ部に対して光の入射側に配置されている。また、第1マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズ同士の間隔が、第2マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズ同士の間隔よりも狭く構成されている。上記の光学素子によれば、過度な画素輝点の発生を適切に抑制することができる。
【選択図】図3
In a configuration using a microlens array, excessive pixel bright spots are appropriately suppressed.
An optical element has first and second microlens array portions each having a plurality of microlenses arranged therein. The first and second microlens array units are arranged to face each other at positions separated from each other by a distance longer than the focal length of the microlenses arranged in the first microlens array unit. The first microlens array part is disposed on the light incident side with respect to the second microlens array part. Further, the interval between the microlenses arranged in the first microlens array unit is configured to be narrower than the interval between the microlenses arranged in the second microlens array unit. According to said optical element, generation | occurrence | production of an excessive pixel luminescent spot can be suppressed appropriately.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、マイクロレンズアレイを用いた光学素子に関する。   The present invention relates to an optical element using a microlens array.

従来から、ヘッドアップディスプレイやレーザプロジェクタなどに、マイクロレンズアレイを用いた透過型のスクリーンを適用する技術が提案されている。このような透過型のスクリーンを用いた場合、拡散板を用いる場合と比較して、スペックルノイズによる影響を抑制できるといったメリットがある。例えば特許文献1には、レーザ光を光源とし、複数画素の配列で形成される映像を投影するレーザプロジェクタと、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とを有する画像形成装置が提案されている。マイクロレンズアレイを用いた場合、入射された光を適切に分散させることができると共に、必要な拡散角を自由に設計することができる。   Conventionally, a technique of applying a transmissive screen using a microlens array to a head-up display or a laser projector has been proposed. When such a transmission type screen is used, there is a merit that the influence of speckle noise can be suppressed as compared with the case where a diffusion plate is used. For example, Patent Document 1 proposes an image forming apparatus including a laser projector that uses a laser beam as a light source and projects an image formed by an array of a plurality of pixels, and a microlens array in which a plurality of microlenses are arrayed. Yes. When a microlens array is used, incident light can be appropriately dispersed and a necessary diffusion angle can be freely designed.

他方で、例えば特許文献2及び3並びに非特許文献1には、2枚のマイクロレンズアレイ若しくは2枚の回折格子を用いてスクリーンを構成することが提案されている。特に、非特許文献1には、1枚のマイクロレンズアレイのみを用いた場合には輝度むらが発生する傾向にあるが、2枚のマイクロレンズアレイを用いることで、このような輝度むらの発生を抑制できることが記載されている。   On the other hand, for example, Patent Documents 2 and 3 and Non-Patent Document 1 propose that a screen is configured using two microlens arrays or two diffraction gratings. In particular, in Non-Patent Document 1, there is a tendency that uneven brightness occurs when only one microlens array is used. However, such uneven brightness occurs when two microlens arrays are used. It is described that can be suppressed.

特開2010−145745号公報JP 2010-145745 A 特開平8−16656号公報JP-A-8-16656 特表2007−523369号公報Special table 2007-523369 gazette

H. Urey and K. D. Powell, “Microlens-array-based exit-pupil expander for full-color displays”, APPLIED OPTICS Vol.44, No.23, p.4930-4936H. Urey and K. D. Powell, “Microlens-array-based exit-pupil expander for full-color displays”, APPLIED OPTICS Vol.44, No.23, p.4930-4936

ところで、例えばレーザスキャン型光源にマイクロレンズアレイを適用した場合、マイクロレンズアレイが有する個々のマイクロレンズの焦点を画素位置とするような像(以下、「中間像」と呼ぶ。)が形成される。この場合、当該光源はレーザであるため、マイクロレンズアレイの焦点での集光特性が高い。そのため、マイクロレンズアレイによる中間像面で、各マイクロレンズによって形成された画素(つまりマイクロレンズの焦点に対応する画素)が分離したような状態となる場合がある。言い換えると、中間像面に、輝度の明るい部分と暗い部分とが顕著に表れる場合がある。したがって、マイクロレンズアレイによって形成された中間像を拡大して表示させた場合に、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズによって形成された画素が過度な輝点(以下「画素輝点」と呼ぶ。)として目立ってしまう可能性がある。上記した特許文献1乃至3および非特許文献1には、このような過度な画素輝点を抑制する手法などについては記載されていない。   By the way, for example, when a microlens array is applied to a laser scan type light source, an image (hereinafter referred to as “intermediate image”) is formed in which the focal point of each microlens included in the microlens array is a pixel position. . In this case, since the light source is a laser, the condensing characteristic at the focal point of the microlens array is high. Therefore, in some cases, pixels formed by each microlens (that is, pixels corresponding to the focal point of the microlens) are separated on the intermediate image plane by the microlens array. In other words, a bright portion and a dark portion may appear prominently on the intermediate image plane. Therefore, when the intermediate image formed by the microlens array is enlarged and displayed, the pixels formed by each microlens of the microlens array are referred to as excessive luminescent spots (hereinafter referred to as “pixel luminescent spots”). It may stand out. Patent Documents 1 to 3 and Non-Patent Document 1 described above do not describe a technique for suppressing such excessive pixel bright spots.

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、マイクロレンズアレイを用いた構成において、過度な画素輝点を適切に抑制することが可能なヘッドアップディスプレイ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. An object of the present invention is to provide a head-up display capable of appropriately suppressing excessive pixel bright spots in a configuration using a microlens array.

請求項1に記載の発明では、複数のマイクロレンズが配列された第1マイクロレンズアレイ部及び第2マイクロレンズアレイ部を有する光学素子を備え、前記光学素子によって形成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイであって、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの焦点距離よりも長い距離だけ、互いに離間した位置に対向配置され、前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズ同士の間隔が、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズ同士の間隔よりも狭く構成されており、前記第1マイクロレンズアレイ部は前記第2マイクロレンズアレイ部に対して光の入射側に配置され、前記第1マイクロレンズアレイ部の2以上のマイクロレンズで集光された光が、前記第2マイクロレンズアレイ部の1のマイクロレンズに入射することで集約されるように、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された各マイクロレンズ同士の間隔が設定され、前記第1マイクロレンズアレイ部は、入射された光に対応する1の画素を、前記2以上のマイクロレンズによって分配することで2以上の画素を形成し、前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1マイクロレンズアレイ部によって分配された隣接する前記2以上の画素を、前記1のマイクロレンズによって集約することで1の画素を形成する。 According to a first aspect of the present invention, an optical element having a first microlens array part and a second microlens array part in which a plurality of microlenses are arranged is provided, and an image formed by the optical element is displayed on the eyes of a user. A head-up display for visually recognizing a virtual image from a position, wherein the first microlens array unit and the second microlens array unit are longer than a focal length of the microlens arranged in the first microlens array unit. The distance between the microlenses arranged in the first microlens array unit is opposed to the position separated from each other by a distance, and the interval between the microlenses arranged in the second microlens array unit The first microlens array section is configured to be narrow, and the second microlens array is Is arranged on the incident side of the light to Lee portion, said first micro-lens light condensed in two or more micro-lens array section is incident to one microlens of the second microlens array section The interval between the micro lenses arranged in the first micro lens array unit and the second micro lens array unit is set so that the first micro lens array unit The corresponding one pixel is distributed by the two or more microlenses to form two or more pixels, and the second microlens array unit is adjacent to the two of the adjacent two distributed by the first microlens array unit. One pixel is formed by collecting the above pixels by the one microlens.

請求項16に記載の発明では、光源と、複数のマイクロレンズが所定の間隔で配列された第1マイクロレンズアレイと、前記所定の間隔よりも広い間隔で複数のマイクロレンズが配列された第2マイクロレンズアレイと、を有し、前記第1マイクロレンズアレイ及び前記第2マイクロレンズアレイによって形成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイであって、前記第2マイクロレンズアレイは、前記第1マイクロレンズアレイに配置されたマクロレンズの焦点距離よりも長い距離だけ離間した位置に配置され、前記第1マイクロレンズアレイは、前記第2マイクロレンズアレイに対して、前記光源から出射される光の入射側に配置され、前記第1マイクロレンズアレイの2以上のマイクロレンズで集光された光が、前記第2マイクロレンズアレイの1のマイクロレンズに入射することで集約されるように、前記第1マイクロレンズアレイ及び前記第2マイクロレンズアレイに配列された各マイクロレンズ同士の間隔が設定され、前記第1マイクロレンズアレイは、入射された光に対応する1の画素を、前記2以上のマイクロレンズによって分配することで2以上の画素を形成し、前記第2マイクロレンズアレイは、前記第1マイクロレンズアレイによって分配された隣接する前記2以上の画素を、前記1のマイクロレンズによって集約することで1の画素を形成する。 In a sixteenth aspect of the present invention, a light source, a first microlens array in which a plurality of microlenses are arranged at a predetermined interval, and a second in which a plurality of microlenses are arranged at an interval wider than the predetermined interval. A head-up display that visually recognizes an image formed by the first microlens array and the second microlens array as a virtual image from a position of a user's eyes, the microlens array, and the second microlens The array is disposed at a position separated by a distance longer than a focal length of a macro lens disposed in the first microlens array, and the first microlens array is disposed on the light source with respect to the second microlens array. It is arranged on the incident side of light emitted from the two or more microlenses of the first microlens array The microlenses arranged in the first microlens array and the second microlens array so that the collected light is collected by being incident on one microlens of the second microlens array. The first microlens array forms one or more pixels by distributing one pixel corresponding to incident light by the two or more microlenses, and the second microlens The array aggregates the two or more adjacent pixels distributed by the first microlens array by the one microlens to form one pixel.

本実施例に係る画像表示装置の構成を示す。The structure of the image display apparatus which concerns on a present Example is shown. 本実施例に係るスクリーンの斜視図を示す。The perspective view of the screen which concerns on a present Example is shown. 本実施例に係る第1及び第2マイクロレンズアレイ部の構成を示す。The structure of the 1st and 2nd micro lens array part which concerns on a present Example is shown. 一般的なマイクロレンズアレイ部によって生じ得る、過度な画素輝点を説明するための図を示す。The figure for demonstrating the excessive pixel luminescent spot which may be produced by the general micro lens array part is shown. 本実施例に係るスクリーンの作用・効果を説明するための図を示す。The figure for demonstrating the effect | action and effect of the screen which concerns on a present Example is shown. 変形例1に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The concrete structure of the screen which concerns on the modification 1 is shown. 変形例1の他の例に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the other example of the modification 1 is shown. 変形例2に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the modification 2 is shown. 変形例3に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The concrete structure of the screen which concerns on the modification 3 is shown. 変形例4に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the modification 4 is shown. 変形例5に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the modification 5 is shown. 変形例5の他の例に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the other example of the modification 5 is shown. 変形例6に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the modification 6 is shown. 変形例6の他の例に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the other example of the modification 6 is shown. 変形例7に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the modification 7 is shown. 変形例7の他の例に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the other example of the modification 7 is shown. 変形例8に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the modification 8 is shown. 変形例8の他の例に係るスクリーンの具体的な構成を示す。The specific structure of the screen which concerns on the other example of the modification 8 is shown.

本発明の1つの観点では、複数のマイクロレンズが配列された第1マイクロレンズアレイ部及び第2マイクロレンズアレイ部を有する光学素子であって、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの焦点距離よりも長い距離だけ、互いに離間した位置に対向配置され、前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズ同士の間隔が、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズ同士の間隔よりも狭く構成されており、前記第1マイクロレンズアレイ部は前記第2マイクロレンズアレイ部に対して光の入射側に配置されている。   In one aspect of the present invention, an optical element having a first microlens array section and a second microlens array section in which a plurality of microlenses are arranged, the first microlens array section and the second microlens. The array unit is arranged to face each other at positions separated from each other by a distance longer than the focal length of the microlens arranged in the first microlens array unit, and the microlens arranged in the first microlens array unit The interval between each other is configured to be narrower than the interval between the microlenses arranged in the second microlens array unit, and the first microlens array unit transmits light to the second microlens array unit. It is arranged on the incident side.

上記の光学素子は、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第1及び第2マイクロレンズアレイ部を有する。光学素子は、言い換えるとスクリーンに相当する。第1及び第2マイクロレンズアレイ部は、当該第1マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズの焦点距離よりも長い距離だけ、互いに離間した位置に対向配置される。第1マイクロレンズアレイ部は、第2マイクロレンズアレイ部に対して光の入射側に配置されている。また、第1及び第2マイクロレンズアレイ部は、第1マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズ同士の間隔が、第2マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズ同士の間隔よりも狭く構成されている。つまり、第1マイクロレンズアレイ部のマイクロレンズにおけるレンズピッチが、第2マイクロレンズアレイ部のマイクロレンズにおけるレンズピッチがよりも小さくなるように構成されている。言い換えると、第1マイクロレンズアレイ部の1つのマイクロレンズのレンズ径が、第2マイクロレンズアレイ部の1つのマイクロレンズのレンズ径よりも小さくなるように構成されている。   The optical element includes first and second microlens array portions each having a plurality of microlenses arranged therein. In other words, the optical element corresponds to a screen. The first and second microlens array units are arranged to face each other at positions separated from each other by a distance longer than the focal length of the microlenses arranged in the first microlens array unit. The first microlens array part is disposed on the light incident side with respect to the second microlens array part. The first and second microlens array units are configured such that the interval between the microlenses arranged in the first microlens array unit is narrower than the interval between the microlenses arranged in the second microlens array unit. ing. That is, the lens pitch of the microlenses of the first microlens array portion is configured to be smaller than the lens pitch of the microlenses of the second microlens array portion. In other words, the lens diameter of one microlens of the first microlens array unit is configured to be smaller than the lens diameter of one microlens of the second microlens array unit.

上記の光学素子によれば、第1マイクロレンズアレイ部の2つ以上のマイクロレンズで集光された光が、第2マイクロレンズアレイ部の1つのマイクロレンズに入射することとなる。これにより、第1マイクロレンズアレイ部の2つ以上のマイクロレンズによって形成された2つ以上の画素が、第2マイクロレンズアレイ部の1つのマイクロレンズによって集約され、1つの画素が形成される。つまり、第1マイクロレンズアレイ部によって形成された2つ以上の画素が、第2マイクロレンズアレイ部の1つのマイクロレンズによって、当該2つ以上の画素よりも大きなサイズを有する画素として集約される。これにより、画素輝点を目立たなくすることができる。よって、当該光学素子によれば、第2マイクロレンズアレイ部による中間像を拡大して表示させた場合にも、過度な画素輝点の発生を適切に抑制することができる。   According to the optical element described above, the light condensed by the two or more microlenses of the first microlens array unit is incident on one microlens of the second microlens array unit. Thereby, two or more pixels formed by two or more microlenses of the first microlens array unit are aggregated by one microlens of the second microlens array unit to form one pixel. That is, two or more pixels formed by the first microlens array unit are aggregated as pixels having a size larger than the two or more pixels by one microlens of the second microlens array unit. Thereby, pixel luminescent spots can be made inconspicuous. Therefore, according to the optical element, it is possible to appropriately suppress the occurrence of excessive pixel bright spots even when the intermediate image by the second microlens array unit is enlarged and displayed.

上記の光学素子の一態様では、前記第1マイクロレンズアレイ部の2以上のマイクロレンズで集光された光が、前記第2マイクロレンズアレイ部の1のマイクロレンズに入射することで集約されるように、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された各マイクロレンズ同士の間隔が設定されている。   In one aspect of the optical element described above, light collected by two or more microlenses of the first microlens array unit is collected by being incident on one microlens of the second microlens array unit. As described above, the interval between the microlenses arranged in the first microlens array portion and the second microlens array portion is set.

上記の光学素子では、第1マイクロレンズアレイ部の2以上のマイクロレンズで集光された光が、第2マイクロレンズアレイ部の1のマイクロレンズに入射することで集約されるように、第1マイクロレンズアレイ部及び第2マイクロレンズアレイ部に配列された各マイクロレンズ同士の間隔が設定されている。これにより、過度な画素輝点の発生を適切に抑制することができる。   In the optical element, the first light is collected so that the light collected by the two or more microlenses of the first microlens array unit is collected by being incident on one microlens of the second microlens array unit. An interval between the microlenses arranged in the microlens array unit and the second microlens array unit is set. Thereby, generation | occurrence | production of an excessive pixel luminescent spot can be suppressed appropriately.

