JP6451277B2 - Virtual image display device and image projection device - Google Patents

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JP6451277B2 JP2014250148A JP2014250148A JP6451277B2 JP 6451277 B2 JP6451277 B2 JP 6451277B2 JP 2014250148 A JP2014250148 A JP 2014250148A JP 2014250148 A JP2014250148 A JP 2014250148A JP 6451277 B2 JP6451277 B2 JP 6451277B2
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Description

本発明は、虚像表示装置および画像投影装置に関するものである。   The present invention relates to a virtual image display device and an image projection device.

ヘッドアップディスプレイにおいて、小型スクリーン上に中間像を形成し、その中間像の拡大画像を反射光学系で形成する技術が知られている。   In a head-up display, a technique is known in which an intermediate image is formed on a small screen, and an enlarged image of the intermediate image is formed by a reflection optical system.

小型スクリーンとしてマイクロレンズアレイ板を使用することにより、スクリーン上の画像を高解像度にすることができる。一方で、DMD(Degital Mirror Device)等のMEMS駆動装置である表示素子がマイクロレンズアレイ板に近接して配置されていると、表示素子が発生した熱によりマイクロレンズアレイ板の温度が上昇してしまう。その結果、マイクロレンズアレイ板が膨張して、画素ピッチが変化したり、マイクロレンズの曲率変化により画素上での光線の屈折角度が変化してしまい、安定した画像性能を得るのが困難である。   By using the microlens array plate as a small screen, the image on the screen can be made high resolution. On the other hand, when a display element, which is a MEMS driving device such as DMD (Degital Mirror Device), is arranged close to the microlens array plate, the temperature of the microlens array plate rises due to heat generated by the display element. End up. As a result, the microlens array plate expands, the pixel pitch changes, and the refraction angle of the light beam on the pixel changes due to the change in the curvature of the microlens, making it difficult to obtain stable image performance. .

これまでにも、投射器からのレーザ光を導いてスクリーン部材に照射するプリズム部材に、レンズ面を各々構成する入・出射面とミラー面が一体に形成されているヘッドアップディスプレイ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、スクリーンに表示光を拡散する拡散領域と、非可視光を受光手段に向けて反射する反射領域とを備える虚像表示装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。さらに、被走査面素子がハニカム型配列に配列された微細凸レンズ構造をなし、X方向の実効画素ピッチおよびY方向の実効画素ピッチの比が1より大きい2次元画像表示装置が提案されている(例えば、特許文献3参照)。   So far, a head-up display device has been proposed in which the prism member that guides the laser beam from the projector and irradiates the screen member is integrally formed with the entrance and exit surfaces and the mirror surface that constitute the lens surface. (For example, refer to Patent Document 1). Further, a virtual image display device has been proposed that includes a diffusion region for diffusing display light on a screen and a reflection region for reflecting invisible light toward a light receiving means (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, a two-dimensional image display device having a fine convex lens structure in which scanned surface elements are arranged in a honeycomb array and a ratio between an effective pixel pitch in the X direction and an effective pixel pitch in the Y direction is larger than 1 has been proposed ( For example, see Patent Document 3).

本発明は、表示素子からスクリーンに伝達する熱量が小さい虚像表示装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a virtual image display device that has a small amount of heat transferred from a display element to a screen.

本発明にかかる虚像表示装置は、スクリーン上に画像を投影する画像投影装置と、画像の虚像を形成する観察光学系と、を備え、画像投影装置は、光源からの出射光線が入射する表示素子と、表示素子からの出射光線が入射する第1結像光学系と、第1結像光学系からの出射光線が入射する第2結像光学系と、第2結像光学系から出射した光束が投影され、観察光学系に光束を出射するスクリーンと、を有し、第1結像光学系は、表示素子とスクリーンの間に第1中間像を形成し、第2結像光学系は、スクリーン上に第2中間像を形成し、スクリーンの一方の面は、複数のマイクロレンズを2次元状に並べたマイクロレンズアレイ面であり、該マイクロレンズアレイ面が内側になるように湾曲した曲面であることを特徴とする。 A virtual image display device according to the present invention includes an image projection device that projects an image on a screen and an observation optical system that forms a virtual image of the image, and the image projection device is a display element on which an emitted light beam from a light source is incident. A first imaging optical system in which an outgoing light beam from the display element is incident, a second imaging optical system in which an outgoing light beam from the first imaging optical system is incident, and a light beam emitted from the second imaging optical system And a screen that emits a light beam to the observation optical system, the first imaging optical system forms a first intermediate image between the display element and the screen, and the second imaging optical system includes: A second intermediate image is formed on the screen, and one surface of the screen is a microlens array surface in which a plurality of microlenses are arranged two-dimensionally, and a curved surface curved so that the microlens array surface is on the inside It is characterized by being.

