JP6695043B2

JP6695043B2 - Image display device and screen

Info

Publication number: JP6695043B2
Application number: JP2016220318A
Authority: JP
Inventors: 古屋　博之; 博之古屋; 黒塚　章; 章黒塚
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2020-05-20
Anticipated expiration: 2036-11-11
Also published as: JP2018077413A

Description

本発明は、スクリーン上の画像を表示する画像表示装置、および当該画像表示装置に用いるスクリーンに関する。 The present invention relates to an image display device that displays an image on a screen, and a screen used for the image display device.

近年、ヘッドアップディスプレイと称される画像表示装置の開発が進められ、乗用車等の移動体に搭載されている。たとえば、乗用車に搭載されるヘッドアップディスプレイでは、映像信号により変調された光がウインドシールド（フロントガラス）に投射され、その反射光が運転者の目に入射する。これにより、運転者は、ウインドシールド前方に、画像の虚像を見ることができる。たとえば、車速や外気温等が、虚像として表示される。 In recent years, an image display device called a head-up display has been developed and is mounted on a moving body such as a passenger car. For example, in a head-up display mounted on a passenger car, light modulated by a video signal is projected on a windshield (windshield), and the reflected light is incident on a driver's eye. This allows the driver to see a virtual image of the image in front of the windshield. For example, the vehicle speed, the outside temperature, etc. are displayed as a virtual image.

上記ヘッドアップディスプレイでは、光源として、レーザ光源が用いられ得る。この場合、レーザ光は、映像信号に応じて変調されつつ、スクリーンを走査する。その後、レーザ光は、スクリーンで拡散され、運転者の目付近のアイボックスへと導かれる。これにより、運転者は、多少頭を動かしても、良好かつ安定的に画像（虚像）を見ることができる。アイボックスは、たとえば、横長の矩形形状である。 In the above head-up display, a laser light source can be used as a light source. In this case, the laser light scans the screen while being modulated according to the video signal. After that, the laser light is diffused on the screen and guided to the eye box near the eyes of the driver. As a result, the driver can view the image (virtual image) satisfactorily and stably even if his / her head is slightly moved. The eye box has, for example, a horizontally long rectangular shape.

以下の特許文献１には、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイによってスクリーンが構成された画像表示装置が記載されている。ここでは、比較的重要な情報が表示される画像の内側部分を、輝度が高い状態で、観察者に明確に視認させるために、マイクロレンズアレイの中心から離れるほど、マイクロレンズの曲率半径が小さく設定されている。 Patent Document 1 below describes an image display device in which a screen is configured by a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged. Here, the radius of curvature of the microlenses decreases as the distance from the center of the microlens array increases so that the inside of the image where relatively important information is displayed is clearly visible to the observer with high brightness. It is set.

国際公開第２０１３／１５３６５５号International Publication No. 2013/153655

上記のように、レーザ光がスクリーンを走査する構成では、スクリーンの中央から端に向かうに従ってレーザ光の走査速度が低下する。このため、スクリーン上の画像は、中央よりも走査方向の端の領域が明るくなる。このように画像の明るさが不均一であると、画像を見た観察者に違和感を与えかねない。観察者が視認する画像は、なるべく全体の明るさが均一であることが好ましい。 As described above, in the configuration in which the laser light scans the screen, the scanning speed of the laser light decreases from the center of the screen toward the end. Therefore, in the image on the screen, the end region in the scanning direction becomes brighter than the center. If the brightness of the image is not uniform as described above, an observer who views the image may feel uncomfortable. It is preferable that the image visually recognized by the observer has a uniform brightness as much as possible.

かかる課題に鑑み、本発明は、スクリーンを容易に構成でき、且つ、画像全体の明るさを均一に近づけることが可能な画像表示装置、および当該画像表示装置に用いるスクリーンを提供することを目的とする。 In view of such a problem, the present invention has an object to provide an image display device that can easily configure a screen and can bring the brightness of the entire image closer uniformly, and a screen used for the image display device. To do.

本発明の第１の態様は、画像表示装置に関する。本態様に係る画像表示装置は、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光が走査されることにより画像が描画されるスクリーンと、前記光源から出射された前記レーザ光を前記スクリーンに対し走査させる走査部と、前記スクリーンを透過した前記レーザ光により、前記スクリーンに描画された画像の虚像を生成する光学系と、を備え、前記スクリーンは、画像が描画される描画領域のうち、走査方向中央の所定範囲において、発散角が一定で、且つ、前記所定範囲を除いた両側の範囲において、発散角が、端に向かって徐々に大きくなるよう構成されており、さらに前記所定範囲は、前記走査方向における前記描画領域の全範囲の４０％以上５０％以下の範囲で、且つ、前記スクリーンを走査する前記レーザ光の強度が一定である場合に、単位時間当たりに前記スクリーンを透過する前記レーザ光の光量が、前記走査方向における前記描画領域の中間位置の１．２倍以下となる範囲に設定されている。 A first aspect of the present invention relates to an image display device. An image display device according to the present aspect, a light source that emits laser light, a screen on which an image is drawn by scanning the laser light, and the laser light emitted from the light source to scan the screen. A scanning unit, and an optical system that generates a virtual image of an image drawn on the screen by the laser light that has passed through the screen, and the screen is a center in the scanning direction of a drawing region in which the image is drawn. The divergence angle is constant in a predetermined range of the above, and the divergence angle gradually increases toward the end in the ranges on both sides excluding the predetermined range. In the range of 40% or more and 50% or less of the entire range of the drawing area in the direction, and when the intensity of the laser light scanning the screen is constant, Light quantity of the laser light passing through the screen per much time is set to a range of 1.2 times or less the middle position of the drawing area in the scanning direction.

本態様に係る画像表示装置によれば、画像が描画される描画領域のうち、走査方向中央の所定範囲を除いた両側の範囲において、発散角が、端に向かって徐々に大きくなるよう、スクリーンが構成されているため、アイボックス内における両側部分の光の光量が、端に向かうほど、中央部分に比べて弱められる。このため、アイボックス内における画像全体の明るさを均一に近づけることができる。また、スクリーンは、走査方向中央の所定範囲において発散角が一定であるため、走査方向全範囲において発散角を精緻に調整する必要がない。よって、スクリーンを容易に構成することができる。 According to the image display device of the present aspect, in the drawing area in which the image is drawn, the divergence angle is gradually increased toward the end in the ranges on both sides excluding the predetermined range at the center in the scanning direction. Therefore, the amount of light of both side portions in the eye box is weakened toward the end as compared with the central portion. Therefore, the brightness of the entire image in the eye box can be made uniform. Moreover, since the divergence angle of the screen is constant in a predetermined range in the center of the scanning direction, it is not necessary to precisely adjust the divergence angle in the entire range of the scanning direction. Therefore, the screen can be easily configured.

本発明の第２の態様は、レーザ光が走査されることにより画像が描画されるスクリーン
に関する。本態様に係るスクリーンは、レーザ光が走査されることにより画像が描画されるスクリーンであって、画像が描画される描画領域のうち、走査方向中央の所定範囲において、発散角が一定で、且つ、前記所定範囲を除いた両側の範囲において、発散角が、端に向かって徐々に大きくなるよう構成されており、前記所定範囲は、前記走査方向における前記描画領域の全範囲の４０％以上５０％以下の範囲で、且つ、前記スクリーンを走査する前記レーザ光の強度が一定である場合に、単位時間当たりに前記スクリーンを透過する前記レーザ光の光量が、前記走査方向における前記描画領域の中間位置の１．２倍以下となる範囲に設定されている。 A second aspect of the present invention relates to a screen on which an image is drawn by scanning with laser light. The screen according to this aspect is a screen on which an image is drawn by scanning with laser light, and a divergence angle is constant in a predetermined area in the center of the scanning direction in a drawing area in which the image is drawn, and The divergence angle is configured to gradually increase toward the end in the ranges on both sides excluding the predetermined range, and the predetermined range is 40% or more of the entire range of the drawing area in the scanning direction 50 or more. % Or less, and when the intensity of the laser light for scanning the screen is constant, the light amount of the laser light transmitted through the screen per unit time is in the middle of the drawing area in the scanning direction. It is set to a range that is 1.2 times or less than the position.

本態様に係るスクリーンを画像表示装置に用いることにより、上記第１の態様と同様の効果が奏され得る。 By using the screen according to this aspect in the image display device, the same effect as that of the first aspect can be obtained.

以上のとおり、本発明によれば、スクリーンを容易に構成でき、且つ、画像全体の明るさを均一に近づけることが可能な画像表示装置、および当該画像表示装置に用いるスクリーンを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an image display device capable of easily configuring the screen and making the brightness of the entire image closer to uniform, and a screen used for the image display device. ..

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will be more apparent from the description of the embodiments below. However, the embodiment described below is merely an example for embodying the present invention, and the present invention is not limited to what is described in the following embodiment.

