JP6791330B2 - Lens array and head-up display - Google Patents

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Description

本発明は、レンズアレイを用いた表示システムにおける視認性向上に関する。 The present invention relates to improving visibility in a display system using a lens array.

従来から、ヘッドアップディスプレイやレーザプロジェクタなどに、マイクロレンズアレイを用いた透過型のスクリーンを適用する技術が提案されている。このような透過型のスクリーンを用いた場合、拡散板を用いる場合と比較して、スペックルノイズによる影響を抑制することができるという利点がある。例えば、特許文献1には、レーザプロジェクタと、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイとを有する画像形成装置が開示されている。また、特許文献2には、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズにより拡散された光束の回折幅が視認者の瞳孔径以下になるように各マイクロレンズのピッチを設定することで、マイクロレンズで拡散された回折光のピークが視認者の瞳孔に入ったり入らなかったりすることに起因して発生する輝度ムラを防ぐ点が開示されている。 Conventionally, a technique for applying a transmissive screen using a microlens array to a head-up display, a laser projector, or the like has been proposed. When such a transmissive screen is used, there is an advantage that the influence of speckle noise can be suppressed as compared with the case where a diffuser plate is used. For example, Patent Document 1 discloses an image forming apparatus including a laser projector and a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged. Further, in Patent Document 2, the pitch of each microlens is set so that the diffraction width of the light beam diffused by each microlens of the microlens array is equal to or less than the pupil diameter of the viewer, so that the light is diffused by the microlens. It is disclosed that the brightness unevenness caused by the peak of the diffracted light entering or not entering the pupil of the viewer is prevented.

特開2010−145745号公報JP-A-2010-145745 特開2013−064985号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-06495

ヘッドアップディスプレイなどにおいて中間像生成素子としてレンズアレイを用いた場合、レンズアレイのピッチを小さくすると輝度ムラが発生し、ピッチを大きくすると解像度が低下するという課題がある。そして、特許文献1には、輝度ムラを抑制する方法については、何ら開示されていない。また、特許文献2では、レンズアレイのピッチを広げるため、レンズアレイで生成される中間像の解像度が低下してしまうという問題がある。 When a lens array is used as an intermediate image generating element in a head-up display or the like, there is a problem that brightness unevenness occurs when the pitch of the lens array is reduced, and resolution is lowered when the pitch is increased. Further, Patent Document 1 does not disclose any method for suppressing luminance unevenness. Further, in Patent Document 2, since the pitch of the lens array is widened, there is a problem that the resolution of the intermediate image generated by the lens array is lowered.

本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、解像度を低下させることなく輝度ムラを好適に抑制することが可能なレンズアレイ及び映像投影装置を提供することを主な目的とする。 Examples of the problems to be solved by the present invention are as described above. A main object of the present invention is to provide a lens array and an image projection device capable of suitably suppressing luminance unevenness without lowering the resolution.

請求項に記載の発明は、レーザ光が照射されるレンズアレイであって、
第1周期構造を構成するように配列される複数のレンズを備え、
前記複数のレンズは、当該複数のレンズのうちの一部の組み合せにより各々が前記レーザ光に光路長差を生じさせる構造を有する複数の基本ブロックを構成し、
前記光路長差は、前記レンズアレイの0次の回折光の回折効率と1次の回折光の合計または個々の回折効率とが略同一となるように設定されている。
The invention according to claim is a lens array irradiated with laser light.
With a plurality of lenses arranged to form a first period structure,
Each of the plurality of lenses constitutes a plurality of basic blocks having a structure in which an optical path length difference is caused in the laser beam by combining a part of the plurality of lenses.
The optical path length difference is set so that the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light of the lens array and the total or individual diffraction efficiency of the 1st-order diffracted light are substantially the same.