本発明によれば、表示素子からスクリーンに伝達する熱量を小さくすることができる。   According to the present invention, the amount of heat transferred from the display element to the screen can be reduced.

本発明にかかる虚像表示装置の実施の形態を示す光学配置図である。It is an optical arrangement | positioning figure which shows embodiment of the virtual image display apparatus concerning this invention. 上記虚像表示装置が備える画像投影装置の内部の光学配置図である。It is an optical arrangement | positioning figure inside the image projector with which the said virtual image display apparatus is provided. 上記虚像表示装置が備えるマイクロレンズアレイ板への入射光およびマイクロレンズアレイ板を透過する光を示す光路図である。It is an optical path diagram which shows the incident light to the micro lens array board with which the said virtual image display apparatus is provided, and the light which permeate | transmits a micro lens array board. 上記マイクロレンズアレイ板の配置の様子を示す側面図である。It is a side view which shows the mode of arrangement | positioning of the said micro lens array board. 上記マイクロレンズアレイ板を覆う遮断体の断面図である。It is sectional drawing of the interruption | blocking body which covers the said micro lens array board. 本発明にかかる虚像表示装置の別の実施の形態が備えるマイクロレンズアレイ板を示す側面図である。It is a side view which shows the micro lens array board with which another embodiment of the virtual image display apparatus concerning this invention is provided. 従来の画像投影装置の例における、画像投影装置内部の光学配置図である。It is an optical arrangement | positioning figure inside an image projector in the example of the conventional image projector.

●虚像表示装置●
以下、本発明にかかる虚像表示装置について、図面を参照しながら説明する。
● Virtual image display device ●
Hereinafter, a virtual image display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、虚像表示装置1は、観察光学系2および画像投影装置3を備える。   As shown in FIG. 1, the virtual image display device 1 includes an observation optical system 2 and an image projection device 3.

虚像表示装置1は、一例として、車両、航空機、船舶等の移動体に搭載され、移動体の運転者100が観察光学系2を経由して虚像52を視認する装置である。虚像52によって、移動体の操縦に必要なナビゲーション情報(例えば車速、走行距離等の情報)などが表示されている。図1では車体に組み込まれた虚像表示装置を示したが、コンバイナ方式と呼ばれる、運転者の目の近辺に小型の虚像表示装置を組み付ける方式でもよい。ここでは観察光学系2の方式として、フロントガラス22を使用する方式で説明するが、画像投影装置3については、コンバイナ方式であっても車体組み込み方式であってもよい。   As an example, the virtual image display device 1 is a device that is mounted on a moving body such as a vehicle, an aircraft, or a ship, and the driver 100 of the moving body visually recognizes the virtual image 52 via the observation optical system 2. The virtual image 52 displays navigation information (for example, information such as vehicle speed and travel distance) necessary for maneuvering the moving body. Although the virtual image display device incorporated in the vehicle body is shown in FIG. 1, a method called a combiner method in which a small virtual image display device is assembled in the vicinity of the driver's eyes may be used. Here, the method using the windshield 22 will be described as the method of the observation optical system 2. However, the image projection device 3 may be a combiner method or a vehicle body incorporation method.