図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る画像表示装置の使用形態を模式的に示す図、図１（ｃ）は、実施の形態に係る画像表示装置の構成を模式的に示す図である。1A and 1B are diagrams schematically showing a usage pattern of the image display device according to the embodiment, and FIG. 1C schematically showing a configuration of the image display device according to the embodiment. FIG. 図２は、実施の形態に係る画像表示装置の照射光生成部および照射光生成部に用いる回路の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an irradiation light generation unit and a circuit used in the irradiation light generation unit of the image display device according to the embodiment. 図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施の形態に係るスクリーンをレーザ光の入射側および出射側から見た状態を模式的に示す図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams schematically showing the screen according to the embodiment as viewed from the laser light incident side and the laser light emitting side, respectively. 図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、実施の形態に係る非レンズ領域の構成例を示す図である。FIGS. 4A to 4C are diagrams each showing a configuration example of the non-lens region according to the embodiment. 図５（ａ）は、実施の形態に係るスクリーンの構成を模式的に示す斜視図、図５（ｂ）は、スクリーンに対するレーザ光の走査方法を模式的に示す図である。FIG. 5A is a perspective view schematically showing the configuration of the screen according to the embodiment, and FIG. 5B is a view schematically showing a scanning method of laser light on the screen. 図６（ａ）は、実施の形態に係るスクリーンの領域設定方法を示す図、図６（ｂ）は、実施の形態に係るスクリーンの発散角の設定方法を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing a screen area setting method according to the embodiment, and FIG. 6B is a diagram showing a screen divergence angle setting method according to the embodiment. 図７（ａ）は、比較例に係るアイボックス内の光量分布を示すグラフ、図７（ｂ）は、実施の形態に係るアイボックス内の光量分布を示すグラフである。FIG. 7A is a graph showing the light amount distribution in the eyebox according to the comparative example, and FIG. 7B is a graph showing the light amount distribution in the eyebox according to the embodiment. 図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、実施の形態に係るスクリーンの位置調整方法を示す図である。8A to 8C are diagrams showing a screen position adjusting method according to the embodiment, respectively. 図９（ａ）は、変更例１に係るスクリーンをレーザ光の入射側から見た状態を模式的に示す図、図９（ｂ）は、変更例に係るスクリーンの一部拡大図である。FIG. 9A is a diagram schematically showing a state of the screen according to the modification example 1 as seen from the laser light incident side, and FIG. 9B is a partially enlarged view of the screen according to the modification example. 図１０は、変更例２に係る画像表示装置の照射光生成部および照射光生成部に用いる回路の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an irradiation light generation unit and a circuit used in the irradiation light generation unit of the image display device according to the second modification. 図１１（ａ）は、変更例２に係るスクリーンの移動工程の一例を示す図、図１１（ｂ）は、変更例２に係る画像表示装置においてスクリーンを移動させることにより表示される画像の一例を示す図である。FIG. 11A is a diagram showing an example of a screen moving process according to Modification 2, and FIG. 11B is an example of an image displayed by moving the screen in the image display device according to Modification 2. FIG.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。便宜上、各図には、適宜、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For the sake of convenience, the X, Y, and Z axes that are orthogonal to each other are appropriately added to each drawing.

図１（ａ）、（ｂ）は、画像表示装置２０の使用形態を模式的に示す図である。図１（ａ）は、乗用車１の側方から乗用車１の内部を透視した模式図、図１（ｂ）は、乗用車１の内部から走行方向前方を見た図である。 FIGS. 1A and 1B are diagrams schematically showing how the image display device 20 is used. FIG. 1A is a schematic diagram in which the inside of the passenger car 1 is seen through from the side of the passenger car 1, and FIG. 1B is a view of the inside of the passenger car 1 as seen from the front in the traveling direction.

本実施の形態は、車載用のヘッドアップディスプレイに本発明を適用したものである。図１（ａ）に示すように、画像表示装置２０は、乗用車１のダッシュボード１１の内部に設置される。 In the present embodiment, the present invention is applied to a vehicle head-up display. As shown in FIG. 1A, the image display device 20 is installed inside the dashboard 11 of the passenger car 1.

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、画像表示装置２０は、映像信号により変調されたレーザ光を、ウインドシールド１２下側の運転席寄りの投射領域１３に投射する。レーザ光は、投射領域１３で反射され、運転者２の目の位置周辺の横長の領域（アイボックス領域）に照射される。これにより、運転者２の前方の視界に、虚像として所定の画像３０が表示される。運転者２は、ウインドシールド１２の前方の景色上に、虚像である画像３０を重ね合わせて見ることができる。すなわち、画像表示装置２０は、虚像である画像３０をウインドシールド１２の投射領域１３の前方の空間に結像させる。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the image display device 20 projects laser light modulated by a video signal onto a projection area 13 below the windshield 12 near the driver's seat. The laser light is reflected by the projection area 13 and is applied to a horizontally long area (eye box area) around the eyes of the driver 2. As a result, the predetermined image 30 is displayed as a virtual image in the field of view in front of the driver 2. The driver 2 can superimpose the virtual image 30 on the scenery in front of the windshield 12 and see it. That is, the image display device 20 forms the image 30, which is a virtual image, in the space in front of the projection region 13 of the windshield 12.

図１（ｃ）は、画像表示装置２０の構成を模式的に示す図である。 FIG. 1C is a diagram schematically showing the configuration of the image display device 20.

画像表示装置２０は、照射光生成部２１と、ミラー２２とを備える。照射光生成部２１は、映像信号により変調されたレーザ光を出射する。ミラー２２は曲面状の反射面を有し、照射光生成部２１から出射されたレーザ光をウインドシールド１２に向けて反射する。ウインドシールド１２で反射されたレーザ光は、運転者２の目２ａに照射される。照射光生成部２１の光学系とミラー２２は、ウインドシールド１２の前方に虚像による画像３０が所定の大きさで表示されるように設計されている。 The image display device 20 includes an irradiation light generation unit 21 and a mirror 22. The irradiation light generator 21 emits laser light modulated by a video signal. The mirror 22 has a curved reflecting surface, and reflects the laser light emitted from the irradiation light generator 21 toward the windshield 12. The laser light reflected by the windshield 12 is applied to the eyes 2a of the driver 2. The optical system of the irradiation light generator 21 and the mirror 22 are designed so that the image 30 as a virtual image is displayed in a predetermined size in front of the windshield 12.

図２は、画像表示装置２０の照射光生成部２１の構成および照射光生成部２１に用いる回路の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the irradiation light generation unit 21 of the image display device 20 and a configuration of a circuit used in the irradiation light generation unit 21.

照射光生成部２１は、光源１０１と、コリメータレンズ１０２ａ〜１０２ｃと、ミラー１０３と、ダイクロイックミラー１０４、１０５と、走査部１０６と、補正レンズ１０７と、スクリーン１０８とを備える。 The irradiation light generation unit 21 includes a light source 101, collimator lenses 102a to 102c, a mirror 103, dichroic mirrors 104 and 105, a scanning unit 106, a correction lens 107, and a screen 108.

光源１０１は、３つのレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃを備える。レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃは、それぞれ、赤色波長帯、緑色波長帯および青色波長帯のレーザ光を出射する。本実施の形態では、画像３０としてカラー画像を表示するために、光源１０１が３つのレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃを備えている。画像３０として単色の画像を表示する場合、光源１０１は、画像の色に対応する１つのレーザ光源のみを備えていてもよい。レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃは、たとえば、半導体レーザからなっている。 The light source 101 includes three laser light sources 101a to 101c. The laser light sources 101a to 101c respectively emit laser light in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band. In this embodiment, the light source 101 includes three laser light sources 101a to 101c in order to display a color image as the image 30. When displaying a monochrome image as the image 30, the light source 101 may include only one laser light source corresponding to the color of the image. The laser light sources 101a to 101c are, for example, semiconductor lasers.

レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃから出射されたレーザ光は、それぞれ、コリメータレンズ１０２ａ〜１０２ｃによって平行光に変換される。このとき、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃから出射されたレーザ光は、それぞれ、図示しないアパーチャによって、円形のビーム形状に整形される。なお、コリメータレンズ１０２ａ〜１０２ｃに代えて、レーザ光を円形のビーム形状に整形し且つ平行光化する整形レンズを用いてもよい。この場合、アパーチャは省略され得る。 The laser light emitted from the laser light sources 101a to 101c is converted into parallel light by the collimator lenses 102a to 102c, respectively. At this time, the laser light emitted from each of the laser light sources 101a to 101c is shaped into a circular beam shape by an aperture (not shown). Instead of the collimator lenses 102a to 102c, a shaping lens that shapes the laser light into a circular beam shape and makes it parallel light may be used. In this case, the aperture may be omitted.

その後、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃから出射された各色のレーザ光は、ミラー１０３と２つのダイクロイックミラー１０４、１０５によって光軸が整合される。ミラー１０３は、コリメータレンズ１０２ａを透過した赤色レーザ光を略全反射する。ダイクロイックミラー１０４は、コリメータレンズ１０２ｂを透過した緑色レーザ光を反射し、ミラー１０３で反射された赤色レーザ光を透過する。ダイクロイックミラー１０５は、コリメータレンズ１０２ｃを透過した青レーザ光を反射し、ダイクロイックミラー１０４を経由した赤色レーザ光および緑色レーザ光を透過する。ミラー１０３と２つのダイクロイックミラー１０４、１０５は、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃから出射された各色のレーザ光の光軸を整合させるように配置されている。 After that, the optical axes of the laser lights of the respective colors emitted from the laser light sources 101a to 101c are aligned by the mirror 103 and the two dichroic mirrors 104 and 105. The mirror 103 substantially totally reflects the red laser light transmitted through the collimator lens 102a. The dichroic mirror 104 reflects the green laser light transmitted through the collimator lens 102b and transmits the red laser light reflected by the mirror 103. The dichroic mirror 105 reflects the blue laser light that has passed through the collimator lens 102c, and transmits the red laser light and green laser light that have passed through the dichroic mirror 104. The mirror 103 and the two dichroic mirrors 104 and 105 are arranged so as to align the optical axes of the laser lights of the respective colors emitted from the laser light sources 101a to 101c.

走査部１０６は、ダイクロイックミラー１０５を経由した各色のレーザ光を反射する。走査部１０６は、たとえば、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）ミラーからなっており、ダイクロイックミラー１０５を経由した各色のレーザ光が入射されるミラー１０６ａを、駆動信号に応じて、Ｙ軸に平行な軸とＸ軸に平行な軸の周りに回転させる構成を備える。このようにミラー１０６ａを回転することにより、レーザ光の反射方向が、Ｘ−Ｚ平面の面内方向およびＹ−Ｚ平面の面内方向において変化する。これにより、後述のように、各色のレーザ光によってスクリーン１０８が走査される。 The scanning unit 106 reflects the laser light of each color that has passed through the dichroic mirror 105. The scanning unit 106 is composed of, for example, a MEMS (micro electro mechanical system) mirror, and causes the mirror 106a, on which the laser light of each color is incident via the dichroic mirror 105, to have an axis parallel to the Y axis according to a drive signal. And a configuration for rotating about an axis parallel to the X axis. By rotating the mirror 106a in this way, the reflection direction of the laser light changes in the in-plane direction of the XZ plane and in the in-plane direction of the YZ plane. As a result, the screen 108 is scanned by the laser light of each color as described later.

なお、ここでは、走査部１０６が、２軸駆動方式のＭＥＭＳミラーにより構成されたが、走査部１０６は、他の構成であってもよい。たとえば、Ｙ軸に平行な軸の周りに回転駆動されるミラーと、Ｘ軸に平行な軸の周りに回転駆動されるミラーとを組み合わせて走査部１０６が構成されてもよい。 In addition, here, the scanning unit 106 is configured by a biaxial drive type MEMS mirror, but the scanning unit 106 may have another configuration. For example, the scanning unit 106 may be configured by combining a mirror that is rotationally driven about an axis parallel to the Y axis and a mirror that is rotationally driven about an axis parallel to the X axis.