上記の光学素子において好適には、前記第1マイクロレンズアレイ部は、入射された光に対応する1の画素を、前記2以上のマイクロレンズによって分配することで2以上の画素を形成し、前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1マイクロレンズアレイ部によって分配された隣接する前記2以上の画素を、前記1のマイクロレンズによって集約することで1の画素を形成する。   Preferably, in the above optical element, the first microlens array unit forms one or more pixels by distributing one pixel corresponding to incident light by the two or more microlenses, The second microlens array unit forms one pixel by aggregating the two or more adjacent pixels distributed by the first microlens array unit with the one microlens.

上記の光学素子の他の一態様では、前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズ同士の間隔が、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズ同士の間隔の「1/2」以下に構成されている。これにより、過度な画素輝点の発生を、効果的に抑制することができる。   In another aspect of the optical element described above, the interval between the microlenses arranged in the first microlens array unit is “1” which is the interval between the microlenses arranged in the second microlens array unit. / 2 "or less. Thereby, generation | occurrence | production of an excessive pixel luminescent spot can be suppressed effectively.

好適には、前記マイクロレンズ同士の間隔は、隣接するマイクロレンズの重心同士の間隔である。言い換えると、マイクロレンズ同士の間隔は、隣接するマイクロレンズの中心同士の距離である。   Preferably, the interval between the microlenses is an interval between centroids of adjacent microlenses. In other words, the interval between microlenses is the distance between the centers of adjacent microlenses.

上記の光学素子において好適には、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの焦点距離の1.5倍以上かつ3倍以下の距離だけ離間した位置に対向配置されている。   Preferably, in the optical element, the first microlens array unit and the second microlens array unit are 1.5 times or more the focal length of the microlens arranged in the first microlens array unit, and Oppositely arranged at a position separated by a distance of three times or less.

上記の光学素子の他の一態様では、前記複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において多角形状のレンズ輪郭で構成され、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、当該第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、当該第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度をずらせて構成されている。   In another aspect of the optical element, each of the plurality of microlenses is configured with a polygonal lens outline in a plan view, and the first microlens array unit and the second microlens array unit The angle between the apex direction of the lens outline of the microlens arranged in the first microlens array part and the apex direction of the lens outline of the microlens arranged in the second microlens array part are shifted. Has been.

上記の光学素子では、第1及び第2マイクロレンズアレイ部は、当該第1マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状の頂点方向と、当該第2マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状の頂点方向との角度差が、所定角度に構成されている。つまり、レンズ輪郭である多角形状が互いに所定角度だけ回転した関係になるように、第1及び第2マイクロレンズアレイ部に複数のマイクロレンズが配列されている。上記の光学素子によれば、入射面において生じ得る多角形状の像による不要な干渉を抑制することができ、第1及び第2マイクロレンズアレイ部における位置ずれによる影響を適切に抑制することが可能となる。また、上記の光学素子によれば、第1及び第2マイクロレンズアレイ部を厳密に位置調整する必要がないため、容易且つ低コストで光学素子を作成することが可能となる。   In the above optical element, the first and second microlens array portions are arranged in a polygonal apex direction which is a lens contour of the microlens arranged in the first microlens array portion, and in the second microlens array portion. The angle difference from the apex direction of the polygonal shape that is the lens contour of the arranged microlenses is configured to a predetermined angle. That is, a plurality of microlenses are arranged in the first and second microlens array portions so that the polygonal shape that is the lens contour is rotated by a predetermined angle. According to the above-described optical element, unnecessary interference due to a polygonal image that may occur on the incident surface can be suppressed, and the influence of the positional deviation in the first and second microlens array portions can be appropriately suppressed. It becomes. Further, according to the optical element described above, since it is not necessary to strictly adjust the positions of the first and second microlens array portions, it is possible to produce the optical element easily and at low cost.

上記の光学素子の他の一態様では、前記多角形状は、正六角形状であり、前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度差は、略30度又は略90度である。この態様によれば、第1及び第2マイクロレンズアレイ部における位置ずれによる影響を、効果的に抑制することが可能となる。   In another aspect of the optical element described above, the polygonal shape is a regular hexagonal shape, the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the first microlens array portion, and the second microlens The angle difference from the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the array portion is approximately 30 degrees or approximately 90 degrees. According to this aspect, it is possible to effectively suppress the influence due to the displacement in the first and second microlens array portions.

上記の光学素子の他の一態様では、前記多角形状は、正方形状であり、前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度差は、略45度又は略135度である。この態様によれば、第1及び第2マイクロレンズアレイ部における位置ずれによる影響を、効果的に抑制することが可能となる。   In another aspect of the above optical element, the polygonal shape is a square shape, the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the first microlens array portion, and the second microlens array The angle difference between the microlenses arranged in the section and the apex direction of the lens contour is approximately 45 degrees or approximately 135 degrees. According to this aspect, it is possible to effectively suppress the influence due to the displacement in the first and second microlens array portions.

上記の光学素子の他の一態様では、前記複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において正多角形状のレンズ輪郭を有し、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、当該第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、当該第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度を、前記正多角形状に含まれる1の内角の半分の角度ずらせて構成されている。この態様によっても、第1及び第2マイクロレンズアレイ部における位置ずれによる影響を、効果的に抑制することが可能となる。   In another aspect of the optical element, each of the plurality of microlenses has a regular polygonal lens profile in plan view, and the first microlens array unit and the second microlens array unit are The angle between the apex direction of the lens outline of the microlens arranged in the first microlens array part and the apex direction of the lens outline of the microlens arranged in the second microlens array part, It is configured to be shifted by half of one interior angle included in the regular polygon shape. Also according to this aspect, it is possible to effectively suppress the influence of the positional deviation in the first and second microlens array portions.

上記の光学素子の他の一態様では、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、それぞれ前記複数のマイクロレンズが等間隔に配列され、前記マイクロレンズは、1のマイクロレンズ周囲に、前記1のマイクロレンズの頂点に対してそれぞれ所定角度ごとに隣接して配列され、前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズと、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズとが、前記1のマイクロレンズに対して前記所定角度の半分の角度ずらせて構成されている。この態様によっても、第1及び第2マイクロレンズアレイ部における位置ずれによる影響を効果的に抑制することが可能となる。なお、上記の光学素子においては、前記第1及び第2マイクロレンズアレイ部を構成するマイクロレンズの間を光が透過しないようにマスクすることが好ましい。   In another aspect of the above optical element, each of the first microlens array unit and the second microlens array unit includes the plurality of microlenses arranged at equal intervals, and the microlens is one microlens. Around the periphery, the microlenses arranged adjacent to the apex of the one microlens at a predetermined angle, and arranged in the first microlens array unit, and arranged in the second microlens array unit The microlens is configured to be shifted from the one microlens by half the predetermined angle. Also according to this aspect, it is possible to effectively suppress the influence due to the displacement in the first and second microlens array portions. In the optical element described above, it is preferable to mask so that light does not pass between the microlenses constituting the first and second microlens array portions.

上記の光学素子の他の一態様では、前記第1マイクロレンズアレイ部を一方の面に有する第1レンズアレイと、前記第2マイクロレンズアレイ部を一方の面に有する第2レンズアレイとから構成される。言い換えると、第1及び第2マイクロレンズアレイ部は、別個に構成されていると共に、それぞれ片側の面に複数のマイクロレンズが形成されている。   In another aspect of the above optical element, the optical element includes a first lens array having the first microlens array portion on one surface and a second lens array having the second microlens array portion on one surface. Is done. In other words, the first and second microlens array units are configured separately, and a plurality of microlenses are formed on one side of each.

好適には、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1レンズアレイ及び前記第2レンズアレイの、各々対向する面に形成されている。言い換えると、第1及び第2マイクロレンズアレイ部は、それぞれ、当該第1及び第2マイクロレンズアレイ部の対向する面に複数のマイクロレンズが形成されている。   Preferably, the first microlens array part and the second microlens array part are formed on opposite surfaces of the first lens array and the second lens array, respectively. In other words, each of the first and second microlens array units has a plurality of microlenses formed on the opposing surfaces of the first and second microlens array units.

また好適には、前記第1マイクロレンズアレイ部は、前記第1レンズアレイの面のうち、前記第2レンズアレイの前記第2マイクロレンズアレイ部が形成されている面と対向しない面に形成されている。言い換えると、第1及び第2マイクロレンズアレイ部の一方は、当該第1及び第2マイクロレンズアレイ部の対向する面に複数のマイクロレンズが形成されており、第1及び第2マイクロレンズアレイ部の他方は、対向する面の反対側の面に複数のマイクロレンズが形成されている。   Preferably, the first microlens array portion is formed on a surface of the first lens array that does not face the surface of the second lens array on which the second microlens array portion is formed. ing. In other words, one of the first and second microlens array units has a plurality of microlenses formed on opposing surfaces of the first and second microlens array units, and the first and second microlens array units. The other has a plurality of microlenses formed on the surface opposite to the opposing surface.

また好適には、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1レンズアレイ及び前記第2レンズアレイの、各々対向しない面に形成されている。言い換えると、第1及び第2マイクロレンズアレイ部は、それぞれ、当該第1及び第2マイクロレンズアレイ部の対向する面の反対側の面に複数のマイクロレンズが形成されている。   Preferably, the first microlens array part and the second microlens array part are formed on surfaces of the first lens array and the second lens array that are not opposed to each other. In other words, each of the first and second microlens array units has a plurality of microlenses formed on the surface opposite to the opposing surface of the first and second microlens array units.

上記の光学素子の他の一態様では、前記第1マイクロレンズアレイ部を一方の面に有し、前記第2マイクロレンズアレイ部を他方の面に有する。言い換えると、第1及び第2マイクロレンズアレイ部が一体に構成され、光学素子における対向する両側の面に複数のマイクロレンズが形成されている。この態様によれば、2つのマイクロレンズアレイ部が一体に構成されているため、マイクロレンズアレイが形成された1枚の構成要素のみを作成すれば良いので、光学素子に要するコストをより低減することが可能となる。   In another aspect of the optical element, the first microlens array portion is provided on one surface, and the second microlens array portion is provided on the other surface. In other words, the first and second microlens array portions are integrally formed, and a plurality of microlenses are formed on opposite surfaces of the optical element. According to this aspect, since the two microlens array portions are integrally formed, it is only necessary to create one component on which the microlens array is formed, thereby further reducing the cost required for the optical element. It becomes possible.

上記した光学素子は、画像をユーザの目の位置から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイに好適に適用することができる。   The above-described optical element can be suitably applied to a head-up display that visually recognizes an image as a virtual image from the position of the user's eyes.

本発明の他の観点では、光源ユニットは、光源と、複数のマイクロレンズが所定の間隔で配列された第1マイクロレンズアレイと、前記所定の間隔よりも広い間隔で複数のマイクロレンズが配列された第2マイクロレンズアレイと、を有し、前記第2マイクロレンズアレイは、前記第1マイクロレンズアレイに配置されたマクロレンズの焦点距離よりも長い距離だけ離間した位置に配置され、前記第1マイクロレンズアレイは、前記第2マイクロレンズアレイに対して、前記光源から出射される光の入射側に配置されている。上記の光源ユニットによっても、過度な画素輝点の発生を適切に抑制することができる。   In another aspect of the present invention, the light source unit includes a light source, a first microlens array in which a plurality of microlenses are arranged at a predetermined interval, and a plurality of microlenses arranged at an interval wider than the predetermined interval. A second microlens array, wherein the second microlens array is disposed at a position separated by a distance longer than a focal length of a macro lens disposed in the first microlens array, The microlens array is disposed on the incident side of the light emitted from the light source with respect to the second microlens array. Even with the above light source unit, it is possible to appropriately suppress the occurrence of excessive pixel bright spots.

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.

[画像表示装置の構成]
図1は、本実施例に係る光学素子が適用された画像表示装置の構成を示す。図1に示すように、画像表示装置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、スクリーン11と、を備える。
[Configuration of image display device]
FIG. 1 shows a configuration of an image display device to which an optical element according to the present embodiment is applied. As shown in FIG. 1, the image display device 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. A MEMS mirror 10 and a screen 11.

画像表示装置1は、例えばヘッドアップディスプレイに適用される。ヘッドアップディスプレイは、画像を運転者の目の位置(アイポイント)から虚像として視認させる装置である。   The image display device 1 is applied to, for example, a head-up display. The head-up display is a device that visually recognizes an image as a virtual image from the position (eye point) of the driver's eyes.

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。   The image signal input unit 2 receives an image signal input from the outside and outputs it to the video ASIC 3.

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。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。   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). 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.

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。   The synchronization / image separation unit 31 separates the image data displayed on the screen 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.

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。   The bit data converter 32 reads the image data written in the frame memory 4 and converts it into bit data.

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。   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.

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 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。   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.

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 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。   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.

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。   The servo circuit 81 controls the operation of the MEMS mirror 10 based on a signal from the timing controller.

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 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。   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.

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 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.

スクリーン11は、本発明に係る「光学素子」の一例であり、透過型のスクリーンとして構成され、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部(不図示)を備える。マイクロレンズアレイ部は、入射された光を適度に分散させる。具体的には、マイクロレンズアレイ部は、レンズの曲率などに応じた拡散角にて光を拡散させる。マイクロレンズアレイ部におけるレンズの曲率などは、必要な拡散角に応じて予め設計される。なお、スクリーン11については、詳細は後述する。   The screen 11 is an example of the “optical element” according to the present invention, is configured as a transmissive screen, and includes a microlens array unit (not shown) in which a plurality of microlenses are arranged. The microlens array unit appropriately disperses incident light. Specifically, the microlens array unit diffuses light at a diffusion angle corresponding to the curvature of the lens. The curvature of the lens in the microlens array unit is designed in advance according to the required diffusion angle. Details of the screen 11 will be described later.

なお、画像表示装置1は、実際には、上記のようなスクリーン11から出射された光を、反射ミラー(コンバイナ)で反射させた光や拡大素子で拡大させた光などに対応する画像を、運転者の目の位置(アイポイント)から虚像として視認させる。   The image display device 1 actually displays an image corresponding to the light emitted from the screen 11 as described above, the light reflected by the reflecting mirror (combiner), the light enlarged by the magnifying element, and the like. It is visually recognized as a virtual image from the driver's eye position (eye point).

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。   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).

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。   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.

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 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。   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.

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。   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.

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。   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.

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。実際には、パワー調整時には、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のうちの1つが順に受光素子50へ入射され、受光素子50は、そのレーザ光の光量に対応する検出信号Sdを出力する。レーザドライバASIC7は、検出信号Sdに応じて、赤色レーザLD1、青色レーザLD2及び緑色レーザLD3のパワー調整を行う。   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. Actually, at the time of power adjustment, one of red laser light, blue laser light, and green laser light is sequentially incident on the light receiving element 50, and the light receiving element 50 outputs a detection signal Sd corresponding to the amount of the laser light. To do. The laser driver ASIC 7 adjusts the power of the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 according to the detection signal Sd.

例えば、赤色レーザLD1のパワー調整を行う場合、レーザドライバASIC7は赤色レーザ駆動回路71のみを動作させ、赤色レーザLD1へ駆動電流を供給して赤色レーザLD1から赤色レーザ光を出射させる。この赤色レーザ光の一部は受光素子50により受光され、その光量に応じた検出信号SdがレーザドライバASIC7へフィードバックされる。レーザドライバASIC7は、検出信号Sdが示す光量が適正な光量となるように、赤色レーザ駆動回路71から赤色レーザLD1へ供給される駆動電流を調整する。こうして、パワー調整がなされる。青色レーザLD2のパワー調整及び緑色レーザLD3のパワー調整も同様に行われる。   For example, when the power of the red laser LD1 is adjusted, the laser driver ASIC 7 operates only the red laser drive circuit 71, supplies a drive current to the red laser LD1, and emits red laser light from the red laser LD1. A part of the red laser light is received by the light receiving element 50, and a detection signal Sd corresponding to the amount of light is fed back to the laser driver ASIC7. The laser driver ASIC 7 adjusts the drive current supplied from the red laser drive circuit 71 to the red laser LD1 so that the light amount indicated by the detection signal Sd is an appropriate light amount. In this way, power adjustment is performed. The power adjustment of the blue laser LD2 and the power adjustment of the green laser LD3 are similarly performed.

なお、上記したようなレーザ光源ユニット9とスクリーン11とを少なくとも具備して構成される構成部は、本発明に係る「光源ユニット」の一例に相当する。   In addition, the above-described configuration part including at least the laser light source unit 9 and the screen 11 corresponds to an example of the “light source unit” according to the present invention.