●観察光学系2
観察光学系2は、凹面鏡21およびフロントガラス22が光路中にこの順に配置されている。観察光学系2は、画像投影装置3から出射した光束の虚像52をフロントガラス22の運転者100側とは反対側に結像させる。フロントガラス22は、虚像52を結像する光束を運転者100の側へ反射する。運転者100は、フロントガラス22で反射された光束の光路上の所定の観察位置から、虚像52を視認する。
Observation optics 2
In the observation optical system 2, the concave mirror 21 and the windshield 22 are arranged in this order in the optical path. The observation optical system 2 forms a virtual image 52 of the light beam emitted from the image projection device 3 on the opposite side of the windshield 22 from the driver 100 side. The windshield 22 reflects the light beam that forms the virtual image 52 toward the driver 100. The driver 100 visually recognizes the virtual image 52 from a predetermined observation position on the optical path of the light beam reflected by the windshield 22.

●画像投影装置3
図2は、主光線のみの光路を記載した光学配置図である。図2に示すように、画像投影装置3は、DMD31、第1結像光学系32、第2結像光学系34および小型スクリーン4が光路中にこの順に配置されている。DMD31、第1結像光学系32、第2結像光学系34および小型スクリーン4は、外気を遮断する筐体35に収容されている。DMD31は、表示素子の例である。
Image projector 3
FIG. 2 is an optical layout diagram showing the optical path of the chief ray only. As shown in FIG. 2, in the image projection apparatus 3, a DMD 31, a first imaging optical system 32, a second imaging optical system 34, and a small screen 4 are arranged in this order in the optical path. The DMD 31, the first imaging optical system 32, the second imaging optical system 34, and the small screen 4 are accommodated in a casing 35 that blocks outside air. DMD 31 is an example of a display element.

小型スクリーン4を含む上述の光学系全体を筐体35で密閉することにより、小型スクリーン4へのごみの付着を防ぐことができる。   By sealing the entire optical system including the small screen 4 with the casing 35, it is possible to prevent dust from adhering to the small screen 4.

第1結像光学系32および第2結像光学系34は、例えば集光レンズにより構成されている。   The first imaging optical system 32 and the second imaging optical system 34 are constituted by, for example, a condenser lens.

光源301を出射した光束は、照明光学系302を経由してDMD31に入射する。DMD31は、複数の微小ミラーが2次元状に配置された光変調素子である。DMD31は、表示しようとする画像信号に応じて変調駆動される。すなわち、複数の微小ミラーの傾きは、入射光束が第1結像光学系32に入射する角度と、第1結像光学系32に入射しない角度に、それぞれ独立して変化する。1枚の微小ミラーは1画素に対応する。   The light beam emitted from the light source 301 enters the DMD 31 via the illumination optical system 302. The DMD 31 is a light modulation element in which a plurality of micromirrors are arranged two-dimensionally. The DMD 31 is modulated and driven according to the image signal to be displayed. That is, the inclinations of the plurality of micromirrors are independently changed to an angle at which the incident light beam enters the first imaging optical system 32 and an angle at which the incident light flux does not enter the first imaging optical system 32. One minute mirror corresponds to one pixel.

DMD31の各画素から出射された発散光束は、第1結像光学系32により収束光束となる。第1結像光学系32からの出射光線は、第1中間像50の位置で集光してDMD31の実像を形成する。第1中間像50上の各画素の実像から出射される発散光束は、第2結像光学系34によって収束光束となり、小型スクリーン4上に結像される。小型スクリーン4上に結像された像は、すなわち第2中間像51である。   The divergent light beam emitted from each pixel of the DMD 31 becomes a converged light beam by the first imaging optical system 32. The outgoing light beam from the first imaging optical system 32 is condensed at the position of the first intermediate image 50 to form a real image of the DMD 31. The divergent light beam emitted from the real image of each pixel on the first intermediate image 50 becomes a converged light beam by the second imaging optical system 34 and forms an image on the small screen 4. The image formed on the small screen 4 is the second intermediate image 51.