補正レンズ１０７は、走査部１０６によるレーザ光の振り角に拘わらず、各色のレーザ光をＺ軸正方向に向かわせるように設計されている。 The correction lens 107 is designed to direct the laser light of each color in the Z-axis positive direction regardless of the swing angle of the laser light by the scanning unit 106.

スクリーン１０８は、レーザ光が走査されることにより画像が形成され、入射したレーザ光を運転者２の目２ａの位置周辺の領域（アイボックス領域）に拡散させる作用を有する。スクリーン１０８は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明な樹脂からなっている。スクリーン１０８の構成は、追って、図３（ａ）ないし図６（ｂ）を参照して説明する。 The screen 108 forms an image by scanning the laser light, and has a function of diffusing the incident laser light into a region around the position of the eyes 2a of the driver 2 (eye box region). The screen 108 is made of a transparent resin such as PET (polyethylene terephthalate). The configuration of the screen 108 will be described later with reference to FIGS. 3 (a) to 6 (b).

画像処理回路２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理ユニットやメモリを備え、入力された映像信号を処理してレーザ駆動回路２０２およびミラー駆動回路２０３を制御する。レーザ駆動回路２０２は、画像処理回路２０１からの制御信号に応じて、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃの出射強度を変化させる。ミラー駆動回路２０３は、画像処理回路２０１からの制御信号に応じて、走査部１０６のミラー１０６ａを駆動する。画像表示動作時における画像処理回路２０１における制御については、追って、図５（ｂ）を参照して説明する。 The image processing circuit 201 includes an arithmetic processing unit such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory, processes an input video signal, and controls the laser driving circuit 202 and the mirror driving circuit 203. The laser drive circuit 202 changes the emission intensity of the laser light sources 101a to 101c according to the control signal from the image processing circuit 201. The mirror driving circuit 203 drives the mirror 106a of the scanning unit 106 according to the control signal from the image processing circuit 201. The control in the image processing circuit 201 during the image display operation will be described later with reference to FIG.

図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、スクリーン１０８をレーザ光の入射側および出射側から見た状態を模式的に示す図である。図３（ａ）の上側に、スクリーン１０８のＸ軸正側かつＹ軸正側の角付近をＹ軸正側から見た拡大図が模式的に示されている。また、図３（ｂ）の右側に、スクリーン１０８のＸ軸負側かつＹ軸正側の角付近をＸ軸負側から見た拡大図が模式的に示されている。 FIGS. 3A and 3B are diagrams schematically showing the screen 108 as viewed from the laser light incident side and the laser light emitting side, respectively. An enlarged view of the vicinity of the X-axis positive side and the Y-axis positive side of the screen 108 seen from the Y-axis positive side is schematically shown on the upper side of FIG. Further, on the right side of FIG. 3B, an enlarged view of the vicinity of an angle on the X-axis negative side and the Y-axis positive side of the screen 108 as viewed from the X-axis negative side is schematically shown.

図３（ａ）に示すように、スクリーン１０８のレーザ光入射側の面（Ｚ軸負側の面）には、レーザ光をＸ軸方向に発散させるための複数の第１のレンズ部１０８ａが、Ｘ軸方向に並ぶように形成されている。Ｙ軸方向に見たときの第１のレンズ部１０８ａの形状は略円弧形状である。第１のレンズ部１０８ａのＸ軸方向の幅は、たとえば、５０μｍである。 As shown in FIG. 3A, the surface of the screen 108 on the laser light incident side (the surface on the negative side of the Z axis) has a plurality of first lens portions 108a for diverging the laser light in the X axis direction. , X-axis direction. The shape of the first lens portion 108a when viewed in the Y-axis direction is a substantially arc shape. The width of the first lens unit 108a in the X-axis direction is, for example, 50 μm.

図３（ｂ）に示すように、スクリーン１０８のレーザ光出射側の面（Ｚ軸正側の面）には、レーザ光をＹ軸方向に発散させるための複数の第２のレンズ部１０８ｂが、Ｙ軸方向に並ぶように形成されている。Ｘ軸方向に見たときの第２のレンズ部１０８ｂの形状は略円弧形状である。第２のレンズ部１０８ｂのＹ軸方向の幅は、たとえば、７０μｍである。 As shown in FIG. 3B, a plurality of second lens portions 108b for diverging the laser light in the Y-axis direction are provided on the surface of the screen 108 on the laser light emission side (the surface on the Z-axis positive side). , Are formed so as to be lined up in the Y-axis direction. The shape of the second lens portion 108b when viewed in the X-axis direction is a substantially arc shape. The width of the second lens portion 108b in the Y-axis direction is, for example, 70 μm.

第１のレンズ部１０８ａの曲率半径Ｒｘと第２のレンズ部１０８ｂの曲率半径Ｒｙは、互いに異なっている。ここで、曲率半径Ｒｘは曲率半径Ｒｙよりも小さく設定される。従って、第１のレンズ部１０８ａの曲率は、第２のレンズ部１０８ｂの曲率よりも大きくなっている。このように第１のレンズ部１０８ａおよび第２のレンズ部１０８ｂの曲率を設定することにより、スクリーン１０８を透過するレーザ光を、効率良く、運転者２の目２ａの位置周辺の横長の領域（アイボックス領域）に導くことができる。第１のレンズ部１０８ａおよび第２のレンズ部１０８ｂの曲率は、アイボックス領域の形状に応じて決定される。 The radius of curvature Rx of the first lens portion 108a and the radius of curvature Ry of the second lens portion 108b are different from each other. Here, the radius of curvature Rx is set smaller than the radius of curvature Ry. Therefore, the curvature of the first lens portion 108a is larger than the curvature of the second lens portion 108b. By setting the curvatures of the first lens portion 108a and the second lens portion 108b in this way, the laser light transmitted through the screen 108 can be efficiently transmitted in a horizontally long region around the position of the eyes 2a of the driver 2 ( Can lead to the eye box area). The curvatures of the first lens portion 108a and the second lens portion 108b are determined according to the shape of the eye box region.

図３（ａ）に示すＤ１０は、スクリーン１０８の描画領域である。すなわち、スクリーン１０８は、描画領域Ｄ１０においてレーザ光により走査され、画像が形成される。描画領域Ｄ１０よりも上側および下側の位置に、それぞれ、入射した光を発散させることなく通過させる所定サイズの非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄが形成されている。非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄのサイズは、互いに等しく設定される。非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄのＸ軸方向の幅は、たとえば、５０〜１００μｍであり、Ｙ軸方向の幅は、たとえば、１００〜２００μｍである。 D10 shown in FIG. 3A is a drawing area of the screen 108. That is, the screen 108 is scanned by the laser light in the drawing area D10 to form an image. Non-lens regions 108c and 108d of a predetermined size are formed at positions above and below the drawing region D10 to allow incident light to pass therethrough without diverging. The sizes of the non-lens regions 108c and 108d are set to be equal to each other. The width of the non-lens regions 108c and 108d in the X-axis direction is, for example, 50 to 100 μm, and the width in the Y-axis direction is, for example, 100 to 200 μm.

非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄは、それぞれ、スクリーン１０８のＸ軸方向の幅の中間位置に配置されている。非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄの配置位置は、スクリーン１０８のＸ軸方向の幅の中間位置に限らず、他の位置であってもよい。また、非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄの数は、１つずつでなくともよく、たとえば、非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄの組が描画領域Ｄ１０を挟んで２つ以上配置されてもよい。 The non-lens regions 108c and 108d are arranged at intermediate positions of the width of the screen 108 in the X-axis direction. The positions of the non-lens regions 108c and 108d are not limited to the middle position of the width of the screen 108 in the X-axis direction, and may be other positions. Further, the number of non-lens regions 108c and 108d does not have to be one each, and for example, two or more sets of non-lens regions 108c and 108d may be arranged with the drawing region D10 sandwiched therebetween.

図４（ａ）〜（ｃ）は、非レンズ領域１０８ｃの構成例を示す図である。 4A to 4C are diagrams showing a configuration example of the non-lens region 108c.

図４（ａ）の構成例では、第１のレンズ部１０８ａおよび第２のレンズ部１０８ｂを省略することにより、非レンズ領域１０８ｃが構成されている。すなわち、スクリーン１０８のレーザ光入射側（Ｚ軸負側）の面およびレーザ光出射側（Ｚ軸正側）の面は、非レンズ領域１０８ｃにおいて、Ｘ−Ｙ平面に平行な平面となっている。 In the configuration example of FIG. 4A, the non-lens area 108c is configured by omitting the first lens portion 108a and the second lens portion 108b. That is, the surface of the screen 108 on the laser light incident side (Z-axis negative side) and the surface of the laser light emission side (Z-axis positive side) are planes parallel to the XY plane in the non-lens region 108c. ..

図４（ｂ）の構成例では、スクリーン１０８のレーザ光入射側（Ｚ軸負側）の面からレーザ光出射側（Ｚ軸正側）の面へと貫通する孔を形成することにより、非レンズ領域１０８ｃが構成されている。また、図４（ｃ）の構成例では、スクリーン１０８のＹ軸正側の端縁からＹ軸負方向に凹んだ矩形の凹部を形成することにより、非レンズ領域１０８ｃが構成されている。 In the configuration example of FIG. 4B, by forming a hole penetrating from the surface of the screen 108 on the laser light incident side (Z axis negative side) to the surface on the laser light emitting side (Z axis positive side), A lens area 108c is formed. Further, in the configuration example of FIG. 4C, the non-lens region 108c is configured by forming a rectangular recessed portion that is recessed in the Y-axis negative direction from the Y-axis positive side end edge of the screen 108.

非レンズ領域１０８ｃの構成は、図４（ａ）〜（ｃ）の構成に限らず、入射した光を発散させることなく通過させる構成であれば、他の構成であってもよい。たとえば、Ｚ軸方向に見たときの非レンズ領域１０８ｃの形状は、正方形に限られるものではなく、円形などの他の形状であってもよい。 The configuration of the non-lens region 108c is not limited to the configurations shown in FIGS. 4A to 4C, and may be any other configuration as long as it allows incident light to pass therethrough without diverging. For example, the shape of the non-lens region 108c when viewed in the Z-axis direction is not limited to a square, and may be another shape such as a circle.