[スクリーンの構成]
次に、本実施例に係るスクリーン11の構成について具体的に説明する。なお、前述したように、スクリーン11は本発明に係る「光学素子」の一例である。
[Screen structure]
Next, the configuration of the screen 11 according to the present embodiment will be specifically described. As described above, the screen 11 is an example of the “optical element” according to the present invention.

図2は、本実施例に係るスクリーン11の斜視図を示す。図2に示すように、スクリーン11は、所定の距離だけ離間させて対向配置された第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを有する。第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bは、それぞれ、略円板状に構成されている。また、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bは、それぞれ、平面視において正六角形状のレンズ輪郭で構成された複数のマイクロレンズ11aa、11baが、片側の面に格子状に形成されている。   FIG. 2 is a perspective view of the screen 11 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the screen 11 includes a first microlens array part 11 a and a second microlens array part 11 b that are opposed to each other with a predetermined distance therebetween. The first microlens array part 11a and the second microlens array part 11b are each configured in a substantially disc shape. Further, each of the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b includes a plurality of microlenses 11aa and 11ba each having a regular hexagonal lens outline in a plan view in a lattice shape on one side. Is formed.

更に、図2に示すように、第1マイクロレンズアレイ部11aは入射光側に配置されており、第2マイクロレンズアレイ部11bは出射光側に配置されている。つまり、第1マイクロレンズアレイ部11aに先に光が入射し、第1マイクロレンズアレイ部11aから出射された光が第2マイクロレンズアレイ部11bに入射する。   Further, as shown in FIG. 2, the first microlens array unit 11a is disposed on the incident light side, and the second microlens array unit 11b is disposed on the outgoing light side. That is, the light first enters the first microlens array unit 11a, and the light emitted from the first microlens array unit 11a enters the second microlens array unit 11b.

図3は、本実施例に係る第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bの具体的な構成を示す図である。図3(a)は、光の進行方向に垂直な面にて第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを切断した断面図を示す。具体的には、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bの一部分を拡大して表した断面図を示している。図3(a)に示すように、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bは、複数のマイクロレンズ11aa、11baが形成された面が向き合うように対向配置されている。つまり、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bは、それぞれ、対向する面に複数のマイクロレンズ11aa、11baが形成されている。また、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bは、距離Dだけ離間した位置に対向配置されている。本実施例では、第1マイクロレンズアレイ部11aに配列されたマイクロレンズ11aaの焦点距離よりも少なくとも長い距離Dだけ離間した位置に、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを対向配置する。例えば、マイクロレンズ11aaにおける焦点距離の1.5倍以上かつ3倍以下の距離Dだけ離間した位置に、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを配置する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration of the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b according to the present embodiment. FIG. 3A is a cross-sectional view of the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b taken along a plane perpendicular to the light traveling direction. Specifically, a cross-sectional view showing a part of the first microlens array portion 11a and the second microlens array portion 11b in an enlarged manner is shown. As shown in FIG. 3A, the first microlens array portion 11a and the second microlens array portion 11b are arranged to face each other so that the surfaces on which the plurality of microlenses 11aa and 11ba are formed face each other. That is, the first microlens array portion 11a and the second microlens array portion 11b are formed with a plurality of microlenses 11aa and 11ba on the opposing surfaces, respectively. Further, the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b are arranged to face each other at a position separated by a distance D. In the present embodiment, the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b are arranged at positions separated by a distance D that is at least longer than the focal length of the microlenses 11aa arranged in the first microlens array unit 11a. Place them facing each other. For example, the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b are arranged at positions separated by a distance D that is 1.5 to 3 times the focal length of the microlens 11aa.

図3(b)は、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bの平面図を示す。具体的には、光の進行方向に沿った方向から観察した、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bの一部分を拡大して表した平面図を示している。図3(b)に示すように、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bは、それぞれ、平面視において正六角形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ11aa、11baが格子状に配列されている。具体的には、複数のマイクロレンズ11aa、11baは、正六角形状を構成する辺同士を隣接させて配列されている。   FIG. 3B is a plan view of the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b. Specifically, the top view which expanded and represented a part of 1st micro lens array part 11a and the 2nd micro lens array part 11b observed from the direction along the advancing direction of light is shown. As shown in FIG. 3B, each of the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b includes a plurality of microlenses 11aa and 11ba each having a regular hexagonal lens profile in plan view. Are arranged in a grid pattern. Specifically, the plurality of microlenses 11aa and 11ba are arranged with adjacent sides forming a regular hexagonal shape.

本実施例では、図3(b)に示すように、第1マイクロレンズアレイ部11aに配列されたマイクロレンズ11aaのレンズピッチPaと、第2マイクロレンズアレイ部11bに配列されたマイクロレンズ11baのレンズピッチPbとが異なるように、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを構成する。具体的には、第1マイクロレンズアレイ部11aにおけるレンズピッチPaが第2マイクロレンズアレイ部11bにおけるレンズピッチPbよりも小さくなるように、言い換えると1つのマイクロレンズ11aaのレンズ径が1つのマイクロレンズ11baのレンズ径よりも小さくなるように、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを構成する。例えば、マイクロレンズ11aaのレンズピッチPaがマイクロレンズ11baのレンズピッチPbの「1/2」以下となるように、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを構成する。   In this embodiment, as shown in FIG. 3B, the lens pitch Pa of the microlenses 11aa arranged in the first microlens array section 11a and the microlenses 11ba arranged in the second microlens array section 11b. The first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b are configured so that the lens pitch Pb is different. Specifically, the lens diameter Pa of the first microlens array unit 11a is smaller than the lens pitch Pb of the second microlens array unit 11b. In other words, the lens diameter of one microlens 11aa is one microlens. The first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b are configured to be smaller than the lens diameter of 11ba. For example, the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b are configured so that the lens pitch Pa of the microlens 11aa is equal to or less than “½” of the lens pitch Pb of the microlens 11ba.

なお、上記したレンズピッチPa、Pbは、言い換えると第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bに配列された隣接するマイクロレンズ11aa、11ba同士の間隔であり、隣接するマイクロレンズ11aa、11baの重心同士の間隔(つまり中心同士の距離)に相当する。以下同様であるものとする。   The lens pitches Pa and Pb described above are, in other words, intervals between adjacent microlenses 11aa and 11ba arranged in the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b, and adjacent microlenses 11aa. , 11ba, which corresponds to the distance between the centers of gravity (that is, the distance between the centers). The same shall apply hereinafter.

[スクリーンの作用・効果]
次に、上述した本実施例に係るスクリーン11の作用・効果について説明する。
[Screen effects / effects]
Next, the operation and effect of the screen 11 according to the above-described embodiment will be described.

まず、図4を参照して、一般的なマイクロレンズアレイ部200によって生じ得る、過度な画素輝点について説明する。図4(a)は、一般的なマイクロレンズアレイ部200によって形成される中間像を説明するための図を示している。例えばレーザスキャン型光源にマイクロレンズアレイ部200を適用した場合、マイクロレンズアレイ部200の各マイクロレンズ200aの焦点を画素位置とする中間像が、符号201で示す面(焦点面であり、以下「中間像面」と呼ぶ。)に形成される。図4(a)に示す例では、中間像は、マイクロレンズ200aの焦点位置に形成された画素202、203、204によって構成されている。このような画素202、203、204の間隔は、マイクロレンズアレイ部200のレンズピッチPaと等しい。   First, with reference to FIG. 4, an excessive pixel bright spot that may be generated by a general microlens array unit 200 will be described. FIG. 4A shows a diagram for explaining an intermediate image formed by a general microlens array unit 200. For example, when the microlens array unit 200 is applied to a laser scanning type light source, an intermediate image having a focal point of each microlens 200a of the microlens array unit 200 as a pixel position is a surface indicated by reference numeral 201 (a focal plane, hereinafter “ Called an "intermediate image plane"). In the example shown in FIG. 4A, the intermediate image is composed of pixels 202, 203, and 204 formed at the focal position of the microlens 200a. Such an interval between the pixels 202, 203, and 204 is equal to the lens pitch Pa of the microlens array unit 200.

図4(b)は、中間像面201での輝度の強度分布を示している。具体的には、中間像面201に形成された画素202、203、204に対応する輝度の強度分布(概ねガウス分布となる)を示している。上記したようにレーザスキャン型光源にマイクロレンズアレイ部200を適用した場合、当該光源はレーザであるため、マイクロレンズ200aの焦点での集光特性が高い。そのため、図4(b)中の矢印206で示すように、中間像面201では、画素202、203、204が分離したような状態となる傾向にある。つまり、中間像面201において、輝度の明るい部分と暗い部分とが顕著に表れる傾向にある。したがって、例えばヘッドアップディスプレイなどによって中間像を拡大して表示させた場合、マイクロレンズアレイ部200の各マイクロレンズ200aによって形成された画素202、203、204が、過度な画素輝点として目立ってしまう可能性がある。なお、このような現象は、2枚のマイクロレンズアレイ部200を用いた場合(レンズピッチが概ね同一のマイクロレンズアレイ部200を用いるものとする)にも、同様に発生し得る。   FIG. 4B shows a luminance intensity distribution on the intermediate image plane 201. Specifically, the luminance intensity distribution (generally Gaussian distribution) corresponding to the pixels 202, 203, and 204 formed on the intermediate image plane 201 is shown. As described above, when the microlens array unit 200 is applied to a laser scanning light source, since the light source is a laser, the light condensing characteristic at the focal point of the microlens 200a is high. Therefore, as shown by an arrow 206 in FIG. 4B, the intermediate image plane 201 tends to be in a state where the pixels 202, 203, and 204 are separated. That is, in the intermediate image plane 201, a bright portion and a dark portion tend to appear remarkably. Therefore, for example, when the intermediate image is enlarged and displayed by a head-up display or the like, the pixels 202, 203, and 204 formed by the microlenses 200a of the microlens array unit 200 are conspicuous as excessive pixel bright spots. there is a possibility. Such a phenomenon can occur in the same manner even when two microlens array units 200 are used (the microlens array units 200 having substantially the same lens pitch are used).

次に、図5を参照して、本実施例に係るスクリーン11による作用・効果について説明する。図5(a)は、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bによって形成される中間像を説明するための図を示している。本実施例では、第1マイクロレンズアレイ部11aのレンズピッチPaが第2マイクロレンズアレイ部11bのレンズピッチPbよりも小さく構成されているため、第1マイクロレンズアレイ部11aの2つ以上のマイクロレンズ11aaで集光された光が、第2マイクロレンズアレイ部11bの1つのマイクロレンズ11baに入射する。図5(a)に示す例では、マイクロレンズ11aaのレンズピッチPaがマイクロレンズ11baのレンズピッチPbの「1/3」に構成されているため、3つのマイクロレンズ11aaで集光された光が、1つのマイクロレンズ11baに入射する。   Next, with reference to FIG. 5, the effect | action and effect by the screen 11 which concern on a present Example are demonstrated. FIG. 5A is a diagram for explaining an intermediate image formed by the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b. In the present embodiment, since the lens pitch Pa of the first microlens array unit 11a is configured to be smaller than the lens pitch Pb of the second microlens array unit 11b, two or more micros in the first microlens array unit 11a. The light condensed by the lens 11aa enters one microlens 11ba of the second microlens array unit 11b. In the example shown in FIG. 5A, since the lens pitch Pa of the microlens 11aa is configured to be “1/3” of the lens pitch Pb of the microlens 11ba, the light condensed by the three microlenses 11aa The light enters one microlens 11ba.

ここでは、第1マイクロレンズアレイ部11aにおけるレンズピッチPaが、第1マイクロレンズアレイ部11aに入力される光に対応する画素(以下、「元画素」と呼ぶ。)のピッチよりも小さい場合を考える。具体的には、1つの元画素に対応する光が、第1マイクロレンズアレイ部11aの3つのマイクロレンズ11aaに入射する例を挙げる。この例では、1つの元画素に対応する光が、第1マイクロレンズアレイ部11aの3つのマイクロレンズ11aaによって分配されることで、3つの画素が形成される(以下では、第1マイクロレンズアレイ部11aによって分配された画素を「分配画素」と呼ぶ)。そして、マイクロレンズ11aaによって形成された3つの分配画素が、第2マイクロレンズアレイ部11bの1つのマイクロレンズ11baによって集約されることで、1つの画素が形成される(以下では、第2マイクロレンズアレイ部11bによって集約された画素を「集約画素」と呼ぶ)。   Here, a case where the lens pitch Pa in the first microlens array unit 11a is smaller than the pitch of pixels (hereinafter referred to as “original pixels”) corresponding to light input to the first microlens array unit 11a. Think. Specifically, an example in which light corresponding to one original pixel is incident on the three microlenses 11aa of the first microlens array unit 11a. In this example, light corresponding to one original pixel is distributed by the three microlenses 11aa of the first microlens array unit 11a, thereby forming three pixels (hereinafter, the first microlens array). Pixels distributed by the unit 11a are referred to as “distributed pixels”). Then, the three distribution pixels formed by the microlenses 11aa are aggregated by one microlens 11ba of the second microlens array unit 11b to form one pixel (hereinafter, the second microlens Pixels aggregated by the array unit 11b are referred to as “aggregated pixels”).

図5(a)では、第1マイクロレンズアレイ部11aのマイクロレンズ11aaの焦点に位置する中間像面211に、分配画素212a〜212c、213a〜213c、214a〜214cが中間像として形成された例を示している。分配画素212a〜212c、213a〜213c、214a〜214cのそれぞれにおける3つの画素を一まとまりにした画素は、1つの元画素に対応する。また、図5(a)では、第2マイクロレンズアレイ部11bのマイクロレンズ11baの焦点に位置する中間像面215に、集約画素216、217、218が中間像として形成された例を示している。集約画素216、217、218は、それぞれ1つの元画素に対応する。   In FIG. 5A, distribution pixels 212a to 212c, 213a to 213c, and 214a to 214c are formed as intermediate images on the intermediate image surface 211 located at the focal point of the micro lens 11aa of the first micro lens array unit 11a. Is shown. A pixel obtained by grouping three pixels in each of the distribution pixels 212a to 212c, 213a to 213c, and 214a to 214c corresponds to one original pixel. FIG. 5A shows an example in which aggregated pixels 216, 217, and 218 are formed as intermediate images on the intermediate image plane 215 located at the focal point of the microlens 11ba of the second microlens array unit 11b. . Each of the aggregated pixels 216, 217, and 218 corresponds to one original pixel.

図5(b)は、中間像面211での輝度の強度分布を示している。具体的には、中間像面211に形成された分配画素212a〜212c、213a〜213c、214a〜214cに対応する輝度の強度分布(概ねガウス分布となる)を示している。図5(b)より、上記したような一般的なマイクロレンズアレイ部200を用いた場合と比較して(図4(b)参照)、分配画素212a〜212c、213a〜213c、214a〜214cの分離が目立たなくなっていることがわかる。これは、第1マイクロレンズアレイ部11aにおけるレンズピッチPaを、元画素のピッチよりも小さく構成したことに起因する。他方で、図5(b)中の矢印219に示すように、輝度の高い部分と低い部分との差が、ある程度存在していることがわかる。このような差は、画素輝点が目立ってしまう可能性がある。   FIG. 5B shows a luminance intensity distribution on the intermediate image plane 211. Specifically, intensity distributions (generally Gaussian distribution) corresponding to the distribution pixels 212a to 212c, 213a to 213c, and 214a to 214c formed on the intermediate image plane 211 are shown. FIG. 5B shows that the distribution pixels 212a to 212c, 213a to 213c, and 214a to 214c are compared with the case where the general microlens array unit 200 as described above is used (see FIG. 4B). It can be seen that the separation is not noticeable. This is because the lens pitch Pa in the first microlens array unit 11a is configured to be smaller than the pitch of the original pixel. On the other hand, as indicated by an arrow 219 in FIG. 5B, it can be seen that there is a certain amount of difference between the high luminance portion and the low luminance portion. Such a difference may cause pixel luminescent spots to be noticeable.