DMD31と第1結像光学系32は、DMD31と第1結像光学系32の距離を離すためにレトロフォーカス方式をとっている。第1中間像50を形成することにより、レトロフォーカス方式によって発生する歪曲収差を補正することができる。すなわち、第2結像光学系34により、第1中間像50の歪曲を、第2中間像51までに逆補正することができる。   The DMD 31 and the first imaging optical system 32 adopt a retrofocus method in order to increase the distance between the DMD 31 and the first imaging optical system 32. By forming the first intermediate image 50, it is possible to correct the distortion generated by the retrofocus method. That is, the second imaging optical system 34 can reversely correct the distortion of the first intermediate image 50 up to the second intermediate image 51.

●小型スクリーン4
図3に示すように、小型スクリーン4は、複数のマイクロレンズ40−kを2次元状に並べたマイクロレンズアレイ板である。マイクロレンズアレイ板は、複数のマイクロレンズ40−kが形成されているマイクロレンズアレイ面41と、レンズのない平面42を有する。平面42は、マイクロレンズアレイ面41の反対側にある。マイクロレンズアレイ面41に入射した平行光束803は、発散光束804に変換されて平面42から運転者100に向かって出射する。
Small screen 4
As shown in FIG. 3, the small screen 4 is a microlens array plate in which a plurality of microlenses 40-k are arranged two-dimensionally. The microlens array plate has a microlens array surface 41 on which a plurality of microlenses 40-k are formed, and a flat surface 42 without a lens. The plane 42 is on the opposite side of the microlens array surface 41. The parallel light beam 803 incident on the microlens array surface 41 is converted into a divergent light beam 804 and is emitted from the plane 42 toward the driver 100.

小型スクリーン4にマイクロレンズアレイ板を用いることで、運転者100に向かう光束が発散光束になるため、運転者100のアイボックス(運転者100が虚像52を視認できる空間的な領域)を大きくすることができる。すなわち、運転者100が首を上下左右に動かしたときにも、虚像52を視認できる範囲が広がる。   By using the microlens array plate for the small screen 4, the luminous flux directed toward the driver 100 becomes a divergent luminous flux, so that the driver's 100 eye box (a spatial region where the driver 100 can visually recognize the virtual image 52) is enlarged. be able to. That is, even when the driver 100 moves his / her neck up / down / left / right, the range in which the virtual image 52 can be visually recognized is widened.

図4に示すように、マイクロレンズアレイ板のマイクロレンズアレイ面41は、重力方向に対して下向きに傾いて配置されている。言い換えれば、マイクロレンズアレイ面41の中心に引いた垂線の、重力方向とのなす角は90度以下に配置されている。マイクロレンズアレイ面41は、平面42に比べて凹んだ部分があり、ごみが付着しやすい。マイクロレンズアレイ面41を重力方向下向きに傾けて配置することで、マイクロレンズアレイ板に付着するごみの堆積を抑えることができる。   As shown in FIG. 4, the microlens array surface 41 of the microlens array plate is disposed to be inclined downward with respect to the direction of gravity. In other words, the angle between the perpendicular line drawn to the center of the microlens array surface 41 and the direction of gravity is 90 degrees or less. The microlens array surface 41 has a recessed portion as compared with the flat surface 42, and dust easily adheres thereto. By arranging the microlens array surface 41 so as to be inclined downward in the direction of gravity, it is possible to suppress the accumulation of dust adhering to the microlens array plate.

マイクロレンズアレイ板が有する1つのマイクロレンズ40−kは、1画素に相当する。高解像度の画像を形成するためには、マイクロレンズ40−kを小さくする必要がある。1つのマイクロレンズ40−kが小さくなると、小さなごみであっても画素全体がごみによってふさがれてしまい、画素欠けの原因となる。高解像度の画像を形成するマイクロレンズアレイ板は、低解像度のスクリーンよりもごみの付着に対する対策が重要である。   One microlens 40-k included in the microlens array plate corresponds to one pixel. In order to form a high-resolution image, it is necessary to make the microlens 40-k small. When one microlens 40-k is small, even if it is a small dust, the entire pixel is blocked by the dust, which causes pixel missing. In the microlens array plate that forms a high-resolution image, measures against dust adhesion are more important than a low-resolution screen.