なお、図４（ａ）〜（ｃ）には、Ｙ軸正側に配置される非レンズ領域１０８ｃの構成例を示したが、Ｙ軸負側に配置される非レンズ領域１０８ｄも、図４（ａ）〜（ｃ）と同様に形成され得る。 4A to 4C show a configuration example of the non-lens region 108c arranged on the Y-axis positive side, the non-lens region 108d arranged on the Y-axis negative side is also shown in FIG. It can be formed similarly to (a) to (c).

図５（ａ）は、スクリーン１０８の構成を模式的に示す斜視図である。図５（ｂ）は、スクリーン１０８に対するレーザ光の走査方法を模式的に示す図である。 FIG. 5A is a perspective view schematically showing the configuration of the screen 108. FIG. 5B is a diagram schematically showing a method for scanning the laser light on the screen 108.

上記構成を有するスクリーン１０８の入射面（Ｚ軸負側の面）が、各色のレーザ光が重ねられたビームＢ１によって、Ｘ軸正方向に走査される。スクリーン１０８の入射面に対して、予め、ビームＢ１が通る走査ラインＬ１〜Ｌｎが、Ｙ軸方向に一定間隔で設定されている。走査ラインＬ１〜Ｌｎの開始位置と終了位置は、Ｘ軸方向において一致している。したがって、走査ラインＬ１〜Ｌｎを囲む領域は長方形である。ビームＢ１の径は、たとえば、５０μｍ程度に設定される。 The incident surface (the surface on the negative side of the Z axis) of the screen 108 having the above configuration is scanned in the positive direction of the X axis by the beam B1 on which the laser lights of the respective colors are superimposed. The scanning lines L1 to Ln through which the beam B1 passes are set in advance on the incident surface of the screen 108 at regular intervals in the Y-axis direction. The start position and the end position of the scan lines L1 to Ln coincide with each other in the X-axis direction. Therefore, the area surrounding the scan lines L1 to Ln is rectangular. The diameter of the beam B1 is set to about 50 μm, for example.

映像信号により各色のレーザ光が変調されたビームＢ１により走査ラインＬ１〜Ｌｎが高周波で走査されることにより、画像が構成される。こうして構成される画像が、スクリーン１０８と、ミラー２２およびウインドシールド１２（図１（ｃ）参照）を介して、運転者２の目２ａの位置周辺の領域（アイボックス）に投射される。これにより、運転者２は、ウインドシールド１２の前方の空間に、虚像として画像３０を視認する。 An image is formed by scanning the scanning lines L1 to Ln with a high frequency by a beam B1 in which laser light of each color is modulated by a video signal. The image configured in this way is projected on the area (eye box) around the position of the eyes 2a of the driver 2 through the screen 108, the mirror 22, and the windshield 12 (see FIG. 1C). As a result, the driver 2 visually recognizes the image 30 as a virtual image in the space in front of the windshield 12.

ところで、上記のように、ＭＥＭＳを用いた走査部１０６によりレーザ光がスクリーン１０８を走査する構成では、スクリーン１０８の中央からＸ軸方向の両端に向かうに従ってレーザ光の走査速度が低下する。このため、スクリーン１０８上の画像は、中央よりも走査方向の両端の領域が明るくなる。このように画像の明るさが不均一であると、画像を見た観察者に違和感を与えかねない。観察者が視認する画像は、なるべく全体の明るさが均一であることが好ましい。 By the way, as described above, in the configuration in which the scanning unit 106 using the MEMS scans the screen 108 with the laser light, the scanning speed of the laser light decreases from the center of the screen 108 toward both ends in the X-axis direction. Therefore, the image on the screen 108 is brighter in the regions at both ends in the scanning direction than in the center. If the brightness of the image is not uniform as described above, an observer who views the image may feel uncomfortable. It is preferable that the image visually recognized by the observer has a uniform brightness as much as possible.

そこで、本実施の形態では、画像が描画される描画領域Ｄ１０のうち、走査方向（Ｘ軸方向）中央の所定範囲において、Ｘ軸方向の発散角が一定で、且つ、当該所定範囲を除いた両側の範囲において、Ｘ軸方向の発散角が、Ｘ軸方向の端に向かって徐々に大きくなるよう、スクリーン１０８が構成されている。 Therefore, in the present embodiment, in the drawing area D10 in which the image is drawn, the divergence angle in the X-axis direction is constant in a predetermined range at the center in the scanning direction (X-axis direction), and the predetermined range is excluded. In the ranges on both sides, the screen 108 is configured so that the divergence angle in the X-axis direction gradually increases toward the end in the X-axis direction.

図６（ａ）は、スクリーン１０８の領域設定方法を示す図、図６（ｂ）は、スクリーン１０８の発散角の設定方法を示す図である。図６（ｂ）のグラフにおいて、横軸は、スクリーン１０８のＸ軸方向の位置、縦軸は、Ｘ軸方向の発散角（度）である。横軸は、スクリーン１０８（描画領域Ｄ１０）のＸ軸方向の幅の中間位置が０に設定されている。 FIG. 6A is a diagram showing a method of setting the area of the screen 108, and FIG. 6B is a diagram showing a method of setting the divergence angle of the screen 108. In the graph of FIG. 6B, the horizontal axis represents the position of the screen 108 in the X-axis direction, and the vertical axis represents the divergence angle (degree) in the X-axis direction. On the horizontal axis, the middle position of the width of the screen 108 (drawing area D10) in the X-axis direction is set to 0.

図６（ｂ）に示すように、スクリーン１０８は、描画領域Ｄ１０のうち、走査方向（Ｘ軸方向）中央の所定範囲Ｗ０において、Ｘ軸方向の発散角が一定に設定されている。所定範囲Ｗ０は、描画領域Ｄ１０のＸ軸方向の中間位置からＸ軸正負方向にそれぞれ幅Δｗの範囲である。所定範囲Ｗ０は、走査方向（Ｘ軸方向）における描画領域Ｄ１０の全範囲の４０％以上５０％以下の範囲に設定される。 As shown in FIG. 6B, in the screen 108, the divergence angle in the X-axis direction is set to be constant in a predetermined range W0 at the center of the drawing area D10 in the scanning direction (X-axis direction). The predetermined range W0 is a range of width Δw in the X-axis positive and negative directions from the intermediate position of the drawing area D10 in the X-axis direction. The predetermined range W0 is set to a range of 40% or more and 50% or less of the entire range of the drawing area D10 in the scanning direction (X axis direction).

また、スクリーン１０８は、所定範囲Ｗ０を除いた両側の範囲Ｗ１において、Ｘ軸方向の発散角が、Ｘ軸正負の端に向かって徐々に大きくなるように設定されている。より詳細には、両側の範囲Ｗ１に含まれる第１のレンズ部１０８ａの曲率を変化させることにより、Ｘ軸方向の発散角が、両側の範囲Ｗ１の端に向かって徐々に大きくなるよう構成されている。 Further, the screen 108 is set such that the divergence angle in the X-axis direction gradually increases toward the positive and negative ends of the X-axis in the ranges W1 on both sides excluding the predetermined range W0. More specifically, the divergence angle in the X-axis direction is configured to gradually increase toward the ends of the range W1 on both sides by changing the curvature of the first lens portion 108a included in the range W1 on both sides. ing.

図６（ｂ）に示す発散角の分布が得られるように、両側の範囲Ｗ１において、第１のレンズ部１０８ａの曲率が、端に向かって段階的に変化している。具体的には、両側の範囲Ｗ１において、第１のレンズ部１０８ａの曲率半径Ｒｘが、端に向かって段階的に小さくなっている。これにより、両側の範囲Ｗ１において、Ｘ軸方向の発散角が、２０度程度から５０度程度まで段階的に変化している。 In order to obtain the distribution of divergence angles shown in FIG. 6B, the curvature of the first lens portion 108a changes stepwise toward the end in the range W1 on both sides. Specifically, in the range W1 on both sides, the radius of curvature Rx of the first lens portion 108a gradually decreases toward the end. As a result, the divergence angle in the X-axis direction changes stepwise from about 20 degrees to about 50 degrees in the range W1 on both sides.

なお、両側の範囲Ｗ１において、第１のレンズ部１０８ａの曲率は、Ｘ軸方向に隣り合う複数の第１のレンズ部１０８ａを１つのグループとした場合に、グループ内では同一で、隣り合うグループ間において段階的に変化するように設定される。この他、隣り合う第１のレンズ部１０８ａ間で曲率が異なっていてもよい。 In the range W1 on both sides, the curvatures of the first lens portions 108a are the same within the group when the plurality of first lens portions 108a adjacent to each other in the X-axis direction are included in one group, and the adjacent groups are adjacent to each other. It is set so as to change stepwise between. In addition, the curvatures may be different between the adjacent first lens portions 108a.

所定範囲Ｗ０における第１のレンズ部１０８ａの曲率半径Ｒｘは、Ｘ軸方向の発散角が２０度程度になるように設定されている。所定範囲Ｗ０における第１のレンズ部１０８ａの曲率半径Ｒｘは、たとえば、５０μｍである。所定範囲Ｗ０における第１のレンズ部１０８ａの曲率半径Ｒｘと第２のレンズ部１０８ｂの曲率半径Ｒｙは、たとえば、Ｒｘ：Ｒｙ＝１：２に設定される。 The radius of curvature Rx of the first lens portion 108a in the predetermined range W0 is set so that the divergence angle in the X-axis direction is about 20 degrees. The radius of curvature Rx of the first lens portion 108a in the predetermined range W0 is, for example, 50 μm. The radius of curvature Rx of the first lens portion 108a and the radius of curvature Ry of the second lens portion 108b in the predetermined range W0 are set to, for example, Rx: Ry = 1: 2.

図７（ａ）は、比較例に係るアイボックス内の光量分布を示すグラフ、図７（ｂ）は、実施の形態に係るアイボックス内の光量分布を示すグラフである。 FIG. 7A is a graph showing the light amount distribution in the eyebox according to the comparative example, and FIG. 7B is a graph showing the light amount distribution in the eyebox according to the embodiment.