請求項に記載の発明は、レーザ光が照射されるレンズアレイであって、
第1周期構造を構成するように配列される複数のレンズを備え、
前記複数のレンズは、当該複数のレンズのうちの一部の組み合せにより各々が前記レーザ光に光路長差を生じさせる構造を有する複数の基本ブロックを構成し、
前記光路長差は、前記レンズアレイの0次の回折光の回折効率が略0となるように設定されている。
The invention according to claim is a lens array irradiated with laser light.
With a plurality of lenses arranged to form a first period structure,
Each of the plurality of lenses constitutes a plurality of basic blocks having a structure in which an optical path length difference is caused in the laser beam by combining a part of the plurality of lenses.
The optical path length difference is set so that the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light of the lens array is substantially 0.

ヘッドアップディスプレイの概略構成を示す。The schematic configuration of the head-up display is shown. スクリーンのYZ平面での側面図を示す。The side view of the screen in the YZ plane is shown. マイクロレンズアレイの構造を示す。The structure of the microlens array is shown. YZ平面でのスクリーンの回折光を示す。The diffracted light of the screen in the YZ plane is shown. 回折光の光強度分布を示す。The light intensity distribution of the diffracted light is shown. 回折効率と光路長差との関係を示す。The relationship between the diffraction efficiency and the optical path length difference is shown. 回折光に光路差を設けた場合の回折光の光強度分布を示す。The light intensity distribution of the diffracted light when an optical path difference is provided in the diffracted light is shown. 青、緑、赤の各波長における回折光の強度分布を示す。The intensity distribution of diffracted light at each wavelength of blue, green, and red is shown. 変形例1に係るスクリーンの構造を示す。The structure of the screen according to the first modification is shown. 変形例1に係るYZ面内におけるスクリーンの構造と回折光の関係を示す。The relationship between the structure of the screen in the YZ plane and the diffracted light according to the first modification is shown. 変形例1に係る回折光の光強度分布を示す。The light intensity distribution of the diffracted light according to the first modification is shown. 変形例1に係る回折光の光強度分布を示す。The light intensity distribution of the diffracted light according to the first modification is shown. 変形例1に係る回折光の光強度分布を示す。The light intensity distribution of the diffracted light according to the first modification is shown. 変形例1に係る回折光の光強度分布を示す。The light intensity distribution of the diffracted light according to the first modification is shown. 変形例2に係るスクリーンの構造を示す。The structure of the screen according to the second modification is shown. 変形例3に係るスクリーンの構造を示す。The structure of the screen according to the modification 3 is shown. 変形例4に係るスクリーンの構造を示す。The structure of the screen according to the modification 4 is shown. 変形例5に係るスクリーンの構造を示す。The structure of the screen according to the modification 5 is shown. 変形例7、8、9に係るスクリーンの構造を示す。The structure of the screen according to the modified examples 7, 8 and 9 is shown.

本発明の1つの好適な実施形態では、レンズアレイは、有効径が同一であって透過光に対し光路長差を生じさせる構造を有する複数のレンズと、を有し、前記複数のレンズの各々は、前記有効径に基づく間隔で配置されることにより、2次元の基本周期構造を構成し、前記複数のレンズのうちの一部のレンズは、前記光路長差を生じさせる構造を有するレンズの組合せによる基本ブロックを構成し、前記基本ブロックは、繰り返して配列されることにより、前記基本周期構造よりも周期が長い2次元の第2周期構造を構成し、前記第2周期構造が示す周期は、前記基本周期構造が示す周期の整数倍である。 In one preferred embodiment of the present invention, the lens array comprises a plurality of lenses having the same effective diameter and having a structure that causes a difference in optical path length with respect to transmitted light, and each of the plurality of lenses. Are arranged at intervals based on the effective diameter to form a two-dimensional basic periodic structure, and some of the plurality of lenses have a structure that causes a difference in optical path length. A basic block is formed by a combination, and the basic blocks are repeatedly arranged to form a two-dimensional second periodic structure having a longer period than the basic periodic structure, and the period indicated by the second periodic structure is , It is an integral multiple of the period indicated by the basic period structure.