図5(c)は、中間像面215での輝度の強度分布を示している。具体的には、中間像面215に形成された集約画素216、217、218に対応する輝度の強度分布(概ねガウス分布となる)を示している。図5(c)中の矢印220より、中間像面215では、上記した中間像面211と比較して(図5(b)中の矢印219参照)、輝度の高い部分と低い部分との差が小さくなっていることがわかる。これは、第1マイクロレンズアレイ部11aのレンズピッチPaよりも十分に大きなレンズピッチPbを有する第2マイクロレンズアレイ部11bを、マイクロレンズ11aaの焦点距離よりも長い距離Dだけ離間させた位置に配置したためであると考えられる。つまり、このように第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを構成することで、第1マイクロレンズアレイ部11aによって形成された複数の分配画素を、第2マイクロレンズアレイ部11bの1つのマイクロレンズ11baによって集約することにより、分配画素よりも大きなサイズの集光画素を形成したからであると考えられる。   FIG. 5C shows a luminance intensity distribution on the intermediate image plane 215. Specifically, the luminance intensity distribution (generally Gaussian distribution) corresponding to the aggregated pixels 216, 217, and 218 formed on the intermediate image plane 215 is shown. From the arrow 220 in FIG. 5C, the intermediate image plane 215 is different from the above-described intermediate image plane 211 (see the arrow 219 in FIG. 5B) between the high luminance portion and the low luminance portion. It can be seen that is smaller. This is because the second micro lens array unit 11b having a lens pitch Pb sufficiently larger than the lens pitch Pa of the first micro lens array unit 11a is separated by a distance D longer than the focal length of the micro lens 11aa. This is thought to be due to the arrangement. That is, by configuring the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b in this way, a plurality of distribution pixels formed by the first microlens array unit 11a are converted into the second microlens array unit 11b. This is probably because the condensing pixels having a size larger than the distribution pixels are formed by aggregating by one microlens 11ba.

以上のことから、本実施例によれば、画素輝点を適切に目立たなくすることができる。したがって、本実施例によれば、例えばヘッドアップディスプレイなどによって中間像を拡大して表示させた場合にも、過度な画素輝点の発生を適切に抑制することができる。   From the above, according to the present embodiment, the pixel luminescent spots can be made inconspicuous appropriately. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to appropriately suppress the occurrence of excessive pixel bright spots even when the intermediate image is enlarged and displayed by, for example, a head-up display.

また、本実施例では、第1マイクロレンズアレイ部11aのマイクロレンズ11aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離Dだけ離間した位置に、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを対向配置している。これにより、第1マイクロレンズアレイ部11aにおける1つのマイクロレンズ11aaに入射した光を、第2マイクロレンズアレイ部11bにおける多数のマイクロレンズ11baに入射させることができる。そして、第2マイクロレンズアレイ部11bの各々のマイクロレンズ11baで集光して、画素を形成することができる。これにより、光を適切に分散させることができるので、均一でむら(輝度むら)の少ない画像を形成することが可能となる。   In this embodiment, the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b are opposed to each other at a position separated by a distance D that is at least longer than the focal length of the microlens 11aa of the first microlens array unit 11a. It is arranged. As a result, light incident on one microlens 11aa in the first microlens array unit 11a can be incident on a number of microlenses 11ba in the second microlens array unit 11b. Then, light can be condensed by each microlens 11ba of the second microlens array portion 11b to form a pixel. Thereby, since light can be appropriately dispersed, it is possible to form a uniform image with less unevenness (luminance unevenness).

ところで、前述した非特許文献1などには、2枚のマイクロレンズアレイを用いてスクリーン(以下、「比較例に係るスクリーン」と呼ぶ。)を構成することが記載されている。比較例に係るスクリーンでは、基本的には、2枚のマイクロレンズアレイを、マイクロレンズの焦点距離だけ離間させていた。このような比較例の構成では、2枚のマイクロレンズアレイを厳密に位置調整する必要があった。具体的には、2枚のマイクロレンズアレイの個々のマイクロレンズの光軸を一致させる必要があった。というのは、2枚のマイクロレンズアレイ間の距離が焦点距離とずれていたり、マイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向がずれていたりすると、マイクロレンズが不要な光を取り込んでしまったり、ずれによる影響が視認されてしまったりするなどの不具合が発生する場合があったからである。そのため、比較例では、スクリーンの作成に手間やコストがかかる傾向にあった。   By the way, the above-mentioned Non-Patent Document 1 and the like describe that a screen (hereinafter referred to as a “screen according to a comparative example”) is configured using two microlens arrays. In the screen according to the comparative example, basically, the two microlens arrays are separated by the focal length of the microlens. In the configuration of such a comparative example, it is necessary to strictly adjust the positions of the two microlens arrays. Specifically, it is necessary to match the optical axes of the individual microlenses of the two microlens arrays. This is because if the distance between the two microlens arrays deviates from the focal length, or if the apex direction of the lens contour of the microlens deviates, the microlens may take in unwanted light, or the effect of the misalignment. This is because there may be a problem such as being visually recognized. For this reason, in the comparative example, there is a tendency that it takes time and cost to create the screen.

これに対して、本実施例では、第1マイクロレンズアレイ部11aのマイクロレンズ11aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離Dだけ離間した位置に、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを対向配置している。このような本実施例によれば、マイクロレンズの焦点距離だけ厳密に2枚のマイクロレンズアレイを離間させて配置する比較例の構成と比較して、解像度は落ちる傾向にあるが、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bを対向配置する際に要する精度を下げることができる。   In contrast, in the present embodiment, the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit are located at positions separated by a distance D that is at least longer than the focal length of the microlens 11aa of the first microlens array unit 11a. 11b is arranged oppositely. According to the present embodiment, the resolution tends to be lower than the configuration of the comparative example in which two microlens arrays are arranged to be strictly separated from each other by the focal length of the microlens. The accuracy required when the lens array portion 11a and the second microlens array portion 11b are arranged to face each other can be reduced.

更に、本実施例によれば、上記したような構成により、レンズの光軸を一致させる必要がないため、入射角が変わってもその影響を小さくすることができる。よって、画角が比較的大きなレーザスキャン型光源に適切に対応することができる。したがって、特許文献1に記載されたような、レーザプロジェクタとマイクロレンズアレイとの間に配置されたコンデンサーレンズを用いる必要がない。そのため、本実施例によれば、画像表示装置1の部品点数を削減することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, since it is not necessary to make the optical axes of the lenses coincide with each other by the above-described configuration, the influence can be reduced even if the incident angle changes. Therefore, it is possible to appropriately cope with a laser scanning light source having a relatively large angle of view. Therefore, there is no need to use a condenser lens arranged between the laser projector and the microlens array as described in Patent Document 1. Therefore, according to the present embodiment, the number of parts of the image display device 1 can be reduced.

なお、図5では、第1マイクロレンズアレイ部11aのマイクロレンズ11aaにおけるレンズピッチPaを、第2マイクロレンズアレイ部11bのマイクロレンズ11baにおけるレンズピッチPbの「1/3」に構成する例を示したが、これに限定はされない。例えば、第1マイクロレンズアレイ部11aにおけるレンズピッチPaを、第2マイクロレンズアレイ部11bにおけるレンズピッチPbの「1/2」や「1/4」や「1/5」などに構成しても良い。この場合には、第1マイクロレンズアレイ部11aで形成された2つの分配画素や4つ以上の分配画素が、第2マイクロレンズアレイ部11bで1つの画素に集約されることとなる。基本的には、第1マイクロレンズアレイ部11aのレンズピッチPaを第2マイクロレンズアレイ部11bのレンズピッチPbよりも小さくすればするほど、第1マイクロレンズアレイ部11aと第2マイクロレンズアレイ部11bとの位置ずれによる影響を抑制することが可能となる。   FIG. 5 shows an example in which the lens pitch Pa in the microlens 11aa of the first microlens array unit 11a is configured to be “1/3” of the lens pitch Pb in the microlens 11ba of the second microlens array unit 11b. However, this is not a limitation. For example, the lens pitch Pa in the first microlens array unit 11a may be configured to be “1/2”, “1/4”, “1/5”, or the like of the lens pitch Pb in the second microlens array unit 11b. good. In this case, two distribution pixels or four or more distribution pixels formed by the first microlens array unit 11a are collected into one pixel by the second microlens array unit 11b. Basically, the smaller the lens pitch Pa of the first microlens array unit 11a is smaller than the lens pitch Pb of the second microlens array unit 11b, the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit. It becomes possible to suppress the influence by the position shift with 11b.

ここまでは、「n」を整数として、第1マイクロレンズアレイ部11aにおけるレンズピッチPaを、第2マイクロレンズアレイ部11bにおけるレンズピッチPbの「1/n」に構成する例を示した。この場合には、第1マイクロレンズアレイ部11aで形成されたn画素が、第2マイクロレンズアレイ部11bで1つの画素に集約されることとなる。   Up to this point, an example has been shown in which “n” is an integer, and the lens pitch Pa in the first microlens array unit 11a is configured to be “1 / n” of the lens pitch Pb in the second microlens array unit 11b. In this case, the n pixels formed by the first microlens array unit 11a are integrated into one pixel by the second microlens array unit 11b.

以下では、「n」として整数でない値を用いる場合を考える。例えば、第1マイクロレンズアレイ部11aにおけるレンズピッチPaを、第2マイクロレンズアレイ部11bにおけるレンズピッチPbの「2/5」や「2/7」や「3/7」などに構成する場合である。このような場合には、第1マイクロレンズアレイ部11aの1つのマイクロレンズ11aaによって集光された光が、第2マイクロレンズアレイ部11bにおいて隣接する2つのマイクロレンズ11baに入射する傾向にある。この場合には、隣接する元画素の影響を受けることとなる。しかしながら、上記した「n」をより大きな値に設定することで、つまり第2マイクロレンズアレイ部11bのレンズピッチPbよりも第1マイクロレンズアレイ部11aのレンズピッチPaをより小さくすることで、そのような影響を小さくすることができる。また、第1マイクロレンズアレイ部11aと第2マイクロレンズアレイ部11bとの位置ずれによる影響も抑制することができる。   In the following, a case where a non-integer value is used as “n” will be considered. For example, when the lens pitch Pa in the first microlens array unit 11a is configured to be “2/5”, “2/7”, “3/7”, or the like of the lens pitch Pb in the second microlens array unit 11b. is there. In such a case, the light condensed by one microlens 11aa of the first microlens array part 11a tends to enter two adjacent microlenses 11ba in the second microlens array part 11b. In this case, it is influenced by the adjacent original pixels. However, by setting the above “n” to a larger value, that is, by making the lens pitch Pa of the first microlens array unit 11a smaller than the lens pitch Pb of the second microlens array unit 11b, Such influence can be reduced. Moreover, the influence by the position shift of the 1st micro lens array part 11a and the 2nd micro lens array part 11b can also be suppressed.

なお、「n」として整数の値を用いた場合にも、1つのマイクロレンズ11aaによって集光された光が、隣接する2つのマイクロレンズ11baに入射する場合がある。   Even when an integer value is used as “n”, the light collected by one microlens 11aa may enter two adjacent microlenses 11ba.

[変形例]
以下では、上記した実施例の変形例について説明する。なお、上記した実施例と同様の構成については、その説明を適宜省略する。また、特に説明しない構成については、上記した実施例と同様であるものとする。
[Modification]
Hereinafter, modifications of the above-described embodiment will be described. Note that the description of the same configuration as the above-described embodiment will be omitted as appropriate. Further, a configuration that is not particularly described is the same as that of the above-described embodiment.

(変形例1)
上記した実施例に係るスクリーン11では、第1マイクロレンズアレイ部11a及び第2マイクロレンズアレイ部11bは、それぞれの対向する面に複数のマイクロレンズ11aa、11baが形成されていた。これに対して、変形例1に係るスクリーンでは、第1及び第2マイクロレンズアレイ部の一方は、対向する面に複数のマイクロレンズが形成され、第1及び第2マイクロレンズアレイ部の他方は、対向する面の反対側の面に複数のマイクロレンズが形成される。言い換えると、変形例1に係るスクリーンでは、第1及び第2マイクロレンズアレイ部において同じ方向を向く面に(具体的には入射光側を向く面または出射光側を向く面に)、複数のマイクロレンズが形成される。
(Modification 1)
In the screen 11 according to the above-described embodiment, the first microlens array unit 11a and the second microlens array unit 11b are formed with a plurality of microlenses 11aa and 11ba on the opposing surfaces. On the other hand, in the screen according to the modified example 1, one of the first and second microlens array units has a plurality of microlenses formed on the opposing surfaces, and the other of the first and second microlens array units is A plurality of microlenses are formed on the surface opposite to the facing surface. In other words, in the screen according to the first modification, the first and second microlens array units have a plurality of surfaces facing in the same direction (specifically, a surface facing the incident light side or a surface facing the outgoing light side), and a plurality of screens. A microlens is formed.

図6は、変形例1に係るスクリーン111の具体的な構成を示す図である。図6は、光の進行方向に垂直な面にて、スクリーン111の第1マイクロレンズアレイ部111a及び第2マイクロレンズアレイ部111bを切断した断面図を示す。具体的には、第1マイクロレンズアレイ部111a及び第2マイクロレンズアレイ部111bの一部分を拡大して表した断面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部111a側から光が入射するものとする。   FIG. 6 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 111 according to the first modification. FIG. 6 is a cross-sectional view of the first microlens array unit 111a and the second microlens array unit 111b of the screen 111 cut along a plane perpendicular to the light traveling direction. Specifically, a cross-sectional view showing a part of the first microlens array part 111a and the second microlens array part 111b in an enlarged manner is shown. It is assumed that light enters from the first microlens array unit 111a side.

図6に示すように、第1マイクロレンズアレイ部111aは、第1マイクロレンズアレイ部111a及び第2マイクロレンズアレイ部111bの対向する面の反対側の面に、複数のマイクロレンズ111aaが形成されている。そして、第2マイクロレンズアレイ部111bは、第1マイクロレンズアレイ部111a及び第2マイクロレンズアレイ部111bの対向する面に、複数のマイクロレンズ111baが形成されている。つまり、第1マイクロレンズアレイ部111a及び第2マイクロレンズアレイ部111bは、マイクロレンズ111aaが形成されていない第1マイクロレンズアレイ部111aの面と、マイクロレンズ111baが形成された第2マイクロレンズアレイ部111bの面とが向き合うように対向配置されている。   As shown in FIG. 6, in the first microlens array unit 111a, a plurality of microlenses 111aa are formed on the surface opposite to the opposing surface of the first microlens array unit 111a and the second microlens array unit 111b. ing. In the second microlens array unit 111b, a plurality of microlenses 111ba are formed on the opposing surfaces of the first microlens array unit 111a and the second microlens array unit 111b. That is, the first microlens array unit 111a and the second microlens array unit 111b include a surface of the first microlens array unit 111a in which the microlens 111aa is not formed and a second microlens array in which the microlens 111ba is formed. It is arranged so as to face the surface of the part 111b.

また、第1マイクロレンズアレイ部111a及び第2マイクロレンズアレイ部111bは、第1マイクロレンズアレイ部111aのマイクロレンズ111aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離D1だけ離間した位置に配置されている。なお、第1マイクロレンズアレイ部111a及び第2マイクロレンズアレイ部111bも、第1マイクロレンズアレイ部111aのマイクロレンズ111aaにおけるレンズピッチが、第2マイクロレンズアレイ部111bのマイクロレンズ111baにおけるレンズピッチよりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。   In addition, the first microlens array unit 111a and the second microlens array unit 111b are disposed at positions separated by a distance D1 that is at least longer than the focal length of the microlens 111aa of the first microlens array unit 111a. In the first microlens array unit 111a and the second microlens array unit 111b, the lens pitch of the microlens 111aa of the first microlens array unit 111a is larger than the lens pitch of the microlens 111ba of the second microlens array unit 111b. Is configured to be small (for example, “½” or less).

図6に示したスクリーン111では、第1マイクロレンズアレイ部111a及び第2マイクロレンズアレイ部111bにおいて入射光側を向く面に、複数のマイクロレンズ111aa、111baが形成されていた。他の例では、第1及び第2マイクロレンズアレイ部において出射光側を向く面に、複数のマイクロレンズを形成することができる。   In the screen 111 shown in FIG. 6, a plurality of microlenses 111aa and 111ba are formed on the surfaces facing the incident light side in the first microlens array unit 111a and the second microlens array unit 111b. In another example, a plurality of microlenses can be formed on the surfaces of the first and second microlens array portions facing the outgoing light side.