比較例では、第１のレンズ部１０８ａの発散角が、描画領域Ｄ１０の全ての範囲において一定に設定されている。比較例では、全ての第１のレンズ部１０８ａの発散角が、図６（ｂ）の所定範囲Ｗ０と同様、２０度程度に設定されている。比較例において、第１のレンズ部１０８ａの曲率半径Ｒｘは、描画領域Ｄ１０の全ての範囲において一定である。 In the comparative example, the divergence angle of the first lens unit 108a is set to be constant in the entire drawing area D10. In the comparative example, the divergence angles of all the first lens units 108a are set to about 20 degrees, like the predetermined range W0 in FIG. 6B. In the comparative example, the radius of curvature Rx of the first lens portion 108a is constant in the entire range of the drawing area D10.

図７（ａ）、（ｂ）には、それぞれ、比較例に係るスクリーン１０８と、実施の形態に係るスクリーン１０８とを用いた場合のアイボックス内の光量分布（シミュレーション結果）が示されている。実施の形態に係るスクリーン１０８は、図６（ｂ）に示すように発散角が調整されている。 FIGS. 7A and 7B respectively show light amount distributions (simulation results) in the eye box when the screen 108 according to the comparative example and the screen 108 according to the embodiment are used. .. The divergence angle of the screen 108 according to the embodiment is adjusted as shown in FIG.

図７（ａ）、（ｂ）のグラフにおいて、横軸は、アイボックスの横方向の位置、縦軸は、単位時間当たりの光量である。横軸は、アイボックスの横方向の中間位置が０に設定されている。なお、アイボックスの横方向は、スクリーン１０８のＸ軸方向に対応する。縦軸は、Ｘ軸方向におけるアイボックスの横方向の中間位置における光量を１として規格化されている。図７（ｂ）には、便宜上、図６（ｂ）に示す所定範囲Ｗ０および両側の範囲Ｗ１に対応する範囲が、それぞれ、Ｗ０およびＷ１として示されている。 In the graphs of FIGS. 7A and 7B, the horizontal axis represents the horizontal position of the eye box, and the vertical axis represents the light amount per unit time. On the horizontal axis, the horizontal middle position of the eye box is set to zero. The horizontal direction of the eye box corresponds to the X-axis direction of the screen 108. The vertical axis is standardized with the light quantity at the lateral middle position of the eye box in the X-axis direction being 1. In FIG. 7B, for convenience, ranges corresponding to the predetermined range W0 and the ranges W1 on both sides shown in FIG. 6B are shown as W0 and W1, respectively.

図７（ａ）に示すように、比較例では、アイボックス内における光量がアイボックスの両端に向かうに伴い大きくなっている。これは、走査部１０６によるレーザ光の走査速度が、描画領域Ｄ１０のＸ軸方向の両端に向かうに伴い遅くなるためである。比較例では、このように、アイボックス内における光量がアイボックスの両端に向かうに伴い大きくなるため、観察者が視認する画像の明るさが不均一となる。 As shown in FIG. 7A, in the comparative example, the amount of light in the eyebox increases toward both ends of the eyebox. This is because the scanning speed of the laser light by the scanning unit 106 becomes slower toward both ends of the drawing area D10 in the X-axis direction. In the comparative example, the amount of light inside the eye box increases toward both ends of the eye box in this way, so the brightness of the image visually recognized by the observer becomes uneven.

図７（ｂ）に示すように、実施の形態では、上記のように、走査方向（Ｘ軸方向）中央の所定範囲Ｗ０を除いた両側の範囲Ｗ１において、Ｘ軸方向の発散角が、端に向かって徐々に大きくなるよう、スクリーン１０８が構成されている。このため、アイボックス内における両側部分の光の光量が、端に向かうほど、中央部分に比べて弱められる。これにより、アイボックス内における画像全体の明るさが均一に近づけられている。その結果、実施の形態では、観察者が視認する画像の明るさが、アイボックス内の全領域において略均一となる。 As shown in FIG. 7B, in the embodiment, as described above, in the ranges W1 on both sides excluding the predetermined range W0 at the center in the scanning direction (X-axis direction), the divergence angle in the X-axis direction is The screen 108 is configured so as to gradually increase in size. For this reason, the amount of light of both side portions in the eye box is weakened toward the end as compared with the central portion. As a result, the brightness of the entire image in the eye box is made uniform. As a result, in the embodiment, the brightness of the image visually recognized by the observer is substantially uniform in the entire area of the eye box.

なお、図７（ａ）、（ｂ）に付記した破線は、光量が、アイボックスの横方向の中間位置の光量の１．２倍となるレベルを示している。光量が１．２倍程度である範囲においては、画像の輝度ムラが小さいため、人の目により明るさの変化が視認されにくい。よって、この範囲においては、特に、アイボックス内の光量を調節せずとも、観察者に違和感を与えることなく画像を表示できる。 The broken lines shown in FIGS. 7A and 7B indicate the level at which the light quantity is 1.2 times the light quantity at the lateral middle position of the eye box. In the range where the amount of light is about 1.2 times, the brightness unevenness of the image is small, so that it is difficult for the human eye to visually recognize the change in brightness. Therefore, in this range, an image can be displayed without giving an observer a feeling of discomfort even if the amount of light in the eye box is not adjusted.

所定範囲Ｗ０は、アイボックス内において、光量が、アイボックスの横方向の中間位置の光量の１．２倍以下となる範囲に対応している。具体的には、所定範囲Ｗ０は、スクリーン１０８を走査するレーザ光の強度が一定である場合に、単位時間当たりにスクリーン１０８を透過するレーザ光の光量が、走査方向（Ｘ軸方向）における描画領域Ｄ１０の中間位置の１．２倍以下となる範囲に設定される。所定範囲Ｗ０は、この条件を満たすように設定されることが好ましい。 The predetermined range W0 corresponds to a range in which the amount of light in the eye box is 1.2 times or less than the amount of light at the lateral intermediate position of the eye box. Specifically, in the predetermined range W0, when the intensity of the laser light scanning the screen 108 is constant, the light amount of the laser light passing through the screen 108 per unit time is drawn in the scanning direction (X-axis direction). The range is set to be 1.2 times or less the intermediate position of the area D10. The predetermined range W0 is preferably set to satisfy this condition.

なお、所定範囲Ｗ０を、走査方向（Ｘ軸方向）における描画領域Ｄ１０の全範囲の４０％以上５０％以下の範囲に設定した場合、所定範囲Ｗ０は、上述の条件を略満たし得る。したがって、所定範囲Ｗ０を、走査方向（Ｘ軸方向）における描画領域Ｄ１０の全範囲の４０％以上５０％以下の範囲に設定することにより、観察者は、所定範囲Ｗ０において形成された画像を、輝度ムラによる違和感を持つことなく視認できる。 In addition, when the predetermined range W0 is set to a range of 40% or more and 50% or less of the entire range of the drawing area D10 in the scanning direction (X-axis direction), the predetermined range W0 can substantially satisfy the above condition. Therefore, by setting the predetermined range W0 to a range of 40% or more and 50% or less of the entire range of the drawing area D10 in the scanning direction (X-axis direction), the observer can change the image formed in the predetermined range W0 to It can be visually recognized without feeling uncomfortable due to uneven brightness.

図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、スクリーン１０８の位置調整の方法を示す図である。この位置調整は、画像表示装置２０の製造工程において、所定の位置調製装置を用いて行われる。 8A to 8C are diagrams showing a method of adjusting the position of the screen 108, respectively. This position adjustment is performed using a predetermined position adjusting device in the manufacturing process of the image display device 20.

図８（ａ）〜（ｃ）には、それぞれ、左側にスクリーン１０８の状態が示され、右側に位置調整装置における撮像素子３０１の状態が示されている。位置調整装置は、Ｘ−Ｙ平面に平行な方向におけるスクリーン１０８の位置調整を行うための機構部と、スクリーン１０８から出射された光を受光するための撮像素子３０１とを備えている。 In each of FIGS. 8A to 8C, the state of the screen 108 is shown on the left side, and the state of the image sensor 301 in the position adjusting device is shown on the right side. The position adjusting device includes a mechanism section for adjusting the position of the screen 108 in a direction parallel to the XY plane, and an image pickup element 301 for receiving the light emitted from the screen 108.

位置調整工程において、図２に示す画像処理回路２０１は、Ｙ軸方向に延びる直線画像Ｒ１０がスクリーン１０８上に描画されるように、レーザ駆動回路２０２とミラー駆動回路２０３を制御する。直線画像Ｒ１０のＹ軸方向の長さは、描画領域Ｄ１０のＹ軸方向の長さよりも長く設定され、たとえば、スクリーン１０８のＹ軸方向の長さと略同じに設定される。直線画像Ｒ１０のＸ軸方向の幅は、非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄのＸ軸方向の幅と略同じに設定される。 In the position adjusting step, the image processing circuit 201 shown in FIG. 2 controls the laser driving circuit 202 and the mirror driving circuit 203 so that the linear image R10 extending in the Y-axis direction is drawn on the screen 108. The length of the straight line image R10 in the Y-axis direction is set to be longer than the length of the drawing area D10 in the Y-axis direction, for example, set to be substantially the same as the length of the screen 108 in the Y-axis direction. The width of the straight line image R10 in the X axis direction is set to be substantially the same as the width of the non-lens regions 108c and 108d in the X axis direction.

図８（ａ）は、スクリーン１０８が、Ｘ−Ｙ平面に平行な平面上の正規の位置に位置付けられた状態を示している。この場合、直線画像Ｒ１０の上端部および下端部は、それぞれ、非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄに位置づけられ、発散されることなく非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄを通過する。これにより、撮像素子３０１には、直線画像Ｒ１０の上端部および下端部に基づく光線部分Ｒ２１、Ｒ２２が投影される。直線画像Ｒ１０の上端部および下端部以外の中央部分は、描画領域Ｄ１０に配置された第１のレンズ部１０８ａ（図３（ａ）参照）によって、Ｘ軸方向に拡散される。これにより、撮像素子３０１には、直線画像Ｒ１０の中央部分に基づく拡散光Ｒ２３が投影される。 FIG. 8A shows a state in which the screen 108 is positioned at a regular position on a plane parallel to the XY plane. In this case, the upper end portion and the lower end portion of the straight line image R10 are positioned in the non-lens regions 108c and 108d, respectively, and pass through the non-lens regions 108c and 108d without being diverged. As a result, the light ray portions R21 and R22 based on the upper end portion and the lower end portion of the straight line image R10 are projected on the image sensor 301. The central portion of the linear image R10 other than the upper end portion and the lower end portion is diffused in the X-axis direction by the first lens portion 108a (see FIG. 3A) arranged in the drawing area D10. As a result, the diffused light R23 based on the central portion of the straight line image R10 is projected on the image sensor 301.