上記レンズアレイは、有効径が同一であって透過光に対し光路長差を生じさせる構造を有する複数のレンズとを有する。ここで、複数のレンズの各々は、上記有効径に基づく間隔で配置されることにより、2次元の基本周期構造を構成する。また、複数のレンズのうちの一部のレンズは、光路長差を生じさせる構造を有するレンズの組合せによる基本ブロックを構成する。基本ブロックは、基本周期構造よりも周期が長い2次元の第2周期構造を構成する。そして、第2周期構造が示す周期は、基本周期構造が示す周期の整数倍である。 The lens array has a plurality of lenses having the same effective diameter and having a structure that causes an optical path length difference with respect to transmitted light. Here, each of the plurality of lenses is arranged at intervals based on the effective diameter to form a two-dimensional basic periodic structure. Further, some of the plurality of lenses form a basic block by combining lenses having a structure that causes an optical path length difference. The basic block constitutes a two-dimensional second periodic structure having a longer period than the basic periodic structure. The period indicated by the second periodic structure is an integral multiple of the period indicated by the basic periodic structure.

上記レンズアレイは、レンズの配列に基づく基本周期構造の整数倍の周期となる第2周期構造を有することにより、視点位置での回折光の光強度分布の隙間をなくすように、回折光を好適に拡散させる。よって、この態様では、レンズアレイは、各レンズの有効径を変えることによる解像度低下を防ぎつつ好適に輝度ムラを抑制することができる。 Since the lens array has a second periodic structure having a period that is an integral multiple of the basic periodic structure based on the lens arrangement, diffracted light is preferably used so as to eliminate a gap in the light intensity distribution of the diffracted light at the viewpoint position. Spread to. Therefore, in this aspect, the lens array can suitably suppress the luminance unevenness while preventing the resolution deterioration due to changing the effective diameter of each lens.