図7は、変形例1の他の例に係るスクリーン112の具体的な構成を示す図である。図7は、光の進行方向に垂直な面にて、スクリーン112の第1マイクロレンズアレイ部112a及び第2マイクロレンズアレイ部112bを切断した断面図を示す。具体的には、第1マイクロレンズアレイ部112a及び第2マイクロレンズアレイ部112bの一部分を拡大して表した断面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部112a側から光が入射するものとする。   FIG. 7 is a diagram illustrating a specific configuration of a screen 112 according to another example of the first modification. FIG. 7 shows a cross-sectional view of the first microlens array portion 112a and the second microlens array portion 112b of the screen 112 cut along a plane perpendicular to the light traveling direction. Specifically, a cross-sectional view showing a part of the first microlens array part 112a and the second microlens array part 112b in an enlarged manner is shown. It is assumed that light enters from the first microlens array portion 112a side.

図7に示すように、第1マイクロレンズアレイ部112aは、第1マイクロレンズアレイ部112a及び第2マイクロレンズアレイ部112bの対向する面に、複数のマイクロレンズ112aaが形成されている。そして、第2マイクロレンズアレイ部112bは、第1マイクロレンズアレイ部112a及び第2マイクロレンズアレイ部112bの対向する面の反対側の面に、複数のマイクロレンズ112baが形成されている。つまり、第1マイクロレンズアレイ部112a及び第2マイクロレンズアレイ部112bは、マイクロレンズ112aaが形成された第1マイクロレンズアレイ部112aの面と、マイクロレンズ112baが形成されていない第2マイクロレンズアレイ部112bの面とが向き合うように対向配置されている。   As shown in FIG. 7, the first microlens array portion 112a has a plurality of microlenses 112aa formed on the opposing surfaces of the first microlens array portion 112a and the second microlens array portion 112b. In the second microlens array portion 112b, a plurality of microlenses 112ba are formed on the surface opposite to the opposing surfaces of the first microlens array portion 112a and the second microlens array portion 112b. In other words, the first microlens array part 112a and the second microlens array part 112b include a surface of the first microlens array part 112a where the microlens 112aa is formed and a second microlens array where the microlens 112ba is not formed. It is arranged so as to face the surface of the portion 112b.

また、第1マイクロレンズアレイ部112a及び第2マイクロレンズアレイ部112bは、第1マイクロレンズアレイ部112aのマイクロレンズ112aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離D2だけ離間した位置に配置されている。なお、第1マイクロレンズアレイ部112a及び第2マイクロレンズアレイ部112bも、第1マイクロレンズアレイ部112aのマイクロレンズ112aaにおけるレンズピッチが、第2マイクロレンズアレイ部112bのマイクロレンズ112baにおけるレンズピッチよりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。   Further, the first microlens array part 112a and the second microlens array part 112b are arranged at positions separated by a distance D2 that is at least longer than the focal length of the microlens 112aa of the first microlens array part 112a. In the first microlens array unit 112a and the second microlens array unit 112b, the lens pitch of the microlens 112aa of the first microlens array unit 112a is larger than the lens pitch of the microlens 112ba of the second microlens array unit 112b. Is configured to be small (for example, “½” or less).

以上説明したような変形例1に係るスクリーン111、112も、上記した実施例に係るスクリーン11と同様の作用・効果を有する。   The screens 111 and 112 according to the first modification as described above also have the same operations and effects as the screen 11 according to the above-described embodiment.

(変形例2)
変形例2に係るスクリーンでは、第1及び第2マイクロレンズアレイ部の対向する面の反対側の面に、複数のマイクロレンズがそれぞれ形成される点で、上記した実施例及び変形例1と異なる。
(Modification 2)
The screen according to the modified example 2 is different from the above-described example and modified example 1 in that a plurality of microlenses are formed on the surfaces opposite to the opposed surfaces of the first and second microlens array portions. .

図8は、変形例2に係るスクリーン113の具体的な構成を示す図である。図8は、光の進行方向に垂直な面にて、スクリーン113の第1マイクロレンズアレイ部113a及び第2マイクロレンズアレイ部113bを切断した断面図を示す。具体的には、第1マイクロレンズアレイ部113a及び第2マイクロレンズアレイ部113bの一部分を拡大して表した断面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部113a側から光が入射するものとする。   FIG. 8 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 113 according to the second modification. FIG. 8 is a cross-sectional view in which the first microlens array portion 113a and the second microlens array portion 113b of the screen 113 are cut along a plane perpendicular to the light traveling direction. Specifically, a cross-sectional view in which a part of the first microlens array portion 113a and the second microlens array portion 113b is enlarged is shown. It is assumed that light enters from the first microlens array portion 113a side.

図8に示すように、第1マイクロレンズアレイ部113a及び第2マイクロレンズアレイ部113bは、それぞれ、対向する面の反対側の面に複数のマイクロレンズ113aa、113baが形成されている。つまり、第1マイクロレンズアレイ部113a及び第2マイクロレンズアレイ部113bは、複数のマイクロレンズ113aa、113baが形成された面が反対方向を向くように対向配置されている。   As shown in FIG. 8, in the first microlens array portion 113a and the second microlens array portion 113b, a plurality of microlenses 113aa and 113ba are formed on the opposite surfaces of the opposing surfaces. That is, the first microlens array portion 113a and the second microlens array portion 113b are arranged to face each other so that the surfaces on which the plurality of microlenses 113aa and 113ba are formed face in opposite directions.

また、第1マイクロレンズアレイ部113a及び第2マイクロレンズアレイ部113bは、第1マイクロレンズアレイ部113aのマイクロレンズ113aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離D3だけ離間した位置に配置されている。なお、第1マイクロレンズアレイ部113a及び第2マイクロレンズアレイ部113bも、第1マイクロレンズアレイ部113aのマイクロレンズ113aaにおけるレンズピッチが、第2マイクロレンズアレイ部113bのマイクロレンズ113baにおけるレンズピッチよりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。   In addition, the first microlens array unit 113a and the second microlens array unit 113b are arranged at positions separated by a distance D3 that is at least longer than the focal length of the microlens 113aa of the first microlens array unit 113a. In the first microlens array unit 113a and the second microlens array unit 113b, the lens pitch of the microlens 113aa of the first microlens array unit 113a is larger than the lens pitch of the microlens 113ba of the second microlens array unit 113b. Is configured to be small (for example, “½” or less).

このような変形例2に係るスクリーン113も、上記した実施例に係るスクリーン11と同様の作用・効果を有する。   The screen 113 according to the second modified example has the same operation and effect as the screen 11 according to the above-described embodiment.

(変形例3)
変形例3では、上記した実施例及び変形例1、2のように第1及び第2マイクロレンズアレイ部が別体に構成されておらず、第1及び第2マイクロレンズアレイ部が一体に構成されており、スクリーンの両面に複数のマイクロレンズが形成される。
(Modification 3)
In Modification 3, the first and second microlens array portions are not configured separately as in the above-described embodiments and Modifications 1 and 2, and the first and second microlens array portions are configured integrally. A plurality of microlenses are formed on both sides of the screen.

図9は、変形例3に係るスクリーン114の具体的な構成を示す図である。図9は、光の進行方向に垂直な面にて、スクリーン114を切断した断面図を示す。具体的には、スクリーン114bの一部分を拡大して表した断面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部114a側から光が入射するものとする。   FIG. 9 is a diagram showing a specific configuration of the screen 114 according to the third modification. FIG. 9 shows a cross-sectional view of the screen 114 taken along a plane perpendicular to the light traveling direction. Specifically, a cross-sectional view showing a part of the screen 114b in an enlarged manner is shown. It is assumed that light enters from the first microlens array unit 114a side.

図9に示すように、スクリーン114は、スクリーン114を構成する対向する2つの面に(つまり両面に)、複数のマイクロレンズ114aa、114baが形成されている。言い換えると、スクリーン114は、複数のマイクロレンズ114aaが形成された第1マイクロレンズアレイ部114aと、複数のマイクロレンズ114baが形成された第2マイクロレンズアレイ部114bとが一体に形成されている。つまり、スクリーン114は、第1マイクロレンズアレイ部114aにおいて複数のマイクロレンズ114aaが形成された面の反対側の面と、第2マイクロレンズアレイ部114bにおいて複数のマイクロレンズ114baが形成された面の反対側の面とで重なり合うことで一体に構成されている。   As shown in FIG. 9, the screen 114 has a plurality of microlenses 114aa and 114ba formed on two opposing surfaces constituting the screen 114 (that is, on both surfaces). In other words, the screen 114 is integrally formed with a first microlens array part 114a in which a plurality of microlenses 114aa are formed and a second microlens array part 114b in which a plurality of microlenses 114ba are formed. That is, the screen 114 has a surface opposite to a surface on which the plurality of microlenses 114aa are formed in the first microlens array portion 114a and a surface on which the plurality of microlenses 114ba are formed in the second microlens array portion 114b. It is configured integrally by overlapping with the opposite surface.

更に、スクリーン114は、複数のマイクロレンズ114aaと複数のマイクロレンズ114baとが、マイクロレンズ114aaの焦点距離よりも少なくとも長い距離D4だけ離間した位置に配置されている。つまり、スクリーン114は、マイクロレンズ114aaの焦点距離よりも少なくとも長い距離D4に対応する厚みで構成されている。なお、第1マイクロレンズアレイ部114a及び第2マイクロレンズアレイ部114bも、第1マイクロレンズアレイ部114aのマイクロレンズ114aaにおけるレンズピッチが、第2マイクロレンズアレイ部114bのマイクロレンズ114baにおけるレンズピッチよりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。   Further, the screen 114 is arranged such that the plurality of microlenses 114aa and the plurality of microlenses 114ba are separated by a distance D4 that is at least longer than the focal length of the microlens 114aa. That is, the screen 114 has a thickness corresponding to the distance D4 that is at least longer than the focal length of the microlens 114aa. In the first microlens array unit 114a and the second microlens array unit 114b, the lens pitch of the microlens 114aa of the first microlens array unit 114a is larger than the lens pitch of the microlens 114ba of the second microlens array unit 114b. Is configured to be small (for example, “½” or less).

このような変形例3に係るスクリーン114も、上記した実施例に係るスクリーン11と同様の作用・効果を有する。また、変形例3に係るスクリーン114では、第1マイクロレンズアレイ部114a及び第2マイクロレンズアレイ部114bが一体に構成されているので、マイクロレンズアレイが形成された1枚の構成要素のみを作成すれば良いため、上記した実施例及び変形例1、2と比較して、スクリーン114に要するコストをより低減することが可能となる。   The screen 114 according to the third modified example has the same operation and effect as the screen 11 according to the above-described embodiment. Further, in the screen 114 according to the modified example 3, since the first microlens array unit 114a and the second microlens array unit 114b are integrally configured, only one component on which the microlens array is formed is created. Therefore, the cost required for the screen 114 can be further reduced as compared with the above-described embodiment and the first and second modifications.

(変形例4)
変形例4に係るスクリーンは、第1及び第2マイクロレンズアレイ部の一方に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向と、第1及び第2マイクロレンズアレイ部の他方に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向との角度をずらせて構成されている点で、上記した実施例及び変形例1乃至3と異なる。
(Modification 4)
The screen according to Modification 4 includes a vertex direction of a lens contour of a microlens arranged in one of the first and second microlens array units, and a microlens arranged in the other of the first and second microlens array units. This is different from the above-described embodiment and modifications 1 to 3 in that the angle with respect to the apex direction of the lens contour is shifted.

図10は、変形例4に係るスクリーン115の具体的な構成を示す図である。図10(a)は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン115が有する第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bの一部分を拡大して表した平面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部115a側から光が入射するものとする。   FIG. 10 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 115 according to the fourth modification. FIG. 10A is an enlarged plan view showing a part of the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b of the screen 115, which is observed from the direction along the light traveling direction. ing. It is assumed that light enters from the first microlens array unit 115a side.

図10(b)は、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向を規定した図である。当該頂点方向は、レンズ輪郭である正六角形の中心点(重心)から、正六角形の各頂点へ向かう方向により規定される。図10(b)の左側には、マイクロレンズ115aaのレンズ輪郭における正六角形状の頂点方向を示し、図10(b)の右側には、マイクロレンズ115baのレンズ輪郭における正六角形状の頂点方向を示している。第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bでは、複数のマイクロレンズ115aa、115baが格子状に配列されている、つまり複数のマイクロレンズ115aa、115baの各々が同じ向きに配列されている。そのため、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bの全体において正六角形状の頂点方向が同一のものとなる。   FIG. 10B is a diagram defining the apex directions of regular hexagons that are the lens contours of the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b. The vertex direction is defined by the direction from the center point (center of gravity) of the regular hexagon as the lens contour toward each vertex of the regular hexagon. The left side of FIG. 10B shows the apex direction of the regular hexagon in the lens contour of the micro lens 115aa, and the right side of FIG. 10B shows the apex direction of the regular hexagon in the lens contour of the micro lens 115ba. Show. In the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b, the plurality of microlenses 115aa and 115ba are arranged in a lattice pattern, that is, the plurality of microlenses 115aa and 115ba are arranged in the same direction. Yes. Therefore, the vertex directions of the regular hexagonal shape are the same in the entire first microlens array portion 115a and the second microlens array portion 115b.

図10(a)及び図10(b)に示すように、変形例4では、第1マイクロレンズアレイ部115aに配列されたマイクロレンズ115aaのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向と、第2マイクロレンズアレイ部115bに配列されたマイクロレンズ115baのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向との角度差を、30度に構成する。つまり、マイクロレンズ115aa、115baのレンズ輪郭である正六角形状が互いに30度だけ回転した関係になるように、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bに複数のマイクロレンズ115aa、115baを配列する。   As shown in FIGS. 10A and 10B, in the fourth modification, a regular hexagonal apex direction that is the lens contour of the microlens 115aa arranged in the first microlens array portion 115a, and the second The angle difference from the apex direction of the regular hexagon that is the lens contour of the micro lens 115ba arranged in the micro lens array unit 115b is configured to be 30 degrees. That is, the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b have a plurality of microlenses 115aa, so that the regular hexagonal shapes that are the lens contours of the microlenses 115aa and 115ba are rotated by 30 degrees. 115ba are arranged.

このようにマイクロレンズ115aa、115baのレンズ輪郭である正六角形状が互いに30度回転した関係になるように第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bを構成することで、第2マイクロレンズアレイ部115bの入射面での第1マイクロレンズアレイ部115aによる正六角形状の像と、第2マイクロレンズアレイ部115bにおけるレンズ輪郭である正六角形状との不要な干渉を抑制することができる。つまり、変形例4によれば、第1マイクロレンズアレイ部115aのレンズ輪郭の頂点方向と第2マイクロレンズアレイ部115bのレンズ輪郭の頂点方向とをずらしているため、第2マイクロレンズアレイ部115bの入射面での正六角形状の像をぼやけさせることができる。これにより、第1マイクロレンズアレイ部115aと第2マイクロレンズアレイ部115bとの位置ずれによる影響を適切に抑制することが可能となる。   As described above, the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b are configured so that the regular hexagonal shapes which are the lens contours of the microlenses 115aa and 115ba are rotated by 30 degrees with each other. Suppressing unnecessary interference between the regular hexagonal image formed by the first microlens array unit 115a on the incident surface of the microlens array unit 115b and the regular hexagonal shape that is the lens contour of the second microlens array unit 115b. it can. In other words, according to the fourth modification, the apex direction of the lens contour of the first microlens array unit 115a is shifted from the apex direction of the lens contour of the second microlens array unit 115b, and thus the second microlens array unit 115b. It is possible to blur the regular hexagonal image on the incident surface. Thereby, it is possible to appropriately suppress the influence due to the positional deviation between the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b.

また、変形例4によれば、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bにおけるレンズ輪郭の頂点方向をずらして配置するため、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bにおけるレンズ輪郭の頂点方向を厳密に一致させたり、レンズ輪郭の頂点方向の角度差を厳密に所定角度に構成したりする必要はない。このような変形例4によれば、マイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向が厳密に一致するように2枚のマイクロレンズアレイを配置する比較例の構成(非特許文献1に記載された構成)と比較して、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bにおけるレンズ輪郭の頂点方向に関する配置に要する精度を下げることができる。以上のことから、変形例4によれば、比較例と比較して、スクリーン11を容易且つ低コストで作成することが可能となる。   In addition, according to the fourth modification, the first microlens array unit 115a and the second microlens array are arranged by shifting the vertex directions of the lens contours in the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b. There is no need to exactly match the apex direction of the lens contour in the portion 115b, or to strictly configure the angle difference in the apex direction of the lens contour to a predetermined angle. According to Modification 4 as described above, the configuration of the comparative example (configuration described in Non-Patent Document 1) in which two microlens arrays are arranged so that the apex directions of the lens contours of the microlenses exactly coincide with each other. In comparison, the accuracy required for the arrangement of the lens contours in the apex direction in the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b can be reduced. From the above, according to the modified example 4, it is possible to create the screen 11 easily and at low cost as compared with the comparative example.