この場合、位置調整装置は、撮像素子３０１上に、光線部分Ｒ２１、Ｒ２２が同じ量だけ投影されていることを検出することにより、スクリーン１０８が、Ｘ−Ｙ平面に平行な平面上の正規の位置に位置付けられていると判定する。 In this case, the position adjusting device detects that the light ray portions R21 and R22 are projected on the image pickup element 301 by the same amount, so that the screen 108 is a regular on a plane parallel to the XY plane. It is determined that it is located at the position.

図８（ｂ）は、スクリーン１０８が、Ｘ−Ｙ平面に平行な平面上において、正規の位置から反時計方向に回転した位置にある状態を示している。この場合、直線画像Ｒ１０の上端のみが非レンズ領域１０８ｃに位置づけられている。このため、撮像素子３０１上には、直線画像Ｒ１０の上端部に基づく光線部分Ｒ２１は投影されるが、直線画像Ｒ１０の下端部に基づく光線部分Ｒ２２は投影されない。位置調整装置は、光線部分Ｒ２１、Ｒ２２のうち光線部分Ｒ２１のみが撮像素子３０１上に投影されていることに基づき、スクリーン１０８を、上側の非レンズ領域１０８ｃを中心に、図８（ｂ）に矢印で示すように時計方向に回転させる。これにより、図８（ｃ）に示すように、直線画像Ｒ１０の下端部が非レンズ領域１０８ｄに位置づけられ、下端部に基づく光線部分Ｒ２２が撮像素子３０１に投影される。 FIG. 8B shows a state in which the screen 108 is in a position rotated counterclockwise from the normal position on a plane parallel to the XY plane. In this case, only the upper end of the straight line image R10 is positioned in the non-lens area 108c. Therefore, the light ray portion R21 based on the upper end portion of the straight line image R10 is projected on the image pickup element 301, but the light ray portion R22 based on the lower end portion of the straight line image R10 is not projected. Based on the fact that only the light ray portion R21 of the light ray portions R21 and R22 is projected onto the image sensor 301, the position adjusting device displays the screen 108 around the upper non-lens region 108c as shown in FIG. Rotate clockwise as indicated by the arrow. As a result, as shown in FIG. 8C, the lower end of the straight line image R10 is positioned in the non-lens region 108d, and the light ray portion R22 based on the lower end is projected on the image sensor 301.

この場合、位置調整装置は、撮像素子３０１上において、光線部分Ｒ２１の方が、光線部分Ｒ２２よりも多く投影されているため、光線部分Ｒ２１、Ｒ２２が互いに同じ量だけ投影されるように、スクリーン１０８を、図８（ｃ）に矢印で示すようにＹ軸正方向に移動させる。これにより、スクリーン１０８に対して直線画像Ｒ１０が図８（ａ）のように位置付けられる。位置調整装置は、撮像素子３０１上において、光線部分Ｒ２１、Ｒ２２が互いに同じ投影量となることにより、Ｘ−Ｙ平面に平行な平面上の正規の位置に位置付けられていると判定する。こうして、位置調整が行われた後、スクリーン１０８が、接着剤等の固着手段によって、画像表示装置２０内に固定される。 In this case, in the position adjusting device, since the light ray portion R21 is projected more than the light ray portion R22 on the image sensor 301, the screen is adjusted so that the light ray portions R21 and R22 are projected by the same amount. 108 is moved in the positive direction of the Y-axis as indicated by the arrow in FIG. As a result, the linear image R10 is positioned on the screen 108 as shown in FIG. The position adjusting device determines that the light ray portions R21 and R22 on the imaging element 301 have the same projection amount, and thus are positioned at a regular position on a plane parallel to the XY plane. In this way, after the position adjustment is performed, the screen 108 is fixed in the image display device 20 by a fixing means such as an adhesive.

なお、図８（ｂ）の例では、直線画像Ｒ１０の上端部が非レンズ領域１０８ｃに位置付けられたが、直線画像Ｒ１０の上端部および下端部の両方が、それぞれ、非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄに位置付けられない場合も起こり得る。この場合、位置調整装置は、撮像素子３０１の撮像画像を参照しつつ、所定の調整ステップによりスクリーン１０８をＸ−Ｙ平面に平行な方向に回転および移動させて、図８（ａ）に示すように、直線画像Ｒ１０の上端部および下端部が、それぞれ、非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄに等しく位置づけられるように、スクリーン１０８に対する位置調整を実行する。 In the example of FIG. 8B, the upper end of the linear image R10 is positioned in the non-lens region 108c, but both the upper end and the lower end of the linear image R10 are in the non-lens regions 108c and 108d, respectively. It is possible that it cannot be positioned. In this case, the position adjustment device rotates and moves the screen 108 in a direction parallel to the XY plane by a predetermined adjustment step while referring to the captured image of the image sensor 301, as shown in FIG. Then, the position adjustment with respect to the screen 108 is executed so that the upper end portion and the lower end portion of the straight line image R10 are positioned equal to the non-lens regions 108c and 108d, respectively.

＜実施形態の効果＞
以上、本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。 <Effects of the embodiment>
As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.

画像が描画される描画領域Ｄ１０のうち、走査方向（Ｘ軸方向）中央の所定範囲Ｗ０を除いた両側の範囲Ｗ１において、Ｘ軸方向の発散角が、端に向かって徐々に大きくなるよう、スクリーン１０８が構成されているため、アイボックス内における両側部分の光の光量が、端に向かうほど、中央部分に比べて弱められる。このため、アイボックス内における画像全体の明るさを均一に近づけることができる。また、スクリーン１０８は、走査方向（Ｘ軸方向）中央の所定範囲Ｗ０において発散角が一定であるため、走査方向全範囲において発散角を精緻に調整する必要がない。よって、スクリーン１０８を容易に構成することができる。 In the drawing area D10 in which the image is drawn, the divergence angle in the X-axis direction gradually increases toward the end in the ranges W1 on both sides excluding the predetermined range W0 at the center in the scanning direction (X-axis direction). Since the screen 108 is configured, the light amount of light on both side portions in the eye box is weakened toward the end as compared with the central portion. Therefore, the brightness of the entire image in the eye box can be made uniform. Further, since the divergence angle of the screen 108 is constant in a predetermined range W0 at the center in the scanning direction (X-axis direction), it is not necessary to precisely adjust the divergence angle in the entire scanning direction range. Therefore, the screen 108 can be easily configured.

また、所定範囲Ｗ０は、走査方向（Ｘ軸方向）における描画領域Ｄ１０の全範囲の４０％以上５０％以下の範囲に設定される。あるいは、所定範囲Ｗ０は、スクリーン１０８を走査するレーザ光の強度が一定である場合に、単位時間当たりにスクリーン１０８を透過するレーザ光の光量が、走査方向（Ｘ軸方向）における描画領域Ｄ１０の中間位置の１．２倍以下となる範囲に設定される。このように所定範囲Ｗ０を設定することにより、特に、所定範囲Ｗ０においてＸ軸方向の発散角を調整せずとも、観察者に輝度ムラによる違和感なく、画像を視認させることができる。 Further, the predetermined range W0 is set to a range of 40% or more and 50% or less of the entire range of the drawing area D10 in the scanning direction (X-axis direction). Alternatively, in the predetermined range W0, when the intensity of the laser light scanning the screen 108 is constant, the light amount of the laser light passing through the screen 108 per unit time is within the drawing area D10 in the scanning direction (X-axis direction). It is set to a range that is 1.2 times or less of the intermediate position. By setting the predetermined range W0 in this way, it is possible to allow the observer to visually recognize the image without feeling discomfort due to uneven brightness, particularly without adjusting the divergence angle in the X-axis direction in the predetermined range W0.

また、本実施の形態では、スクリーン１０８の入射面と出射面に、それぞれ、第１のレンズ部１０８ａと第２のレンズ部１０８ｂとが配置されているため、入射面側の第１のレンズ部１０８ａに対してのみ、発散角の調整を施せばよい。よって、スクリーン１０８に対する発散角の調整を容易に行い得る。 In addition, in the present embodiment, since the first lens portion 108a and the second lens portion 108b are arranged on the incident surface and the emission surface of the screen 108, respectively, the first lens portion on the incident surface side is disposed. The divergence angle may be adjusted only for 108a. Therefore, the divergence angle with respect to the screen 108 can be easily adjusted.

さらに、本実施の形態では、描画領域Ｄ１０よりも上側および下側の位置に、それぞれ、入射した光を発散させることなく通過させる所定サイズの非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄが配置されている。これにより、図８（ａ）〜（ｃ）を参照して説明したとおり、簡便な作業により、スクリーン１０８をＸ−Ｙ平面に平行な平面上の所定の位置に位置付けることができる。 Further, in the present embodiment, non-lens regions 108c and 108d of a predetermined size that allow incident light to pass through without being diverged are arranged at positions above and below the drawing region D10. Thereby, as described with reference to FIGS. 8A to 8C, the screen 108 can be positioned at a predetermined position on a plane parallel to the XY plane by a simple operation.

＜変更例１＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、また、本発明の適用例も、上記実施の形態の他に、種々の変更が可能である。 <Modification 1>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and the application examples of the present invention are not limited to the above-mentioned embodiments and various modifications may be made. It is possible.

たとえば、上記実施の形態では、スクリーン１０８の入射面と出射面に、それぞれ、第１のレンズ部１０８ａと第２のレンズ部１０８ｂとを配置したが、スクリーン１０８の入射面と出射面の何れか一方に、レーザ光をＸ軸方向およびＹ軸方向に発散させるためのレンズ群を配置する構成であってもよい。 For example, in the above-described embodiment, the first lens portion 108a and the second lens portion 108b are arranged on the entrance surface and the exit surface of the screen 108, respectively, but either the entrance surface or the exit surface of the screen 108 is arranged. On the other hand, a lens group for diverging the laser light in the X-axis direction and the Y-axis direction may be arranged.