上記レンズアレイの一態様では、前記基本ブロックは、前記一部のレンズが格子状に組合されると共に、当該レンズが異なる構造ごとに千鳥配置されている。この態様により、レンズアレイは、0次の回折光の斜め方向に1次回折光を生成することができ、回折光の光強度分布の隙間を効果的に埋めて輝度ムラを好適に抑制することができる。 In one aspect of the lens array, in the basic block, some of the lenses are combined in a grid pattern, and the lenses are staggered in different structures. According to this aspect, the lens array can generate the first-order diffracted light in the oblique direction of the 0th-order diffracted light, effectively fill the gap of the light intensity distribution of the diffracted light, and preferably suppress the luminance unevenness. it can.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記第2周期構造が示す周期は、前記基本周期構造が示す周期の4倍に構成される。この態様により第2周期構造により発生する1次回折光が同一位置で重ならないようにすることが可能となり、好適に輝度ムラを抑制することができる。 In another aspect of the lens array, the period indicated by the second periodic structure is configured to be four times the period indicated by the basic periodic structure. According to this aspect, it is possible to prevent the primary diffracted light generated by the second periodic structure from overlapping at the same position, and it is possible to preferably suppress the luminance unevenness.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記基本ブロックは、前記一部のレンズが格子状に組み合わされると共に、前記光路長差を生じさせる少なくとも3種類のレンズの組合せにより構成される。この態様によっても、レンズの配列に基づく基本周期構造の整数倍の周期となる第2周期構造を好適に形成することができる。 In another aspect of the lens array, the basic block is composed of at least three types of lenses in which some of the lenses are combined in a grid pattern and the optical path length difference is generated. Also in this aspect, it is possible to preferably form a second periodic structure having a period that is an integral multiple of the basic periodic structure based on the lens arrangement.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記複数のレンズは、当該複数のレンズ間で同一の曲率を有し、段差を設けて配置されることにより、前記光路長差を生じさせる。レンズアレイのレンズは、この態様により、透過光の光路長差を好適に生じさせることができる。 In another aspect of the lens array, the plurality of lenses have the same curvature among the plurality of lenses, and are arranged with a step to cause the difference in optical path length. According to this aspect, the lens of the lens array can preferably generate an optical path length difference of transmitted light.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記光路長差は、前記レンズアレイの0次の回折光と、前記レンズアレイの1次の回折光との回折効率が略同一となるように設定される。この態様により、レンズアレイは、同一強度の0次及び±1次の回折光を生成することができ、視点位置での光強度分布の隙間を好適に埋めることができる。 In another aspect of the lens array, the optical path length difference is set so that the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light of the lens array and the 1st-order diffracted light of the lens array are substantially the same. .. According to this aspect, the lens array can generate 0th-order and ± 1st-order diffracted light of the same intensity, and can suitably fill the gap of the light intensity distribution at the viewpoint position.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記光路長差は、前記レンズアレイの0次の回折光の回折効率が略0となるように設定される。この態様により、レンズアレイは、±1次の回折光により視点位置での光強度分布を均一に埋めることができる。 In another aspect of the lens array, the optical path length difference is set so that the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light of the lens array is substantially 0. According to this aspect, the lens array can uniformly fill the light intensity distribution at the viewpoint position by the ± 1st order diffracted light.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記光路長差は、前記回折効率に関する条件を満たす長さのうち、最も短い長さまたは2番目に短い長さに設定される。光路長差が長いほど波長変動に伴う回折効率の変化が大きくなる。よって、この態様により、レンズアレイは、複数の波長の合成光が入射する場合であっても、各次数の回折光の回折効率の比率が波長ごとに大きく異なるのを好適に抑制することができる。 In another aspect of the lens array, the optical path length difference is set to the shortest length or the second shortest length among the lengths satisfying the conditions for diffraction efficiency. The longer the optical path length difference, the greater the change in diffraction efficiency due to wavelength fluctuations. Therefore, according to this aspect, the lens array can preferably suppress that the ratio of the diffraction efficiency of the diffracted light of each order is significantly different for each wavelength even when the combined light of a plurality of wavelengths is incident. ..

上記レンズアレイの好適な例では、少なくとも1以上のレーザ光源を有する映像投影装置の前記レーザ光源が射出するレーザにより照射されるとよい。 In a preferred example of the lens array, it is preferable that the laser light source of the image projection device having at least one or more laser light sources irradiates the laser light source.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記光路長差は、前記レーザ光源が射出するレーザ光のうち最も長い波長に基づき設定される。一般に、波長が長いほど、回折光の間隔が広くなる。よって、この態様により、レンズアレイは、全ての波長の光に対して好適に回折光の視点位置での光強度分布の隙間を無くすことができる。 In another aspect of the lens array, the optical path length difference is set based on the longest wavelength of the laser light emitted by the laser light source. In general, the longer the wavelength, the wider the interval between diffracted lights. Therefore, according to this aspect, the lens array can suitably eliminate the gap of the light intensity distribution at the viewpoint position of the diffracted light for the light of all wavelengths.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記光路長差は、前記レーザ光源が射出するレーザ光のうち最も視感度の高い波長に基づき設定される。この態様によっても、レンズアレイは、好適に輝度ムラを抑制することができる。 In another aspect of the lens array, the optical path length difference is set based on the wavelength of the laser light emitted by the laser light source, which has the highest luminosity factor. Also in this aspect, the lens array can suitably suppress the luminance unevenness.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記光路長差は、前記レーザ光源が射出するレーザ光のうち、最も長い波長と、最も視感度の高い波長との間の波長に基づき設定される。この態様によっても、レンズアレイは、好適に輝度ムラを抑制することができる。 In another aspect of the lens array, the optical path length difference is set based on the wavelength between the longest wavelength and the most visible wavelength of the laser light emitted by the laser light source. Also in this aspect, the lens array can suitably suppress the luminance unevenness.