図5に示すように、外気を遮断する筐体36で小型スクリーン4を覆ってもよい。筐体36は、光を透過する透過板361および透過板362を備える。透過板361はマイクロレンズアレイ面41と対向し、透過板362はマイクロレンズアレイ板の平面42と対向する。透過板361はマイクロレンズアレイ面41へ入射する光束805を透過し、透過板362は平面42から出射する光束805を筐体36の外部へ透過する。   As shown in FIG. 5, the small screen 4 may be covered with a housing 36 that blocks outside air. The housing 36 includes a transmission plate 361 and a transmission plate 362 that transmit light. The transmission plate 361 faces the microlens array surface 41, and the transmission plate 362 faces the flat surface 42 of the microlens array plate. The transmission plate 361 transmits the light beam 805 incident on the microlens array surface 41, and the transmission plate 362 transmits the light beam 805 emitted from the plane 42 to the outside of the housing 36.

筐体36は、遮断体の例である。透過板361および透過板362は、光透過部材の例である。   The housing 36 is an example of a blocking body. The transmission plate 361 and the transmission plate 362 are examples of light transmission members.

小型スクリーン4を筐体36で覆うことにより、ごみが小型スクリーン4に付着するのを防ぐことができる。小型スクリーン4のみを筐体36で覆う場合は、光学系全体を覆う筐体は孔があってもよい。この構成により、光学系の空気の通りを良くし、DMD31などの駆動装置が発生する熱を逃がしやすくすることができる。   By covering the small screen 4 with the housing 36, it is possible to prevent dust from adhering to the small screen 4. When only the small screen 4 is covered with the housing 36, the housing covering the entire optical system may have a hole. With this configuration, it is possible to improve the air passage of the optical system and easily release the heat generated by the driving device such as the DMD 31.

図6に示すように、小型スクリーン4は、マイクロレンズアレイ面41が内側になるように湾曲した曲面であってもよい。小型スクリーン4が曲面であることにより、マイクロレンズアレイ面41の上から下に向かう気流60による、マイクロレンズアレイ面へのごみの付着を抑えることができる。特に、湾曲したマイクロレンズアレイ面を重力方向に傾けて配置することで、ごみの付着をさらに抑えることができる。   As shown in FIG. 6, the small screen 4 may be a curved surface curved so that the microlens array surface 41 is on the inside. Since the small screen 4 is a curved surface, it is possible to suppress the adhesion of dust to the microlens array surface due to the airflow 60 from the top to the bottom of the microlens array surface 41. In particular, the adhesion of dust can be further suppressed by arranging the curved microlens array surface to be inclined in the direction of gravity.

●DMD31から小型スクリーン4への熱の伝達について
DMD31のミラー角度は、高速で変化するため、DMD31はその駆動のために発熱する。DMD31で発生した熱により小型スクリーン4の温度が上昇する。その結果、小型スクリーン4が膨張して、画素ピッチが変化したり、マイクロレンズの曲率変化により画素上での光線の屈折角度が変化してしまう。
● Transmission of heat from the DMD 31 to the small screen 4 Since the mirror angle of the DMD 31 changes at high speed, the DMD 31 generates heat to drive it. The temperature of the small screen 4 rises due to the heat generated in the DMD 31. As a result, the small screen 4 expands and the pixel pitch changes, or the refraction angle of the light beam on the pixel changes due to the change in the curvature of the microlens.

図2に示すように光学系全体を筐体35で密閉したり、図5に示すように小型スクリーン4を筐体36で密閉すると、筐体35および筐体36の内部に熱がよりこもりやすい。したがって、DMD31と小型スクリーン4の距離は、離れていた方がよい。   When the entire optical system is sealed with the casing 35 as shown in FIG. 2, or when the small screen 4 is sealed with the casing 36 as shown in FIG. 5, heat tends to be trapped inside the casing 35 and the casing 36. . Therefore, the distance between the DMD 31 and the small screen 4 should be increased.

図7に示すように、従来の画像投影装置303においては、DMD331からの出射光線が第1結像光学系332を経由して小型スクリーン304上に結像する。   As shown in FIG. 7, in the conventional image projection apparatus 303, the emitted light from the DMD 331 forms an image on the small screen 304 via the first imaging optical system 332.