なお、上記のような正六角形状の像による不要な干渉は、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向の角度差が30度でなくても抑制することが可能である。つまり、上記では第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向の角度差を30度に構成する例を示したが、当該角度差を厳密に30度に構成しなくても良く、また当該角度差を30度とは異なる角度に構成しても良い。これは、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向がある程度ずれていれば(つまり正六角形状の頂点方向が一致していなければ)、第2マイクロレンズアレイ部115bによって、入射面での正六角形状の像をある程度ぼやけさせることができるからである。但し、実験などによれば、レンズ輪郭である正六角形状の頂点方向の角度差が30度付近又は90度付近である場合に、正六角形状の像による不要な干渉を抑制する効果が大きくなることがわかっている。よって、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向の角度差を30度付近又は90度付近に構成することが望ましい。   Note that the unnecessary interference due to the regular hexagonal image as described above is that the angle difference in the apex direction of the regular hexagonal shape which is the lens contour of the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b is 30 degrees. Even without it, it is possible to suppress it. That is, in the above example, the angle difference in the apex direction of the regular hexagon that is the lens contour of the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b is shown as 30 degrees. The angle difference may not be 30 degrees, and the angle difference may be different from 30 degrees. This is because if the apex directions of the regular hexagons that are the lens contours of the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b are shifted to some extent (that is, if the apex directions of the regular hexagons do not match). This is because the regular hexagonal image on the incident surface can be blurred to some extent by the second microlens array unit 115b. However, according to experiments and the like, when the angle difference in the apex direction of the regular hexagon that is the lens contour is about 30 degrees or 90 degrees, the effect of suppressing unnecessary interference due to the regular hexagonal image is increased. I know that. Therefore, it is desirable that the angle difference in the apex direction of the regular hexagon that is the lens contour of the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b is set to about 30 degrees or about 90 degrees.

なお、図10(a)に示すように、変形例4に係る第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bも、第1マイクロレンズアレイ部115aのマイクロレンズ115aaにおけるレンズピッチPa1が、第2マイクロレンズアレイ部115bのマイクロレンズ115baにおけるレンズピッチPb1よりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。更に、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bは、第1マイクロレンズアレイ部115aのマイクロレンズ115aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。したがって、変形例4に係るスクリーン115も、上記した実施例に係るスクリーン11と同様の作用・効果を有する。   As shown in FIG. 10A, the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b according to Modification 4 also have a lens pitch Pa1 in the microlens 115aa of the first microlens array unit 115a. The second microlens array unit 115b is configured to be smaller than the lens pitch Pb1 in the microlens 115ba of the second microlens array unit 115b (for example, “½” or less). Further, the first microlens array unit 115a and the second microlens array unit 115b are arranged to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens 115aa of the first microlens array unit 115a. Therefore, the screen 115 according to the modified example 4 has the same operation and effect as the screen 11 according to the above-described embodiment.

なお、変形例4に係る第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bは、上記した実施例及び変形例1、2で示したような配置関係(図3(a)、図6、図7、図8参照)のいずれかが適用される。若しくは、変形例3で示したように(図9参照)、第1マイクロレンズアレイ部115a及び第2マイクロレンズアレイ部115bが一体に構成される。   Note that the first microlens array portion 115a and the second microlens array portion 115b according to the modification 4 are arranged in the arrangement relationship as shown in the above-described embodiment and the modifications 1 and 2 (FIGS. 3A and 6). , FIG. 7 or FIG. 8) is applied. Or as shown in the modification 3 (refer FIG. 9), the 1st micro lens array part 115a and the 2nd micro lens array part 115b are comprised integrally.

(変形例5)
上記した実施例及び変形例1乃至4に係るスクリーンは、レンズ輪郭が、全ての辺の長さが同じである正六角形状であるマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部にて構成されていた。これに対して、変形例5に係るスクリーンは、レンズ輪郭が正六角形状ではない、略正六角形状(つまり全ての辺の長さが同じではない六角形状)であるマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部にて構成される。
(Modification 5)
The screens according to the above-described embodiments and modification examples 1 to 4 are configured by first and second microlens array units having microlenses having a regular hexagonal shape in which the lens contour has the same length of all sides. It had been. On the other hand, the screen according to the modified example 5 has the first and second microlenses having a substantially regular hexagonal shape (that is, a hexagonal shape in which the lengths of all sides are not the same), and the lens contour is not a regular hexagonal shape. The second microlens array unit is configured.

図11は、変形例5に係るスクリーン116の具体的な構成を示す図である。具体的には、図11は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン116が有する第1マイクロレンズアレイ部116a及び第2マイクロレンズアレイ部116bの一部分を拡大して表した平面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部116a側から光が入射するものとする。   FIG. 11 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 116 according to the fifth modification. Specifically, FIG. 11 is an enlarged plan view showing a part of the first microlens array unit 116a and the second microlens array unit 116b included in the screen 116, as observed from the direction along the light traveling direction. Is shown. It is assumed that light is incident from the first microlens array unit 116a side.

図11に示すように、第1マイクロレンズアレイ部116a及び第2マイクロレンズアレイ部116bは、それぞれ、平面視において六角形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ116aa、116baが配列されている。具体的には、マイクロレンズ116aa、116baは、正六角形状ではない(つまり全ての辺の長さが同じではない)、線対称な形状を有する六角形状のレンズ輪郭で構成されている。   As shown in FIG. 11, each of the first microlens array unit 116a and the second microlens array unit 116b includes a plurality of microlenses 116aa and 116ba each having a hexagonal lens outline in a plan view. Yes. Specifically, the microlenses 116aa and 116ba are not regular hexagonal shapes (that is, the lengths of all the sides are not the same), but are configured by hexagonal lens contours having line-symmetric shapes.

また、第1マイクロレンズアレイ部116a及び第2マイクロレンズアレイ部116bは、第1マイクロレンズアレイ部116aのマイクロレンズ116aaにおけるレンズピッチPa2が、第2マイクロレンズアレイ部116bのマイクロレンズ116baにおけるレンズピッチPb2よりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。更に、第1マイクロレンズアレイ部116a及び第2マイクロレンズアレイ部116bは、第1マイクロレンズアレイ部116aのマイクロレンズ116aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、第1マイクロレンズアレイ部116a及び第2マイクロレンズアレイ部116bは、上記した実施例及び変形例1、2で示したような配置関係(図3(a)、図6、図7、図8参照)のいずれかが適用される。若しくは、変形例3で示したように(図9参照)、第1マイクロレンズアレイ部116a及び第2マイクロレンズアレイ部116bが一体に構成される。   Further, in the first microlens array part 116a and the second microlens array part 116b, the lens pitch Pa2 in the microlens 116aa of the first microlens array part 116a is the lens pitch in the microlens 116ba of the second microlens array part 116b. It is configured to be smaller than Pb2 (for example, “½” or less). Further, the first microlens array unit 116a and the second microlens array unit 116b are disposed to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens 116aa of the first microlens array unit 116a. In this case, the first microlens array part 116a and the second microlens array part 116b are arranged as shown in the above-described embodiments and modifications 1 and 2 (FIG. 3A, FIG. 6, FIG. Any of (see FIG. 8) is applied. Or as shown in the modification 3 (refer FIG. 9), the 1st micro lens array part 116a and the 2nd micro lens array part 116b are comprised integrally.

このような変形例5に係るスクリーン116も、上記した実施例に係るスクリーン11と同様の作用・効果を有する。   The screen 116 according to the modification 5 has the same operation and effect as the screen 11 according to the above-described embodiment.

なお、上記した変形例4で示したような構成を、変形例5に係るスクリーンに対して適用しても良い。つまり、図11に示したような略正六角形状のレンズ輪郭で構成されたマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部を、一方のマイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向と、他方のマイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向との角度をずらせて構成しても良い。   It should be noted that the configuration as shown in Modification 4 may be applied to the screen according to Modification 5. In other words, the first and second microlens array portions having the microlenses configured with the substantially regular hexagonal lens contour as shown in FIG. 11 are arranged in the lens contour of the microlens arranged in one microlens array portion. The angle between the apex direction and the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the other microlens array unit may be shifted.

図12は、変形例5の他の例に係るスクリーン117の具体的な構成を示す図である。具体的には、図12は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン117が有する第1マイクロレンズアレイ部117a及び第2マイクロレンズアレイ部117bの一部分を拡大して表した平面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部117a側から光が入射するものとする。   FIG. 12 is a diagram illustrating a specific configuration of a screen 117 according to another example of the fifth modification. Specifically, FIG. 12 is an enlarged plan view showing a part of the first microlens array unit 117a and the second microlens array unit 117b of the screen 117, which is observed from the direction along the light traveling direction. Is shown. It is assumed that light is incident from the first microlens array unit 117a side.

図12に示すように、第1マイクロレンズアレイ部117aに配列されたマイクロレンズ117aaのレンズ輪郭である六角形状の頂点方向と、第2マイクロレンズアレイ部117bに配列されたマイクロレンズ117baのレンズ輪郭である六角形状の頂点方向との角度差が90度に構成されている。つまり、マイクロレンズ117aa、117baのレンズ輪郭である六角形状が互いに90度回転した関係になるように、第1マイクロレンズアレイ部117a及び第2マイクロレンズアレイ部117bに複数のマイクロレンズ117aa、117baが配列されている。   As shown in FIG. 12, the hexagonal apex direction, which is the lens contour of the microlens 117aa arranged in the first microlens array portion 117a, and the lens contour of the microlens 117ba arranged in the second microlens array portion 117b. The angle difference from the vertex direction of the hexagonal shape is 90 degrees. That is, a plurality of microlenses 117aa and 117ba are arranged in the first microlens array portion 117a and the second microlens array portion 117b so that the hexagonal shapes that are the lens contours of the microlenses 117aa and 117ba are rotated by 90 degrees. It is arranged.

また、第1マイクロレンズアレイ部117a及び第2マイクロレンズアレイ部117bは、第1マイクロレンズアレイ部117aのマイクロレンズ117aaにおけるレンズピッチPa3が、第2マイクロレンズアレイ部117bのマイクロレンズ117baにおけるレンズピッチPb3よりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。更に、第1マイクロレンズアレイ部117a及び第2マイクロレンズアレイ部117bは、第1マイクロレンズアレイ部117aのマイクロレンズ117aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、第1マイクロレンズアレイ部117a及び第2マイクロレンズアレイ部117bは、上記した実施例及び変形例1、2で示したような配置関係(図3(a)、図6、図7、図8参照)のいずれかが適用される。若しくは、変形例3で示したように(図9参照)、第1マイクロレンズアレイ部117a及び第2マイクロレンズアレイ部117bが一体に構成される。   The first microlens array unit 117a and the second microlens array unit 117b have a lens pitch Pa3 in the microlens 117aa of the first microlens array unit 117a and a lens pitch in the microlens 117ba of the second microlens array unit 117b. It is configured to be smaller than Pb3 (for example, “½” or less). Further, the first microlens array unit 117a and the second microlens array unit 117b are disposed to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens 117aa of the first microlens array unit 117a. In this case, the first microlens array unit 117a and the second microlens array unit 117b are arranged as shown in the above-described embodiment and modification examples 1 and 2 (FIG. 3A, FIG. 6, FIG. Any of (see FIG. 8) is applied. Or as shown in the modification 3 (refer FIG. 9), the 1st micro lens array part 117a and the 2nd micro lens array part 117b are comprised integrally.

このような変形例5の他の例に係るスクリーン117も、上記した実施例に係るスクリーン11及び変形例4に係るスクリーン115と同様の作用・効果を有する。   The screen 117 according to another example of Modification 5 has the same functions and effects as the screen 11 according to the above-described embodiment and the screen 115 according to Modification 4.

なお、図11及び図12に示した六角形状はあくまで一例であり、このような六角形状にマイクロレンズのレンズ輪郭を構成することに限定はされない。また、図12に示したように、レンズ輪郭である六角形状の頂点方向の角度差を90度に構成することに限定はされない。   The hexagonal shapes shown in FIGS. 11 and 12 are merely examples, and the present invention is not limited to configuring the lens contour of the microlens in such a hexagonal shape. Further, as shown in FIG. 12, the angle difference in the apex direction of the hexagonal shape that is the lens contour is not limited to 90 degrees.

(変形例6)
上記した実施例及び変形例1乃至5に係るスクリーンは、レンズ輪郭が六角形状(正六角形状又は略正六角形状)であるマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部にて構成されていた。これに対して、変形例6に係るスクリーンは、レンズ輪郭が正方形状であるマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部にて構成される。
(Modification 6)
The screens according to the above-described Examples and Modifications 1 to 5 are configured by the first and second microlens array units having microlenses whose lens contour is a hexagonal shape (regular hexagonal shape or substantially regular hexagonal shape). It was. On the other hand, the screen according to the modification 6 includes first and second microlens array units having microlenses whose lens contours are square.

図13は、変形例6に係るスクリーン118の具体的な構成を示す図である。具体的には、図13は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン118が有する第1マイクロレンズアレイ部118a及び第2マイクロレンズアレイ部118bの一部分を拡大して表した平面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部118a側から光が入射するものとする。   FIG. 13 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 118 according to the sixth modification. Specifically, FIG. 13 is an enlarged plan view showing a part of the first microlens array unit 118a and the second microlens array unit 118b of the screen 118, which is observed from the direction along the light traveling direction. Is shown. It is assumed that light is incident from the first microlens array unit 118a side.

図13に示すように、第1マイクロレンズアレイ部118a及び第2マイクロレンズアレイ部118bは、それぞれ、平面視において正方形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ118aa、118baが格子状に配列されている。また、第1マイクロレンズアレイ部118a及び第2マイクロレンズアレイ部118bは、第1マイクロレンズアレイ部118aのマイクロレンズ118aaにおけるレンズピッチPa4が、第2マイクロレンズアレイ部118bのマイクロレンズ118baにおけるレンズピッチPb4よりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。更に、第1マイクロレンズアレイ部118a及び第2マイクロレンズアレイ部118bは、第1マイクロレンズアレイ部118aのマイクロレンズ118aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、第1マイクロレンズアレイ部118a及び第2マイクロレンズアレイ部118bは、上記した実施例及び変形例1、2で示したような配置関係(図3(a)、図6、図7、図8参照)のいずれかが適用される。若しくは、変形例3で示したように(図9参照)、第1マイクロレンズアレイ部118a及び第2マイクロレンズアレイ部118bが一体に構成される。   As shown in FIG. 13, each of the first microlens array unit 118a and the second microlens array unit 118b includes a plurality of microlenses 118aa and 118ba each having a square lens outline in a plan view. It is arranged. The first microlens array unit 118a and the second microlens array unit 118b have a lens pitch Pa4 in the microlens 118aa of the first microlens array unit 118a, and a lens pitch in the microlens 118ba of the second microlens array unit 118b. It is configured to be smaller than Pb4 (for example, “½” or less). Further, the first microlens array unit 118a and the second microlens array unit 118b are disposed to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens 118aa of the first microlens array unit 118a. In this case, the first microlens array unit 118a and the second microlens array unit 118b are arranged as shown in the above-described embodiments and the first and second modifications (FIGS. 3A, 6, 7, and 7). Any of (see FIG. 8) is applied. Or as shown in the modification 3 (refer FIG. 9), the 1st micro lens array part 118a and the 2nd micro lens array part 118b are comprised integrally.

このような変形例6に係るスクリーン118も、上記した実施例に係るスクリーン11と同様の作用・効果を有する。   The screen 118 according to Modification 6 has the same operation and effect as the screen 11 according to the above-described embodiment.

なお、上記した変形例4で示したような構成を、変形例6に係るスクリーンに対して適用しても良い。つまり、図13に示したような正方形状のレンズ輪郭で構成されたマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部を、一方のマイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向と、他方のマイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向との角度をずらせて構成しても良い。   It should be noted that the configuration as shown in Modification 4 may be applied to the screen according to Modification 6. That is, the first and second microlens array portions having microlenses configured with square lens contours as shown in FIG. 13 are arranged at the apexes of the lens contours of the microlenses arranged in one microlens array portion. The angle between the direction and the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the other microlens array unit may be shifted.