上記レンズアレイの好適な例では、前記複数のレンズは、全て開口数が略同一であるとよい。 In a preferred example of the lens array, the plurality of lenses may all have substantially the same numerical aperture.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記複数のレンズは、曲率の違いに基づき前記光路長差を生じさせる。この態様によっても、レンズアレイは、透過光に対して好適に光路長差を生じさせることができる。 In another aspect of the lens array, the plurality of lenses cause the optical path length difference based on the difference in curvature. Also in this aspect, the lens array can preferably generate an optical path length difference with respect to the transmitted light.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記複数のレンズは、曲率の符号の違いに基づき前記光路長差を生じさせる。この態様によっても、レンズアレイは、透過光に対して好適に光路長差を生じさせることができる。好適には、上記レンズアレイは、映像投影装置に搭載される。 In another aspect of the lens array, the plurality of lenses cause the optical path length difference based on the difference in the sign of curvature. Also in this aspect, the lens array can preferably generate an optical path length difference with respect to the transmitted light. Preferably, the lens array is mounted on a video projection device.

上記レンズアレイの他の一態様では、前記レンズアレイは、レンズアレイ面に反射膜が施されている反射型レンズアレイである。この態様によっても、レンズアレイは、各レンズの有効径を変えることによる解像度低下を防ぎつつ好適に輝度ムラを抑制することができる。 In another aspect of the lens array, the lens array is a reflective lens array having a reflective film on the lens array surface. Also in this aspect, the lens array can suitably suppress the luminance unevenness while preventing the resolution deterioration due to changing the effective diameter of each lens.

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

[ヘッドアップディスプレイの構成]
図1(A)は、本発明における「映像投影装置」の一態様であるヘッドアップディスプレイの概略構成図である。ヘッドアップディスプレイは、ウィンドシールド25及びダッシュボード29を備える車両の搭乗者に虚像を視認させるシステムであって、主に、光源部1と、スクリーン2と、凹面鏡3と、を備える。
[Head-up display configuration]
FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a head-up display which is one aspect of the “image projection device” in the present invention. The head-up display is a system for allowing a passenger of a vehicle equipped with a windshield 25 and a dashboard 29 to visually recognize a virtual image, and mainly includes a light source unit 1, a screen 2, and a concave mirror 3.

光源部1は、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色のレーザ素子を有し、画像信号に基いて変調されたレーザの合成光を、MEMSミラーでスクリーン2上に走査する。 The light source unit 1 has laser elements of each color of red (R), green (G), and blue (B), and scans the combined light of the laser modulated based on the image signal on the screen 2 with a MEMS mirror. To do.

スクリーン2は、光源部1から光が照射された光の発散角を広げることで射出瞳を拡大する。スクリーン2は、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイである。スクリーン2から出射された光は、凹面鏡3に入射する。後述するように、スクリーン2には、マイクロレンズアレイの周期よりも大きな周期の位相構造が重畳されており、これによりマイクロレンズアレイにより発生させる回折光よりも回折角の小さい回折光を同時に発生させる。スクリーン2は、本発明における「透明基板」の一例である。以後では、スクリーン2が生成する中間像の横方向をX軸、縦方向をY軸、スクリーン2の入射面と垂直な方向をZ軸とし、各正方向を図示のように定める。 The screen 2 enlarges the exit pupil by widening the divergence angle of the light emitted from the light source unit 1. The screen 2 is a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged. The light emitted from the screen 2 is incident on the concave mirror 3. As will be described later, the screen 2 is superposed with a phase structure having a period larger than the period of the microlens array, whereby diffracted light having a diffraction angle smaller than that generated by the microlens array is simultaneously generated. .. The screen 2 is an example of the "transparent substrate" in the present invention. Hereinafter, the horizontal direction of the intermediate image generated by the screen 2 is defined as the X-axis, the vertical direction is defined as the Y-axis, and the direction perpendicular to the incident surface of the screen 2 is defined as the Z-axis, and each positive direction is defined as shown in the figure.