この構成においては、DMD331と小型スクリーン304の距離が、本発明にかかる画像投影装置3に比べて短い。   In this configuration, the distance between the DMD 331 and the small screen 304 is shorter than that of the image projector 3 according to the present invention.

DMD331と小型スクリーン304の距離を長くすると、小型スクリーン304上での像側NAが小さくなり、高解像度の画像を得ることができない。また、従来の構成において高解像度の画像を得るためには、第2結像光学系の光学素子等を大型化しなければならない。   When the distance between the DMD 331 and the small screen 304 is increased, the image-side NA on the small screen 304 is decreased, and a high-resolution image cannot be obtained. In addition, in order to obtain a high-resolution image in the conventional configuration, the optical elements and the like of the second imaging optical system must be enlarged.

これに対し、本発明にかかる画像投影装置3は、第1中間像50を形成することにより、光学素子を大型化することなく、DMD31と小型スクリーン4の距離を長く保ちながら、高解像度の画像を得ることができる。   On the other hand, the image projection apparatus 3 according to the present invention forms a first intermediate image 50, thereby maintaining a long distance between the DMD 31 and the small screen 4 without increasing the size of the optical element. Can be obtained.

●第1中間像50と第2中間像51の大きさについて
DMD31から小型スクリーン4に伝達する熱量を小さくするため、第1中間像50から第2中間像51までの光路長は長い方がよい。第1中間像50と第2中間像51の横倍率を1倍に設定すると、第1中間像50から第2中間像51までの光路長が最短になるため、望ましくない。第1中間像50から第2中間像51までの光路長を長くするには、第1中間像50と第2中間像51を異なった大きさにする必要がある。
● About the size of the first intermediate image 50 and the second intermediate image 51 In order to reduce the amount of heat transferred from the DMD 31 to the small screen 4, the optical path length from the first intermediate image 50 to the second intermediate image 51 should be long. . Setting the lateral magnification of the first intermediate image 50 and the second intermediate image 51 to 1 is not desirable because the optical path length from the first intermediate image 50 to the second intermediate image 51 becomes the shortest. In order to increase the optical path length from the first intermediate image 50 to the second intermediate image 51, the first intermediate image 50 and the second intermediate image 51 need to have different sizes.

第1中間像50を第2中間像51よりも大きく構成すると、第2結像光学系34を小型スクリーン4寄りに配置しなければならない。その結果、さらに第2結像光学系34を大きくしなければならず、望ましくない。したがって、第1中間像50は、第2中間像51よりも小さく構成される。第1中間像50を第2中間像51よりも小さくすることで、光学系全体を小型に構成することができ、筐体35を小さくすることができる。   If the first intermediate image 50 is configured to be larger than the second intermediate image 51, the second imaging optical system 34 must be disposed closer to the small screen 4. As a result, the second imaging optical system 34 must be further enlarged, which is not desirable. Accordingly, the first intermediate image 50 is configured to be smaller than the second intermediate image 51. By making the first intermediate image 50 smaller than the second intermediate image 51, the entire optical system can be made compact, and the housing 35 can be made small.

以上説明した実施の形態によれば、DMDとスクリーンの間に第1の中間像を形成することで、DMDとスクリーンの距離を遠くできるため、DMDからスクリーンに伝達する熱量を小さくすることができる。   According to the embodiment described above, since the distance between the DMD and the screen can be increased by forming the first intermediate image between the DMD and the screen, the amount of heat transferred from the DMD to the screen can be reduced. .

1 虚像表示装置
2 観察光学系
3 画像投影装置
4 小型スクリーン
31 DMD
32 第1結像光学系
34 第2結像光学系
50 第1中間像
51 第2中間像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Virtual image display apparatus 2 Observation optical system 3 Image projector 4 Small screen 31 DMD
32 First imaging optical system 34 Second imaging optical system 50 First intermediate image 51 Second intermediate image

特開2014−142423号公報JP 2014-142423 A 特許5392276号公報Japanese Patent No. 5392276 特開2014−139656号公報JP 2014-139656 A

Claims (7)