図14は、変形例6の他の例に係るスクリーン119の具体的な構成を示す図である。具体的には、図14は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン119が有する第1マイクロレンズアレイ部119a及び第2マイクロレンズアレイ部119bの一部分を拡大して表した平面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部119a側から光が入射するものとする。   FIG. 14 is a diagram illustrating a specific configuration of a screen 119 according to another example of the sixth modification. Specifically, FIG. 14 is an enlarged plan view showing a part of the first microlens array unit 119a and the second microlens array unit 119b of the screen 119, which is observed from the direction along the light traveling direction. Is shown. It is assumed that light enters from the first microlens array portion 119a side.

図14に示すように、第1マイクロレンズアレイ部119aに配列されたマイクロレンズ119aaのレンズ輪郭である正方形状の頂点方向と、第2マイクロレンズアレイ部119bに配列されたマイクロレンズ119baのレンズ輪郭である正方形状の頂点方向との角度差が45度に構成されている。つまり、マイクロレンズ119aa、119baのレンズ輪郭である正方形状が互いに45度回転した関係になるように、第1マイクロレンズアレイ部119a及び第2マイクロレンズアレイ部119bに複数のマイクロレンズ119aa、119baが配列されている。   As shown in FIG. 14, the square apex direction which is the lens outline of the microlens 119aa arranged in the first microlens array part 119a and the lens outline of the microlens 119ba arranged in the second microlens array part 119b. The angle difference from the square apex direction is 45 degrees. That is, a plurality of microlenses 119aa and 119ba are provided in the first microlens array portion 119a and the second microlens array portion 119b so that the square shapes which are the lens contours of the microlenses 119aa and 119ba are rotated by 45 degrees. It is arranged.

また、第1マイクロレンズアレイ部119a及び第2マイクロレンズアレイ部119bは、第1マイクロレンズアレイ部119aのマイクロレンズ119aaにおけるレンズピッチPa5が、第2マイクロレンズアレイ部119bのマイクロレンズ119baにおけるレンズピッチPb5よりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。更に、第1マイクロレンズアレイ部119a及び第2マイクロレンズアレイ部119bは、第1マイクロレンズアレイ部119aのマイクロレンズ119aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、第1マイクロレンズアレイ部119a及び第2マイクロレンズアレイ部119bは、上記した実施例及び変形例1、2で示したような配置関係(図3(a)、図6、図7、図8参照)のいずれかが適用される。若しくは、変形例3で示したように(図9参照)、第1マイクロレンズアレイ部119a及び第2マイクロレンズアレイ部119bが一体に構成される。   The first microlens array unit 119a and the second microlens array unit 119b have a lens pitch Pa5 in the microlens 119aa of the first microlens array unit 119a and a lens pitch in the microlens 119ba of the second microlens array unit 119b. It is configured to be smaller than Pb5 (for example, “½” or less). Further, the first microlens array unit 119a and the second microlens array unit 119b are disposed to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens 119aa of the first microlens array unit 119a. In this case, the first microlens array unit 119a and the second microlens array unit 119b are arranged as shown in the above-described embodiments and the first and second modifications (FIGS. 3A, 6, 7, and 7). Any of (see FIG. 8) is applied. Or as shown in the modification 3 (refer FIG. 9), the 1st micro lens array part 119a and the 2nd micro lens array part 119b are comprised integrally.

このような変形例6の他の例に係るスクリーン119も、上記した実施例に係るスクリーン11及び変形例4に係るスクリーン115と同様の作用・効果を有する。   The screen 119 according to another example of the modification 6 has the same operations and effects as the screen 11 according to the above-described embodiment and the screen 115 according to the modification 4.

(変形例7)
変形例7に係るスクリーンは、変形例6に係るスクリーンと同様に、レンズ輪郭が正方形状であるマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部にて構成される。しかしながら、変形例7に係るスクリーンは、正方形状であるマイクロレンズの配列が、変形例6に係るスクリーンと異なる。
(Modification 7)
Similar to the screen according to the modification 6, the screen according to the modification 7 includes first and second microlens array units having microlenses having a square lens outline. However, the screen according to the modified example 7 is different from the screen according to the modified example 6 in the arrangement of the microlenses having a square shape.

図15は、変形例7に係るスクリーン120の具体的な構成を示す図である。具体的には、図15は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン120が有する第1マイクロレンズアレイ部120a及び第2マイクロレンズアレイ部120bの一部分を拡大して表した平面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部120a側から光が入射するものとする。   FIG. 15 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 120 according to Modification 7. Specifically, FIG. 15 is an enlarged plan view showing a part of the first microlens array unit 120a and the second microlens array unit 120b of the screen 120, which is observed from the direction along the light traveling direction. Is shown. It is assumed that light is incident from the first microlens array unit 120a side.

図15に示すように、第1マイクロレンズアレイ部120a及び第2マイクロレンズアレイ部120bは、それぞれ、平面視において正方形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ120aa、120baが配列されている。具体的には、第1マイクロレンズアレイ部120a及び第2マイクロレンズアレイ部120bは、上下方向に隣接するマイクロレンズ120aa、120baが、正方形状における一辺の長さの半分の長さだけ、ずらして配列されている。   As shown in FIG. 15, each of the first microlens array unit 120a and the second microlens array unit 120b includes a plurality of microlenses 120aa and 120ba each having a square lens outline in plan view. Yes. Specifically, the first microlens array unit 120a and the second microlens array unit 120b are configured such that the microlenses 120aa and 120ba adjacent in the vertical direction are shifted by half the length of one side in the square shape. It is arranged.

また、第1マイクロレンズアレイ部120a及び第2マイクロレンズアレイ部120bは、第1マイクロレンズアレイ部120aのマイクロレンズ120aaにおけるレンズピッチPa6が、第2マイクロレンズアレイ部120bのマイクロレンズ120baにおけるレンズピッチPb6よりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。更に、第1マイクロレンズアレイ部120a及び第2マイクロレンズアレイ部120bは、第1マイクロレンズアレイ部120aのマイクロレンズ120aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、第1マイクロレンズアレイ部120a及び第2マイクロレンズアレイ部120bは、上記した実施例及び変形例1、2で示したような配置関係(図3(a)、図6、図7、図8参照)のいずれかが適用される。若しくは、変形例3で示したように(図9参照)、第1マイクロレンズアレイ部120a及び第2マイクロレンズアレイ部120bが一体に構成される。   Further, in the first microlens array unit 120a and the second microlens array unit 120b, the lens pitch Pa6 in the microlens 120aa of the first microlens array unit 120a is the lens pitch in the microlens 120ba of the second microlens array unit 120b. It is configured to be smaller than Pb6 (for example, “½” or less). Furthermore, the first microlens array unit 120a and the second microlens array unit 120b are disposed to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens 120aa of the first microlens array unit 120a. In this case, the first microlens array unit 120a and the second microlens array unit 120b are arranged as shown in the above-described embodiments and the first and second modifications (FIGS. 3A, 6, 7, and 7). Any of (see FIG. 8) is applied. Or as shown in the modification 3 (refer FIG. 9), the 1st micro lens array part 120a and the 2nd micro lens array part 120b are comprised integrally.

このような変形例7に係るスクリーン120も、上記した実施例に係るスクリーン11と同様の作用・効果を有する。   The screen 120 according to the modified example 7 has the same operation and effect as the screen 11 according to the above-described embodiment.

なお、上記した変形例4で示したような構成を、変形例7に係るスクリーンに対して適用しても良い。つまり、図15に示したような正方形状のレンズ輪郭で構成されたマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部を、一方のマイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向と、他方のマイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向との角度をずらせて構成しても良い。   Note that the configuration as shown in the above-described modification 4 may be applied to the screen according to the modification 7. That is, the first and second microlens array portions having the microlenses configured with the square lens contours as shown in FIG. 15 are arranged at the apexes of the lens contours of the microlenses arranged in one microlens array portion. The angle between the direction and the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the other microlens array unit may be shifted.

図16は、変形例7の他の例に係るスクリーン121の具体的な構成を示す図である。具体的には、図16は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン121が有する第1マイクロレンズアレイ部121a及び第2マイクロレンズアレイ部121bの一部分を拡大して表した平面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部121a側から光が入射するものとする。   FIG. 16 is a diagram illustrating a specific configuration of a screen 121 according to another example of the modification example 7. As illustrated in FIG. Specifically, FIG. 16 is an enlarged plan view showing a part of the first microlens array unit 121a and the second microlens array unit 121b included in the screen 121, as observed from the direction along the light traveling direction. Is shown. It is assumed that light enters from the first microlens array part 121a side.

図16に示すように、第1マイクロレンズアレイ部121aに配列されたマイクロレンズ121aaのレンズ輪郭である正方形状の頂点方向と、第2マイクロレンズアレイ部121bに配列されたマイクロレンズ121baのレンズ輪郭である正方形状の頂点方向との角度差が45度に構成されている。つまり、マイクロレンズ121aa、121baのレンズ輪郭である正方形状が互いに45度回転した関係になるように、第1マイクロレンズアレイ部121a及び第2マイクロレンズアレイ部121bに複数のマイクロレンズ121aa、121baが配列されている。   As shown in FIG. 16, a square apex direction which is a lens outline of the microlens 121aa arranged in the first microlens array part 121a and a lens outline of the microlens 121ba arranged in the second microlens array part 121b. The angle difference from the square apex direction is 45 degrees. That is, the first microlens array unit 121a and the second microlens array unit 121b have a plurality of microlenses 121aa and 121ba so that the square shapes of the lens contours of the microlenses 121aa and 121ba are rotated by 45 degrees. It is arranged.

また、第1マイクロレンズアレイ部121a及び第2マイクロレンズアレイ部121bは、第1マイクロレンズアレイ部121aのマイクロレンズ121aaにおけるレンズピッチPa7が、第2マイクロレンズアレイ部121bのマイクロレンズ121baにおけるレンズピッチPb7よりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。更に、第1マイクロレンズアレイ部121a及び第2マイクロレンズアレイ部121bは、第1マイクロレンズアレイ部121aのマイクロレンズ121aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、第1マイクロレンズアレイ部121a及び第2マイクロレンズアレイ部121bは、上記した実施例及び変形例1、2で示したような配置関係(図3(a)、図6、図7、図8参照)のいずれかが適用される。若しくは、変形例3で示したように(図9参照)、第1マイクロレンズアレイ部121a及び第2マイクロレンズアレイ部121bが一体に構成される。   Further, in the first microlens array unit 121a and the second microlens array unit 121b, the lens pitch Pa7 in the microlens 121aa of the first microlens array unit 121a is the lens pitch in the microlens 121ba of the second microlens array unit 121b. It is configured to be smaller than Pb7 (for example, “½” or less). Furthermore, the first microlens array unit 121a and the second microlens array unit 121b are arranged to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens 121aa of the first microlens array unit 121a. In this case, the first microlens array part 121a and the second microlens array part 121b are arranged as shown in the above-described embodiments and modifications 1 and 2 (FIG. 3A, FIG. 6, FIG. Any of (see FIG. 8) is applied. Or as shown in the modification 3 (refer FIG. 9), the 1st micro lens array part 121a and the 2nd micro lens array part 121b are comprised integrally.

このような変形例7の他の例に係るスクリーン121も、上記した実施例に係るスクリーン11及び変形例4に係るスクリーン115と同様の作用・効果を有する。   The screen 121 according to another example of the modified example 7 has the same operations and effects as the screen 11 according to the above-described embodiment and the screen 115 according to the modified example 4.

なお、上記した変形例6及び7では、第1及び第2マイクロレンズアレイ部のレンズ輪郭である正方形状の頂点方向の角度差を45度に構成する例を示したが、当該角度差を厳密に45度に構成しなくても良く、また当該角度差を45度とは異なる角度に構成しても良い。その理由は、前述した実施例の[スクリーンの作用・効果]で述べた通りである。但し、実験などによれば、レンズ輪郭である正方形状の頂点方向の角度差が45度付近又は135度付近である場合に、入射面での正方形状の像による不要な干渉を抑制する効果が大きくなることがわかっている。よって、第1及び第2マイクロレンズアレイ部のレンズ輪郭である正方形状の頂点方向の角度差を45度付近又は135度付近に構成することが望ましい。   In the above-described modification examples 6 and 7, an example is shown in which the angular difference in the apex direction of the square shape that is the lens contour of the first and second microlens array portions is configured to be 45 degrees. The angle difference may not be 45 degrees, and the angle difference may be different from 45 degrees. The reason is as described in [Operation / Effect of Screen] in the above-described embodiment. However, according to experiments and the like, there is an effect of suppressing unnecessary interference due to the square-shaped image on the incident surface when the angle difference in the apex direction of the square shape that is the lens contour is around 45 degrees or around 135 degrees. I know it will grow. Therefore, it is desirable that the angle difference in the apex direction of the square shape, which is the lens contour of the first and second microlens array portions, be configured to be around 45 degrees or around 135 degrees.

また、変形例6及び7ではマイクロレンズのレンズ輪郭を正方形状に構成する例を示したが、これに限定はされず、変形例5で述べたように、マイクロレンズのレンズ輪郭を略正方形状(例えば長方形状)に構成しても良い。   Moreover, although the modification 6 and 7 showed the example which comprises the lens outline of a micro lens in square shape, it is not limited to this, As described in the modification 5, the lens outline of a micro lens is substantially square shape. You may comprise (for example, rectangular shape).

(変形例8)
上記した実施例及び変形例1乃至7に係るスクリーンは、レンズ輪郭が正六角形状(略正六角形状も含む)又は正方形状(略正方形状も含む)であるマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部にて構成されていた。これに対して、変形例8に係るスクリーンは、レンズ輪郭が円形であるマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部にて構成される。
(Modification 8)
The screens according to the above-described Examples and Modifications 1 to 7 have first and second microlenses having a lens contour having a regular hexagonal shape (including a substantially regular hexagonal shape) or a square shape (including a substantially square shape). It consisted of a microlens array part. On the other hand, the screen according to the modified example 8 includes first and second microlens array units having microlenses having a circular lens outline.

図17は、変形例7に係るスクリーン122の具体的な構成を示す図である。具体的には、図17は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン122が有する第1マイクロレンズアレイ部122a及び第2マイクロレンズアレイ部122bの一部分を拡大して表した平面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部122a側から光が入射するものとする。   FIG. 17 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 122 according to the seventh modification. Specifically, FIG. 17 is an enlarged plan view showing a part of the first microlens array unit 122a and the second microlens array unit 122b of the screen 122, which are observed from a direction along the light traveling direction. Is shown. It is assumed that light enters from the first microlens array portion 122a side.

図17に示すように、第1マイクロレンズアレイ部122a及び第2マイクロレンズアレイ部122bは、それぞれ、平面視において円形のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ122aa、122baが配列されている。具体的には、マイクロレンズ122aa、122baは、それぞれ、複数のマイクロレンズ122aa、122baが等間隔に配列されている。また、マイクロレンズ122aa、122baは、1つのマイクロレンズ周囲に、所定角度ごとに隣接して配列されている。図17では、当該所定角度が60度である場合を例示している。   As shown in FIG. 17, each of the first microlens array unit 122a and the second microlens array unit 122b includes a plurality of microlenses 122aa and 122ba each having a circular lens outline in plan view. . Specifically, each of the micro lenses 122aa and 122ba has a plurality of micro lenses 122aa and 122ba arranged at equal intervals. The micro lenses 122aa and 122ba are arranged adjacent to each other at predetermined angles around one micro lens. FIG. 17 illustrates a case where the predetermined angle is 60 degrees.

また、第1マイクロレンズアレイ部122a及び第2マイクロレンズアレイ部122bは、第1マイクロレンズアレイ部122aのマイクロレンズ122aaにおけるレンズピッチPa8が、第2マイクロレンズアレイ部122bのマイクロレンズ122baにおけるレンズピッチPb8よりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。更に、第1マイクロレンズアレイ部122a及び第2マイクロレンズアレイ部122bは、第1マイクロレンズアレイ部122aのマイクロレンズ122aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、第1マイクロレンズアレイ部122a及び第2マイクロレンズアレイ部122bは、上記した実施例及び変形例1、2で示したような配置関係(図3(a)、図6、図7、図8参照)のいずれかが適用される。若しくは、変形例3で示したように(図9参照)、第1マイクロレンズアレイ部122a及び第2マイクロレンズアレイ部122bが一体に構成される。   The first microlens array unit 122a and the second microlens array unit 122b have a lens pitch Pa8 in the microlens 122aa of the first microlens array unit 122a and a lens pitch in the microlens 122ba of the second microlens array unit 122b. It is configured to be smaller than Pb8 (for example, “½” or less). Further, the first microlens array part 122a and the second microlens array part 122b are arranged to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens 122aa of the first microlens array part 122a. In this case, the first microlens array part 122a and the second microlens array part 122b are arranged as shown in the above-described embodiments and modifications 1 and 2 (FIG. 3A, FIG. 6, FIG. Any of (see FIG. 8) is applied. Or as shown in the modification 3 (refer FIG. 9), the 1st micro lens array part 122a and the 2nd micro lens array part 122b are comprised integrally.