凹面鏡3は、スクリーン2から出射されたレーザ光を反射し、ウィンドシールド25へ到達させる。この場合、凹面鏡3は、レーザ光を反射することで、当該光が示す画像を拡大させる。凹面鏡3で反射されたレーザ光は、さらにウィンドシールド25で反射され、観察者の目へ到達する。これにより、観察者は、虚像を視認する。 The concave mirror 3 reflects the laser beam emitted from the screen 2 and causes it to reach the windshield 25. In this case, the concave mirror 3 reflects the laser beam to magnify the image indicated by the light. The laser beam reflected by the concave mirror 3 is further reflected by the windshield 25 and reaches the observer's eyes. As a result, the observer visually recognizes the virtual image.

なお、図1(A)に示すヘッドアップディスプレイの構成は一例であり、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。例えば、図1(B)に示すヘッドアップディスプレイでは、スクリーン2が反射型のマイクロレンズアレイとなっており、当該反射型マイクロレンズアレイにより、光源部1から照射された光の拡散角を広げることで射出瞳を拡大する構成であってもよい。他の例では、ヘッドアップディスプレイは、ウィンドシールド25とアイポイントPeとの間にコンバイナを設け、凹面鏡3で反射されたレーザ光をコンバイナで反射することで、光源部1のレーザ光をアイポイントPeへ到達させて虚像を運転者に視認させてもよい。 The configuration of the head-up display shown in FIG. 1A is an example, and the configuration to which the present invention can be applied is not limited to this. For example, in the head-up display shown in FIG. 1B, the screen 2 is a reflective microlens array, and the reflective microlens array widens the diffusion angle of the light emitted from the light source unit 1. It may be configured to enlarge the ejection pupil with. In another example, in the head-up display, a combiner is provided between the windshield 25 and the eye point Pe, and the laser light reflected by the concave mirror 3 is reflected by the combiner to make the laser light of the light source unit 1 an eye point. The virtual image may be visually recognized by the driver by reaching Pe.

[スクリーン]
(1)スクリーンの概略構成
図2は、スクリーン2のYZ平面での側面図を示す。図2に示すように、光源1からの光が入射されるスクリーン2の入射面には、Z軸方向の高さが異なるマイクロレンズ21(21H、21L)が交互に並べられたマイクロレンズアレイ20が形成されている。ここで、高段マイクロレンズ21Hは、低段マイクロレンズ21LよりもZ軸での頂点位置が高く、高段マイクロレンズ21Hと低段マイクロレンズ21Lとの間に段差が形成されている。なお、マイクロレンズ21の有効径及び開口数は、高段マイクロレンズ21Hか低段マイクロレンズ21Lかによらずに全て等しい。ここで、図2に示すように、高段マイクロレンズ21Hと低段マイクロレンズ21Lにより形成される凹凸の周期(「凹凸周期PC」とも呼ぶ。)は、マイクロレンズ21の周期(「レンズ周期PL」とも呼ぶ。)の整数倍である2倍となっている。
[screen]
(1) Schematic configuration of the screen FIG. 2 shows a side view of the screen 2 in the YZ plane. As shown in FIG. 2, the microlens array 20 in which microlenses 21 (21H, 21L) having different heights in the Z-axis direction are alternately arranged on the incident surface of the screen 2 on which the light from the light source 1 is incident. Is formed. Here, the high-stage microlens 21H has a higher apex position on the Z axis than the low-stage microlens 21L, and a step is formed between the high-stage microlens 21H and the low-stage microlens 21L. The effective diameter and numerical aperture of the microlens 21 are all the same regardless of whether the high-stage microlens 21H or the low-stage microlens 21L. Here, as shown in FIG. 2, the period of unevenness formed by the high-stage microlens 21H and the low-stage microlens 21L (also referred to as “unevenness period PC”) is the period of the microlens 21 (“lens period PL”). It is also called.), Which is an integral multiple of.