図９（ａ）は、スクリーン１０８の入射面に、レーザ光を走査方向（Ｘ軸方向）および走査方向に垂直な方向（Ｙ軸方向）に発散させるための複数のレンズ部１０８ｅ（マイクロレンズアレイ）を配置した構成例を示す図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部の領域をＺ軸正側から見た拡大図である。 FIG. 9A shows a plurality of lens units 108 e (microlens array) for diverging laser light in the scanning direction (X-axis direction) and in the direction perpendicular to the scanning direction (Y-axis direction) on the incident surface of the screen 108. ) Are arranged. FIG. 9B is an enlarged view of a part of the region of FIG. 9A viewed from the Z-axis positive side.

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、スクリーン１０８の入射面には、平面視において矩形のレンズ部１０８ｅが、Ｘ軸に平行な横方向とＹ軸に平行な縦方向に所定数ずつ並ぶように形成されている。各レンズ部１０８ｅの横方向の幅Ｗｘは互いに同一であり、また、各レンズ部１０８ｅの縦方向の幅Ｗｙも互いに同一である。幅Ｗｘ、Ｗｙは、数５０μｍ程度である。図９（ｂ）の例では、幅Ｗｘと幅Ｗｙが互いに同一の寸法に設定されているが、幅Ｗｘと幅Ｗｙの寸法が異なっていてもよい。 As shown in FIGS. 9A and 9B, on the incident surface of the screen 108, a predetermined number of rectangular lens portions 108e in a plan view are arranged in the horizontal direction parallel to the X axis and the vertical direction parallel to the Y axis. It is formed to line up one by one. The horizontal widths Wx of the lens portions 108e are the same as each other, and the vertical widths Wy of the lens portions 108e are also the same. The widths Wx and Wy are about 50 μm. In the example of FIG. 9B, the width Wx and the width Wy are set to have the same size, but the width Wx and the width Wy may be different.

各レンズ部１０８ｅは、Ｘ軸方向の曲率半径ＲｘとＹ軸方向の曲率半径Ｒｙが互いに異なっている。ここで、曲率半径Ｒｘは曲率半径Ｒｙよりも小さく設定される。従って、レンズ部１０８ｅは、Ｘ軸方向の曲率がＹ軸方向の曲率よりも大きくなっている。このようにレンズ部１０８ｅの曲率を設定することにより、各レンズ部１０８ｅを透過するレーザ光を、効率良く、運転者２の目２ａの位置周辺の横長の領域（アイボックス領域）に導くことができる。レンズ部１０８ｅの曲率は、アイボックス領域の形状に応じて決定される。 The radius of curvature Rx in the X-axis direction and the radius of curvature Ry in the Y-axis direction of the lens portions 108e are different from each other. Here, the radius of curvature Rx is set smaller than the radius of curvature Ry. Therefore, the lens portion 108e has a curvature in the X-axis direction larger than that in the Y-axis direction. By setting the curvature of the lens portion 108e in this way, the laser light transmitted through each lens portion 108e can be efficiently guided to a horizontally long region (eye box region) around the position of the eyes 2a of the driver 2. it can. The curvature of the lens portion 108e is determined according to the shape of the eye box region.

この変更例では、図６（ａ）に示す所定範囲Ｗ０において、各レンズ部１０８ｅの曲率半径Ｒｘが一定であり、且つ、両側の範囲Ｗ１において、各レンズ部１０８ｅの曲率半径ＲｘがＸ軸正負の両端に向かうに伴い小さくなるように設定される。これにより、図６（ｂ）に示すＸ軸方向の発散角の分布が実現される。なお、各レンズ部１０８ｅの曲率半径Ｒｙは、全てのレンズ部１０８ｅにおいて同一である。所定範囲Ｗ０における曲率半径Ｒｘと、曲率半径Ｒｙとの関係は、たとえば、Ｒｘ：Ｒｙ＝１：２に設定される。 In this modification, the radius of curvature Rx of each lens portion 108e is constant in a predetermined range W0 shown in FIG. 6A, and the radius of curvature Rx of each lens portion 108e is positive and negative in the X axis in the range W1 on both sides. It is set to become smaller toward both ends of. Thereby, the distribution of the divergence angle in the X-axis direction shown in FIG. 6B is realized. The radius of curvature Ry of each lens portion 108e is the same for all lens portions 108e. The relationship between the radius of curvature Rx and the radius of curvature Ry in the predetermined range W0 is set to, for example, Rx: Ry = 1: 2.

このように、レンズ部１０８ｅの曲率半径Ｒｘ、Ｒｙを設定することにより、本変更例においても、図７（ｂ）に示す光量分布を実現できる。これにより、アイボックス内における画像全体の明るさを均一に近づけることができる。 As described above, by setting the radii of curvature Rx and Ry of the lens portion 108e, the light amount distribution shown in FIG. 7B can be realized also in this modification. Thereby, the brightness of the entire image in the eye box can be made uniform.

なお、本変更例においても、描画領域Ｄ１０よりも上側および下側の位置に、非レンズ領域１０８ｃ、１０８ｄが設けられている。これにより、図８（ａ）〜（ｃ）を参照して説明した簡便な作業により、スクリーン１０８を、Ｘ−Ｙ平面の所定の位置に位置付けることができる。 Also in this modification, the non-lens regions 108c and 108d are provided above and below the drawing region D10. Thereby, the screen 108 can be positioned at a predetermined position on the XY plane by the simple work described with reference to FIGS.

＜変更例２＞
上記実施の形態では、スクリーン１０８の位置が固定であったが、画像の表示動作において、スクリーン１０８がＺ軸方向に移動されてもよい。 <Modification 2>
Although the position of the screen 108 is fixed in the above-described embodiment, the screen 108 may be moved in the Z-axis direction in the image display operation.

図１０は、変更例２に係る画像表示装置２０の照射光生成部２１および照射光生成部２１に用いる回路の構成を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an irradiation light generation unit 21 of an image display device 20 according to the second modification and a circuit used in the irradiation light generation unit 21.

図１０に示すように、本変更例では、図２の構成に比べて、駆動部１０９と、スクリーン駆動回路２０４が追加されている。駆動部１０９は、スクリーン１０８をレーザ光の進行方向に平行な方向（Ｚ軸方向）に往復移動させる。駆動部１０９は、たとえば、コイルと磁石を用いたアクチュエータにより構成される。たとえば、スクリーン１０８を保持するホルダが、板バネを介して、レーザ光の進行方向に平行な方向（Ｚ軸方向）に移動可能に、ベースに支持される。コイルは、ホルダ側に設置され、磁石はベース側に設置される。スクリーン駆動回路２０４は、画像処理回路２０１からの制御信号に応じて、スクリーン１０８を駆動する。 As shown in FIG. 10, in this modified example, a drive unit 109 and a screen drive circuit 204 are added as compared with the configuration of FIG. The drive unit 109 reciprocates the screen 108 in a direction parallel to the traveling direction of the laser light (Z-axis direction). The drive unit 109 is composed of, for example, an actuator using a coil and a magnet. For example, a holder that holds the screen 108 is supported by the base via a leaf spring so as to be movable in a direction parallel to the traveling direction of the laser light (Z-axis direction). The coil is installed on the holder side and the magnet is installed on the base side. The screen drive circuit 204 drives the screen 108 according to the control signal from the image processing circuit 201.

図１１（ａ）は、変更例２に係るスクリーン１０８の移動工程の一例を示す図であり、図１１（ｂ）は、変更例２に係る画像表示装置２０においてスクリーン１０８を移動させることにより表示される画像の一例を示す図である。 FIG. 11A is a diagram showing an example of a movement process of the screen 108 according to the second modification, and FIG. 11B is displayed by moving the screen 108 in the image display device 20 according to the second modification. It is a figure which shows an example of the image made.

図１１（ａ）に示すように、スクリーン１０８は、時刻ｔ０〜ｔ４を１サイクルとして移動が繰り返される。時刻ｔ０〜ｔ１の間に、スクリーン１０８は、初期位置Ｐｓ０から最遠位置Ｐｓ１へと移動され、時刻ｔ１〜ｔ４の間に、スクリーン１０８は、最遠位置Ｐｓ１から初期位置Ｐｓ０へと戻される。スクリーン１０８の移動周期、すなわち、時刻ｔ０〜ｔ４の時間は、たとえば、１／６０秒である。 As shown in FIG. 11A, the screen 108 is repeatedly moved with time t0 to t4 as one cycle. During the times t0 to t1, the screen 108 is moved from the initial position Ps0 to the farthest position Ps1, and during the times t1 to t4, the screen 108 is returned from the farthest position Ps1 to the initial position Ps0. The movement cycle of the screen 108, that is, the time from t0 to t4 is 1/60 seconds, for example.

時刻ｔ０〜ｔ１は、図１１（ｂ）において、奥行き方向に広がる奥行き画像Ｍ１を表示するための期間であり、時刻ｔ１〜ｔ４は、図１１（ｂ）において、鉛直方向に広がる鉛直画像Ｍ２を表示するための期間である。図１１（ｂ）の例において、奥行き画像Ｍ１は、ナビゲーション機能により乗用車１が道路Ｒ１を曲がるべき方向を運転者２に示唆するための矢印であり、鉛直画像Ｍ２は、歩行者Ｈ１が居ることを運転者２に注意喚起するためのマーキングである。たとえば、奥行き画像Ｍ１と鉛直画像Ｍ２は、互いに異なる色で表示される。 Times t0 to t1 are periods for displaying the depth image M1 extending in the depth direction in FIG. 11B, and times t1 to t4 are vertical images M2 extending in the vertical direction in FIG. 11B. It is a period for displaying. In the example of FIG. 11B, the depth image M1 is an arrow for suggesting to the driver 2 the direction in which the passenger car 1 should turn the road R1 by the navigation function, and the vertical image M2 indicates that the pedestrian H1 is present. Is a marking for calling the driver 2 attention. For example, the depth image M1 and the vertical image M2 are displayed in different colors.