このような変形例8に係るスクリーン122も、上記した実施例に係るスクリーン11と同様の作用・効果を有する。   The screen 122 according to the modified example 8 has the same operation and effect as the screen 11 according to the above-described embodiment.

なお、上記した変形例4で示したような構成を、変形例8に係るスクリーンに対して適用しても良い。つまり、図17に示したような円形のレンズ輪郭で構成されたマイクロレンズを有する第1及び第2マイクロレンズアレイ部を、互いに所定角度回転した関係となるように構成しても良い。   Note that the configuration shown in the above-described modification 4 may be applied to the screen according to modification 8. That is, the first and second microlens array units having microlenses configured with circular lens contours as shown in FIG. 17 may be configured to be in a relationship rotated by a predetermined angle.

図18は、変形例8の他の例に係るスクリーン123の具体的な構成を示す図である。具体的には、図18は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン123が有する第1マイクロレンズアレイ部123a及び第2マイクロレンズアレイ部123bの一部分を拡大して表した平面図を示している。なお、第1マイクロレンズアレイ部123a側から光が入射するものとする。   FIG. 18 is a diagram illustrating a specific configuration of a screen 123 according to another example of the modification example 8. As illustrated in FIG. Specifically, FIG. 18 is an enlarged plan view showing a part of the first microlens array portion 123a and the second microlens array portion 123b of the screen 123, which is observed from the direction along the light traveling direction. Is shown. It is assumed that light enters from the first microlens array portion 123a side.

図18に示すように、第1マイクロレンズアレイ部123aに配列されたマイクロレンズ123aaと、第2マイクロレンズアレイ部123bに配列されたマイクロレンズ123baとが、1つのマイクロレンズに対して所定角度の半分に相当する30度ずらせて構成されている。また、第1マイクロレンズアレイ部123a及び第2マイクロレンズアレイ部123bは、第1マイクロレンズアレイ部123aのマイクロレンズ123aaにおけるレンズピッチPa9が、第2マイクロレンズアレイ部123bのマイクロレンズ123baにおけるレンズピッチPb9よりも小さくなるように(例えば「1/2」以下となるように)構成されている。更に、第1マイクロレンズアレイ部123a及び第2マイクロレンズアレイ部123bは、第1マイクロレンズアレイ部123aのマイクロレンズ123aaにおける焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、第1マイクロレンズアレイ部123a及び第2マイクロレンズアレイ部123bは、上記した実施例及び変形例1、2で示したような配置関係(図3(a)、図6、図7、図8参照)のいずれかが適用される。若しくは、変形例3で示したように(図9参照)、第1マイクロレンズアレイ部123a及び第2マイクロレンズアレイ部123bが一体に構成される。   As shown in FIG. 18, the microlens 123aa arranged in the first microlens array unit 123a and the microlens 123ba arranged in the second microlens array unit 123b have a predetermined angle with respect to one microlens. It is shifted by 30 degrees corresponding to half. Further, in the first microlens array unit 123a and the second microlens array unit 123b, the lens pitch Pa9 in the microlens 123aa of the first microlens array unit 123a is the lens pitch in the microlens 123ba of the second microlens array unit 123b. It is configured to be smaller than Pb9 (for example, “½” or less). Furthermore, the first microlens array unit 123a and the second microlens array unit 123b are disposed to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens 123aa of the first microlens array unit 123a. In this case, the first microlens array part 123a and the second microlens array part 123b are arranged as shown in the above-described embodiments and modifications 1 and 2 (FIG. 3A, FIG. 6, FIG. Any of (see FIG. 8) is applied. Or as shown in the modification 3 (refer FIG. 9), the 1st micro lens array part 123a and the 2nd micro lens array part 123b are comprised integrally.

このような変形例8の他の例に係るスクリーン123も、上記した実施例に係るスクリーン11及び変形例4に係るスクリーン115と同様の作用・効果を有する。   The screen 123 according to another example of the modification 8 has the same operation and effect as the screen 11 according to the above-described embodiment and the screen 115 according to the modification 4.

なお、変形例8では、第1及び第2マイクロレンズアレイ部を構成するマイクロレンズの間を、光が透過しないようにマスクすることが好ましい。   In Modification 8, it is preferable to mask between the microlenses constituting the first and second microlens array portions so as not to transmit light.

また、マイクロレンズのレンズ輪郭を円形に構成することに限定はされず、変形例5で述べたように、マイクロレンズのレンズ輪郭を略円形(例えば楕円形)に構成しても良い。更に、図18に示したように、第1及び第2マイクロレンズアレイ部を互いに30度回転した関係になるように構成することに限定はされない。   Further, the lens contour of the microlens is not limited to a circular shape, and as described in the fifth modification, the lens contour of the microlens may be configured to have a substantially circular shape (for example, an oval shape). Furthermore, as shown in FIG. 18, the first and second microlens array units are not limited to be configured so as to have a relationship of being rotated by 30 degrees.

(変形例9)
上記では本発明をヘッドアップディスプレイに適用する例を示したが、本発明の適用はこれに限定はされない。本発明は、ヘッドアップディスプレイ以外にも、レーザプロジェクタに適用することができる。レーザプロジェクタは通常スペックルノイズが問題となるため、液晶プロジェクタ用のスクリーンを使用することは望ましくないと言える。上記したように、本発明に係るスクリーンは、スペックノイズを適切に抑制することができ、視野角を十分に確保することができるので、本発明に係るスクリーンはレーザプロジェクタに好適に適用することができる。
(Modification 9)
Although the example which applies this invention to a head up display was shown above, application of this invention is not limited to this. The present invention can be applied to a laser projector other than a head-up display. Since laser projectors usually suffer from speckle noise, it can be said that it is not desirable to use a screen for a liquid crystal projector. As described above, the screen according to the present invention can appropriately suppress spec noise and sufficiently secure a viewing angle, so that the screen according to the present invention can be suitably applied to a laser projector. it can.

また、本発明は、ヘッドアップディスプレイやレーザプロジェクタ以外にも、ヘッドマウントディスプレイに適用することができる。   Further, the present invention can be applied to a head mounted display other than a head-up display and a laser projector.

本発明は、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やレーザプロジェクタなどの画像表示装置に利用することができる。   The present invention can be used for image display devices such as a head-up display, a head-mounted display, and a laser projector.

1 画像表示装置
11 スクリーン
11a 第1マイクロレンズアレイ部
11b 第2マイクロレンズアレイ部
11aa、11ba マイクロレンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display apparatus 11 Screen 11a 1st micro lens array part 11b 2nd micro lens array part 11aa, 11ba Micro lens

Claims (16)

複数のマイクロレンズが配列された第1マイクロレンズアレイ部及び第2マイクロレンズアレイ部を有する光学素子を備え、前記光学素子によって形成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイであって、
前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、
前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの焦点距離よりも長い距離だけ、互いに離間した位置に対向配置され、
前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズ同士の間隔が、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズ同士の間隔よりも狭く構成されており、
前記第1マイクロレンズアレイ部は前記第2マイクロレンズアレイ部に対して光の入射側に配置され
前記第1マイクロレンズアレイ部の2以上のマイクロレンズで集光された光が、前記第2マイクロレンズアレイ部の1のマイクロレンズに入射することで集約されるように、前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された各マイクロレンズ同士の間隔が設定され、
前記第1マイクロレンズアレイ部は、入射された光に対応する1の画素を、前記2以上のマイクロレンズによって分配することで2以上の画素を形成し、
前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1マイクロレンズアレイ部によって分配された隣接する前記2以上の画素を、前記1のマイクロレンズによって集約することで1の画素を形成することを特徴とするヘッドアップディスプレイ
A head-up display comprising an optical element having a first microlens array part and a second microlens array part in which a plurality of microlenses are arranged, and visually recognizing an image formed by the optical element as a virtual image from a user's eye position Because
The first microlens array part and the second microlens array part are:
A distance longer than the focal length of the microlens arranged in the first microlens array portion, and disposed opposite to each other,
An interval between the microlenses arranged in the first microlens array portion is configured to be narrower than an interval between the microlenses arranged in the second microlens array portion,
The first microlens array part is disposed on the light incident side with respect to the second microlens array part ,
The first microlens array is configured such that light collected by two or more microlenses of the first microlens array unit is collected by being incident on one microlens of the second microlens array unit. And the interval between each microlens arranged in the second microlens array unit,
The first microlens array unit forms two or more pixels by distributing one pixel corresponding to incident light by the two or more microlenses,
The second micro lens array unit forms one pixel by aggregating the two or more adjacent pixels distributed by the first micro lens array unit with the one micro lens. Head-up display .
前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズ同士の間隔が、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズ同士の間隔の「1/2」以下に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイThe interval between the microlenses arranged in the first microlens array unit is configured to be equal to or less than “½” of the interval between the microlenses arranged in the second microlens array unit. The head-up display according to claim 1. 前記マイクロレンズ同士の間隔は、隣接するマイクロレンズの重心同士の間隔であることを特徴とする請求項1又は2に記載のヘッドアップディスプレイThe micro lens distance of each other, head-up display of claim 1 or 2, characterized in that the spacing of the center of gravity of adjacent microlenses. 前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの焦点距離の1.5倍以上かつ3倍以下の距離だけ離間した位置に対向配置されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイThe first microlens array part and the second microlens array part are spaced apart by a distance not less than 1.5 times and not more than 3 times the focal length of the microlens arranged in the first microlens array part. The head-up display according to any one of claims 1 to 3 , wherein the head-up display is disposed opposite to the head . 前記複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において多角形状のレンズ輪郭で構成され、
前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、当該第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、当該第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度をずらせて構成されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ
Each of the plurality of microlenses is configured with a polygonal lens contour in plan view,
The first microlens array unit and the second microlens array unit are arranged in the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the first microlens array unit and in the second microlens array unit. head-up display according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said is constituted by shifting the angle between the lens contour apex direction of the microlenses.
前記多角形状は、正六角形状であり、
前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度差は、略30度又は略90度であることを特徴とする請求項に記載のヘッドアップディスプレイ
The polygonal shape is a regular hexagonal shape,
The angle difference between the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the first microlens array part and the apex direction of the lens outline of the microlens arranged in the second microlens array part is: The head-up display according to claim 5 , wherein the head-up display is approximately 30 degrees or approximately 90 degrees.
前記多角形状は、正方形状であり、
前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度差は、略45度又は略135度であることを特徴とする請求項に記載のヘッドアップディスプレイ
The polygonal shape is a square shape,
The angle difference between the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the first microlens array part and the apex direction of the lens outline of the microlens arranged in the second microlens array part is: The head-up display according to claim 5 , wherein the head-up display is approximately 45 degrees or approximately 135 degrees.
前記複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において正多角形状のレンズ輪郭を有し、
前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、当該第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、当該第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度を、前記正多角形状に含まれる1の内角の半分の角度ずらせて構成されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ
Each of the plurality of microlenses has a regular polygonal lens profile in plan view,
The first microlens array unit and the second microlens array unit are arranged in the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the first microlens array unit and in the second microlens array unit. It said angle of the vertex direction of the lens contour of microlens claims 1 to any one of 4, characterized in that it is constituted by shifting half of the angle of the first interior angle included in the regular polygon The head-up display according to item.
前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、それぞれ前記複数のマイクロレンズが等間隔に配列され、
前記マイクロレンズは、1のマイクロレンズ周囲に、前記1のマイクロレンズの頂点に対してそれぞれ所定角度ごとに隣接して配列され、
前記第1マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズと、前記第2マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズとが、前記1のマイクロレンズに対して前記所定角度の半分の角度ずらせて構成されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ
In the first microlens array part and the second microlens array part, the plurality of microlenses are arranged at equal intervals, respectively.
The microlenses are arranged around each microlens and adjacent to each other at a predetermined angle with respect to the apex of the one microlens,
The microlens arranged in the first microlens array part and the microlens arranged in the second microlens array part are shifted from each other by half the predetermined angle with respect to the first microlens. head-up display according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is configured.
前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部を構成するマイクロレンズの間を光が透過しないようにマスクしたことを特徴とする請求項に記載のヘッドアップディスプレイ10. The head-up display according to claim 9 , wherein masking is performed so that light does not pass between the microlenses constituting the first microlens array unit and the second microlens array unit. 11. 前記第1マイクロレンズアレイ部を一方の面に有する第1レンズアレイと、前記第2マイクロレンズアレイ部を一方の面に有する第2レンズアレイとから構成されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイThe first lens array having the first microlens array portion on one surface and the second lens array having the second microlens array portion on one surface, respectively. head up display according to any one of 10. 前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1レンズアレイ及び前記第2レンズアレイの、各々対向する面に形成されていることを特徴とする請求項11に記載のヘッドアップディスプレイThe first microlens array portion and the second micro lens array unit according to claim 11, characterized in that said first lens array and the second lens array is formed on each opposing surface Head-up display . 前記第1マイクロレンズアレイ部は、前記第1レンズアレイの面のうち、前記第2レンズアレイの前記第2マイクロレンズアレイ部が形成されている面と対向しない面に形成されていることを特徴とする請求項11に記載のヘッドアップディスプレイThe first microlens array portion is formed on a surface of the first lens array that is not opposed to a surface of the second lens array on which the second microlens array portion is formed. The head-up display according to claim 11 . 前記第1マイクロレンズアレイ部及び前記第2マイクロレンズアレイ部は、前記第1レンズアレイ及び前記第2レンズアレイの、各々対向しない面に形成されていることを特徴とする請求項11に記載のヘッドアップディスプレイThe first microlens array portion and the second micro lens array unit according to claim 11, wherein the first lens array and the second lens array, characterized by being formed on a surface not each face Head-up display . 前記第1マイクロレンズアレイ部を一方の面に有し、前記第2マイクロレンズアレイ部を他方の面に有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイThe first has a microlens array portion on one surface, a head-up display according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it has a second micro-lens array section on the other surface. 光源と、
複数のマイクロレンズが所定の間隔で配列された第1マイクロレンズアレイと、
前記所定の間隔よりも広い間隔で複数のマイクロレンズが配列された第2マイクロレンズアレイと、を有し、前記第1マイクロレンズアレイ及び前記第2マイクロレンズアレイによって形成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイであって、
前記第2マイクロレンズアレイは、前記第1マイクロレンズアレイに配置されたマクロレンズの焦点距離よりも長い距離だけ離間した位置に配置され、
前記第1マイクロレンズアレイは、前記第2マイクロレンズアレイに対して、前記光源から出射される光の入射側に配置され
前記第1マイクロレンズアレイの2以上のマイクロレンズで集光された光が、前記第2マイクロレンズアレイの1のマイクロレンズに入射することで集約されるように、前記第1マイクロレンズアレイ及び前記第2マイクロレンズアレイに配列された各マイクロレンズ同士の間隔が設定され、
前記第1マイクロレンズアレイは、入射された光に対応する1の画素を、前記2以上のマイクロレンズによって分配することで2以上の画素を形成し、
前記第2マイクロレンズアレイは、前記第1マイクロレンズアレイによって分配された隣接する前記2以上の画素を、前記1のマイクロレンズによって集約することで1の画素を形成することを特徴とするヘッドアップディスプレイ
A light source;
A first microlens array in which a plurality of microlenses are arranged at a predetermined interval;
A second microlens array in which a plurality of microlenses are arranged at intervals wider than the predetermined interval, and an image formed by the first microlens array and the second microlens array is displayed by a user's eyes. A head-up display that is visually recognized as a virtual image from the position of
The second microlens array is disposed at a position separated by a distance longer than the focal length of the macro lens disposed in the first microlens array,
The first microlens array is disposed on an incident side of light emitted from the light source with respect to the second microlens array ,
The light collected by the two or more microlenses of the first microlens array is collected by being incident on one microlens of the second microlens array, and the first microlens array and the An interval between each microlens arranged in the second microlens array is set,
The first microlens array forms two or more pixels by distributing one pixel corresponding to incident light by the two or more microlenses,
The second microlens array, head up, characterized in that the said two or more adjacent pixels that have been distributed by the first microlens array to form one pixel by aggregating by said first micro lenses Display .
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