図3(A)は、スクリーン2の入射面における高低を表す図である。図3において、「高」と記載された矩形領域は高段マイクロレンズ21Hに相当し、「低」と記載された矩形領域は低段マイクロレンズ21Lに相当する。 FIG. 3A is a diagram showing the height of the screen 2 on the incident surface. In FIG. 3, the rectangular region described as “high” corresponds to the high-stage microlens 21H, and the rectangular region described as “low” corresponds to the low-stage microlens 21L.

図3(A)に示すように、高段マイクロレンズ21Hと低段マイクロレンズ21Lとは、X軸方向及びY軸方向のいずれも1つずつ交互に配列されており、X軸及びY軸に対して非対称となっている。そして、千鳥配置された2つの低段マイクロレンズ21Lと2つの高段マイクロレンズ21Hから形成される矩形領域(例えば枠70内の領域)は、マイクロレンズアレイ20の周期的な位相構造の単位構造(「基本ブロック」とも呼ぶ。)となる。各マイクロレンズ21は、本発明における「基本周期構造」を構成し、基本ブロックは、本発明における「第2周期構造」を構成する。 As shown in FIG. 3A, the high-stage microlens 21H and the low-stage microlens 21L are alternately arranged one by one in both the X-axis direction and the Y-axis direction, and are arranged on the X-axis and the Y-axis. On the other hand, it is asymmetric. The rectangular region (for example, the region in the frame 70) formed by the two staggered low-stage microlenses 21L and the two high-stage microlenses 21H is a unit structure having a periodic phase structure of the microlens array 20. (Also called a "basic block"). Each microlens 21 constitutes the "basic periodic structure" in the present invention, and the basic block constitutes the "second periodic structure" in the present invention.

図3(B)は、マイクロレンズアレイ20の基本ブロックを拡大した図であり、図3(C)は、低段マイクロレンズ21Lと高段マイクロレンズ21HとのZ軸方向での段差を示す図である。図3(B)に示すように、基本ブロックは、田の字状に4分割された構造を有し、対角する領域は同一構造であって隣接する領域は異なる構造となっている。言い換えると、基本ブロックは、中心位置を基準として点対称となっており、同一構造のレンズが千鳥配置されている。以後では、基本ブロックのX軸方向の幅を「Px」、Y軸方向の幅を「Py」とする。この場合、「m」をX軸方向における次数、「n」をY軸方向における次数とすると、基本ブロックに入射する波長「λ」の光のX軸方向における回折角「θx」は、一般的な光学的計算により FIG. 3B is an enlarged view of the basic block of the microlens array 20, and FIG. 3C is a diagram showing a step in the Z-axis direction between the low-stage microlens 21L and the high-stage microlens 21H. Is. As shown in FIG. 3B, the basic block has a structure divided into four in a rice field shape, and the diagonal regions have the same structure and the adjacent regions have different structures. In other words, the basic block is point-symmetrical with respect to the center position, and lenses having the same structure are staggered. Hereinafter, the width of the basic block in the X-axis direction is referred to as “Px”, and the width in the Y-axis direction is referred to as “Py”. In this case, assuming that "m" is the order in the X-axis direction and "n" is the order in the Y-axis direction, the diffraction angle "θx" in the X-axis direction of the light of the wavelength "λ" incident on the basic block is generally By optical calculation

Figure 0006791330
と表され、基本ブロックに入射する光のY軸方向における回折角「θy」は、
Figure 0006791330
The diffraction angle "θy" of the light incident on the basic block in the Y-axis direction is