画像を投影する画像投影装置と、
前記画像の虚像を形成する観察光学系と、
を備え、
前記画像投影装置は、
光源からの出射光線が入射する表示素子と、
前記表示素子からの出射光線が入射する第1結像光学系と、
前記第1結像光学系からの出射光線が入射する第2結像光学系と、
前記第2結像光学系から出射した光束が投影され、前記観察光学系に前記光束を出射するスクリーンと、
を有し、
前記第1結像光学系は、前記表示素子と前記スクリーンの間に第1中間像を形成し、
前記第2結像光学系は、前記スクリーン上に第2中間像を形成し、
前記スクリーンの一方の面は、複数のマイクロレンズを2次元状に並べたマイクロレンズアレイ面であり、該マイクロレンズアレイ面が内側になるように湾曲した曲面である
ことを特徴とする、虚像表示装置。
An image projection device for projecting an image;
An observation optical system for forming a virtual image of the image;
With
The image projector is
A display element on which the light emitted from the light source is incident;
A first imaging optical system on which an outgoing light beam from the display element enters;
A second imaging optical system on which an outgoing light beam from the first imaging optical system enters;
A screen that projects the light beam emitted from the second imaging optical system and emits the light beam to the observation optical system;
Have
The first imaging optical system forms a first intermediate image between the display element and the screen;
The second imaging optical system forms a second intermediate image on the screen;
One surface of the screen is a microlens array surface in which a plurality of microlenses are two-dimensionally arranged, and is a curved surface curved so that the microlens array surface is on the inside. A virtual image display device.
記マイクロレンズアレイ面の中心に引いた垂線の、重力方向とのなす角が90度以下である、請求項1記載の虚像表示装置。 Before Symbol of perpendicular line drawn at the center of the microlens array surface, the angle between the direction of gravity is equal to or less than 90 degrees, the virtual image display device according to claim 1, wherein. 前記スクリーンは、外気を遮断する遮断体によって囲まれている、請求項1又は2に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 1, wherein the screen is surrounded by a blocking body that blocks outside air. 前記遮断体は、光を透過する光透過部材を有し、前記光透過部材は前記スクリーンへの入射光および前記スクリーンからの出射光を透過する、請求項3記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 3, wherein the blocking body includes a light transmitting member that transmits light, and the light transmitting member transmits incident light to the screen and outgoing light from the screen. 前記第1中間像は前記第2中間像よりも小さい、請求項1乃至のいずれかに記載の虚像表示装置。 The first intermediate image is smaller than the second intermediate image, the virtual image display device according to any one of claims 1 to 4. 前記第1結像光学系は、前記表示素子から出射された光束を収束光束に変換する、請求項1乃至のいずれかに記載の虚像表示装置。 It said first imaging optical system converts the light beam emitted from the display element into a convergent light beam, the virtual image display device according to any one of claims 1 to 5. 光源からの出射光線が入射する表示素子と、
前記表示素子からの出射光線が入射する第1結像光学系と、
前記第1結像光学系からの出射光線が入射する第2結像光学系と、
前記第2結像光学系から出射した光束が投影され、察光学系に前記光束を出射するスクリーンと、
を備え、
前記第1結像光学系は、前記表示素子と前記スクリーンの間に第1中間像を形成し、
前記第2結像光学系は、前記スクリーン上に第2中間像を形成し、
前記スクリーンの一方の面は、複数のマイクロレンズを2次元状に並べたマイクロレンズアレイ面であり、該マイクロレンズアレイ面が内側になるように湾曲した曲面である
ことを特徴とする、画像投影装置。
A display element on which the light emitted from the light source is incident;
A first imaging optical system on which an outgoing light beam from the display element enters;
A second imaging optical system on which an outgoing light beam from the first imaging optical system enters;
Light beam emitted from the second imaging optical system is projected, a screen for emitting the light beam to the observation optical system,
With
The first imaging optical system forms a first intermediate image between the display element and the screen;
The second imaging optical system forms a second intermediate image on the screen;
One surface of the screen is a microlens array surface in which a plurality of microlenses are two-dimensionally arranged, and is a curved surface curved so that the microlens array surface is on the inside. An image projection apparatus.
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