時刻ｔ０〜ｔ１において、スクリーン１０８は、初期位置Ｐｓ０から最遠位置Ｐｓ１まで線形に移動される。スクリーン１０８が移動すると、これに伴い、ウインドシールド１２前方の虚像が結像する位置が奥行き方向に移動する。したがって、奥行き画像Ｍ１の奥行き方向の各位置にスクリーン１０８が在るときに、奥行き画像Ｍ１に対応する走査ライン上の、奥行き画像Ｍ１に対応するタイミングにおいて、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃを発光させることにより、ウインドシールド１２の投射領域１３の前方に、図１１（ｂ）に示すような奥行き画像Ｍ１を虚像として表示させることができる。 At times t0 to t1, the screen 108 is linearly moved from the initial position Ps0 to the farthest position Ps1. When the screen 108 moves, the position where the virtual image is formed in front of the windshield 12 moves in the depth direction accordingly. Therefore, when the screen 108 is present at each position in the depth direction of the depth image M1, the laser light sources 101a to 101c are caused to emit light at the timing corresponding to the depth image M1 on the scanning line corresponding to the depth image M1. In front of the projection area 13 of the windshield 12, the depth image M1 as shown in FIG. 11B can be displayed as a virtual image.

一方、鉛直画像Ｍ２は、奥行き方向には変化せず、鉛直方向のみに広がっているため、スクリーン１０８を、鉛直画像Ｍ２に対応する位置に固定して、虚像の生成を行う必要がある。図１１（ａ）の停止位置Ｐｓ２は、鉛直画像Ｍ２の奥行き位置に対応するスクリーン１０８の位置である。スクリーン１０８は、最遠位置Ｐｓ１から初期位置Ｐｓ０に戻る間に、停止位置Ｐｓ２において、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、停止される。この間に、鉛直画像Ｍ２に対応する走査ライン上の、鉛直画像Ｍ２に対応するタイミングにおいて、レーザ光源１０１ａ〜１０１ｃを発光させることにより、ウインドシールド１２の投射領域１３の前方に、図１１（ｂ）に示すような鉛直画像Ｍ２を虚像として表示させることができる。 On the other hand, since the vertical image M2 does not change in the depth direction and spreads only in the vertical direction, it is necessary to fix the screen 108 at a position corresponding to the vertical image M2 and generate a virtual image. The stop position Ps2 in FIG. 11A is the position of the screen 108 corresponding to the depth position of the vertical image M2. The screen 108 is stopped at the stop position Ps2 from time t2 to time t3 while returning from the farthest position Ps1 to the initial position Ps0. 11B in front of the projection area 13 of the windshield 12 by making the laser light sources 101a to 101c emit light at the timing corresponding to the vertical image M2 on the scanning line corresponding to the vertical image M2. The vertical image M2 as shown in can be displayed as a virtual image.

以上の制御は、図１０に示す画像処理回路２０１によって行われる。この制御により、時刻ｔ０〜時刻ｔ４の間に、奥行き画像Ｍ１と鉛直画像Ｍ２が虚像として表示される。上記の制御では、奥行き画像Ｍ１の表示タイミングと鉛直画像Ｍ２の表示タイミングにずれが生じるが、このずれは極めて短時間であるため、運転者２は、奥行き画像Ｍ１と鉛直画像Ｍ２を重ねた画像を認識する。こうして、運転者２は、投射領域１３の前方に、映像信号に基づく画像（奥行き画像Ｍ１、鉛直画像Ｍ２）を、道路Ｒ１および歩行者Ｈ１を含む風景に重ねて見ることができる。 The above control is performed by the image processing circuit 201 shown in FIG. By this control, the depth image M1 and the vertical image M2 are displayed as virtual images between the time t0 and the time t4. In the above control, the display timing of the depth image M1 and the display timing of the vertical image M2 are deviated, but since this deviation is extremely short, the driver 2 images the depth image M1 and the vertical image M2 superimposed. Recognize. In this way, the driver 2 can see the image (depth image M1, vertical image M2) based on the video signal in front of the projection region 13 in a landscape including the road R1 and the pedestrian H1.

なお、図１１（ｂ）では、鉛直画像Ｍ２が１つであったため、図１１（ａ）の工程において、スクリーン１０８の停止位置Ｐｓ２が１つに設定されたが、鉛直画像Ｍ２が複数あれば、それに応じて、図１１（ａ）の工程において、停止位置が複数設定される。ただし、図１１（ａ）の工程において、時刻ｔ０〜ｔ４の時間は一定であり、時刻ｔ４は不変であるため、停止位置の数の増減に応じて、停止位置前後のスクリーン１０８の移動速度（図１１（ａ）の波形の傾き）が変更されることになる。 In addition, since the vertical image M2 is one in FIG. 11B, the stop position Ps2 of the screen 108 is set to one in the process of FIG. 11A, but if there are a plurality of vertical images M2. Accordingly, in the step of FIG. 11A, a plurality of stop positions are set. However, in the process of FIG. 11A, the time t0 to t4 is constant and the time t4 is invariable, so that the moving speed of the screen 108 before and after the stop position ( The slope of the waveform in FIG. 11A will be changed.

＜その他の変更例＞
上記実施の形態では、本発明を乗用車１に搭載されるヘッドアップディスプレイに適用した例を示したが、本発明は、車載用に限らず、他の種類の画像表示装置にも適用可能である。 <Other changes>
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to the head-up display mounted on the passenger car 1 has been shown, but the present invention is not limited to being mounted on a vehicle and can be applied to other types of image display devices. ..

また、画像表示装置２０および照射光生成部２１の構成は、図１（ｃ）および図２、図１０に記載された構成に限られるものではなく、適宜、変更可能である。また、第１のレンズ部１０８ａや第２のレンズ部１０８ｂ、レンズ部１０８ｅは、スクリーン１０８に一体形成されてもよく、あるいは、これらレンズ部を有する透明なシートをスクリーン１０８の基材に貼りつける構成であってもよい。 Further, the configurations of the image display device 20 and the irradiation light generation unit 21 are not limited to the configurations shown in FIG. 1C, FIG. 2 and FIG. 10, and can be appropriately changed. The first lens portion 108a, the second lens portion 108b, and the lens portion 108e may be integrally formed on the screen 108, or a transparent sheet having these lens portions may be attached to the base material of the screen 108. It may be configured.

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention can be appropriately modified in various ways within the scope of the technical idea shown in the claims.

２０ … 画像表示装置
２２ … ミラー（光学系）
１０１ … 光源
１０６ … 走査部
１０８ … スクリーン
１０８ａ … 第１のレンズ部
１０８ｂ … 第２のレンズ部
１０８ｃ、１０８ｄ … 非レンズ領域
１０８ｅ … レンズ部
Ｗ０ … 所定範囲
Ｗ１ … 両側の範囲 20 ... Image display device 22 ... Mirror (optical system)
101 ... Light source 106 ... Scanning part 108 ... Screen 108a ... 1st lens part 108b ... 2nd lens part 108c, 108d ... Non-lens area 108e ... Lens part W0 ... Predetermined range W1 ... Range of both sides

Claims

A light source that emits laser light,
A screen on which an image is drawn by scanning the laser light,
A scanning unit that scans the laser light emitted from the light source with respect to the screen,
An optical system that generates a virtual image of an image drawn on the screen by the laser light that has passed through the screen,
In the screen, the divergence angle is constant in a predetermined range in the center of the scanning direction in the drawing area in which the image is drawn, and the divergence angle gradually increases toward the ends in the ranges on both sides excluding the predetermined range. It is configured to be larger in,
Further, the predetermined range is
In the range of 40% or more and 50% or less of the entire range of the drawing area in the scanning direction, and when the intensity of the laser beam for scanning the screen is constant, the laser beam is transmitted through the screen per unit time. The amount of laser light is set to a range that is 1.2 times or less the intermediate position of the drawing area in the scanning direction,
An image display device characterized by the above.

The image display device according to claim 1 ,
The screen is provided with a plurality of first lens units for diverging the laser beam only in the scanning direction on one side of the incident side and the emission side of the laser beam, and on the other side for the laser beam in the scanning direction. A plurality of second lens portions that diverge only in the direction perpendicular to
By varying the curvatures of the plurality of first lens portions included in the ranges on both sides, the divergence angle is configured to gradually increase toward the ends of the ranges on both sides.
An image display device characterized by the above.

The image display device according to claim 1 ,
The screen includes, on one of an incident side and an emitting side of the laser beam, a plurality of lens units that respectively diverge the laser beam in both the scanning direction and a direction perpendicular to the scanning direction,
By changing the curvature in the scanning direction for the plurality of lens portions included in the ranges on both sides, the divergence angle is configured to gradually increase toward the ends of the ranges on both sides.
An image display device characterized by the above.

The image display device according to claim 2 or 3 ,
The screen includes a non-lens region of a predetermined size that allows incident light to pass through without diverging, at positions above and below the drawing region, respectively.
An image display device characterized by the above.

A screen on which an image is drawn by scanning laser light,
In the drawing area in which the image is drawn, the divergence angle is constant in a predetermined range in the center of the scanning direction, and the divergence angle gradually increases toward the ends in the ranges on both sides excluding the predetermined range. Is configured ,
The predetermined range is
In the range of 40% or more and 50% or less of the entire range of the drawing area in the scanning direction, and when the intensity of the laser beam for scanning the screen is constant, the laser beam is transmitted through the screen per unit time. The amount of laser light is set to a range that is 1.2 times or less the intermediate position of the drawing area in the scanning direction,
A screen characterized by that.

The screen according to claim 5 ,
One of the incident side and the emitting side of the laser light is provided with a plurality of first lens portions for diverging the laser light only in the scanning direction, and the other is provided with the laser light in a direction perpendicular to the scanning direction. A plurality of second lens parts for diverging only
By varying the curvatures of the plurality of first lens portions included in the ranges on both sides, the divergence angle is configured to gradually increase toward the ends of the ranges on both sides.
A screen characterized by that.

The screen according to claim 5 ,
One of the incident side and the emitting side of the laser light is provided with a plurality of lens portions that respectively diverge the laser light in both the scanning direction and a direction perpendicular to the scanning direction,
By changing the curvature in the scanning direction for the plurality of lens portions included in the ranges on both sides, the divergence angle is configured to gradually increase toward the ends of the ranges on both sides.
A screen characterized by that.

The screen according to claim 6 or 7 ,
The screen includes a non-lens region of a predetermined size that allows incident light to pass through without diverging, at positions above and below the drawing region, respectively.
A screen characterized by that.