Figure 0006791330
と表される。また、図3(B)に示すように、低段マイクロレンズ21Lと高段マイクロレンズ21HとのZ軸方向の段差を「Δ」とした場合、当該段差により生じる高段マイクロレンズ21Hの透過光と低段マイクロレンズ21Lの透過光との光路長差は、当該段差と同一距離の「Δ」となる。以後では、「Δ」を「段差Δ」又は「光路長差Δ」とも表記する。
Figure 0006791330
It is expressed as. Further, as shown in FIG. 3B, when the step in the Z-axis direction between the low-stage microlens 21L and the high-stage microlens 21H is set to “Δ”, the transmitted light of the high-stage microlens 21H generated by the step is “Δ”. The difference in optical path length between the low-stage microlens 21L and the transmitted light of the low-stage microlens 21L is “Δ”, which is the same distance as the step. Hereinafter, “Δ” is also referred to as “step Δ” or “optical path length difference Δ”.

(2)光強度分布の例
次に、スクリーン2の各マイクロレンズ21の回折光の光強度分布の例について図4及び図5を参照して説明する。
(2) Example of Light Intensity Distribution Next, an example of the light intensity distribution of the diffracted light of each microlens 21 of the screen 2 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4(A)は、マイクロレンズアレイ20に段差Δが設けられていないと仮定した場合(即ち、レンズアレイ成分のみを考慮した場合)のYZ平面での回折光を示す。また、図5(A)は、図4(A)の場合において、スクリーン2からアイポイントPeと同等の距離だけ離れた仮想的なXY平面(「基準面Ptag」とも呼ぶ。)における回折光の光強度分布を示す。 FIG. 4A shows diffracted light in the YZ plane when it is assumed that the microlens array 20 is not provided with a step Δ (that is, when only the lens array component is considered). Further, FIG. 5A shows the diffracted light in the virtual XY plane (also referred to as “reference plane Ptag”) separated from the screen 2 by the same distance as the eye point Pe in the case of FIG. 4A. Shows the light intensity distribution.

この場合、図5(A)に示すように、基準面Ptagでの各回折光の長径(「回折光サイズ」とも呼ぶ。)は、基準面Ptagでの各回折光の間隔(「回折光間隔」とも呼ぶ。)よりも短く、各回折光の間には隙間が生じている。この隙間が輝度ムラの原因となる。なお、図5(A)に示すように、X軸方向及びY軸方向における回折光間隔よりも、斜め方向における回折光間隔の方が広い。 In this case, as shown in FIG. 5A, the major axis of each diffracted light on the reference surface Ptag (also referred to as “diffracted light size”) is the interval of each diffracted light on the reference surface Ptag (“diffracted light interval”). It is shorter than that, and there is a gap between each diffracted light. This gap causes uneven brightness. As shown in FIG. 5A, the diffracted light interval in the oblique direction is wider than the diffracted light interval in the X-axis direction and the Y-axis direction.

図4(D)は、マイクロレンズアレイ20に段差Δが設けられていないと仮定した場合のXZ平面での回折光を示す。マイクロレンズ21のX方向のピッチPLxとビームのX方向における1次回折光の回折角度θxとの関係は、 FIG. 4D shows diffracted light in the XZ plane on the assumption that the microlens array 20 is not provided with the step Δ. The relationship between the pitch PLx in the X direction of the microlens 21 and the diffraction angle θx of the primary diffracted light in the X direction of the beam is

Figure 0006791330
と表される。
図4(E)は、マイクロレンズアレイ20に段差Δが設けられていないと仮定した場合のYZ平面での回折光を示す。 マイクロレンズ21のY方向のピッチPLyとビームのY方向における1次回折光の回折角度θyとの関係は、
Figure 0006791330
It is expressed as.
FIG. 4E shows diffracted light in the YZ plane assuming that the microlens array 20 is not provided with a step Δ. The relationship between the pitch PLy of the microlens 21 in the Y direction and the diffraction angle θy of the first-order diffracted light in the Y direction of the beam is

Figure 0006791330
と表される。
したがって、マイクロレンズから−Z方向に距離「d」だけ離れた仮想的なXY平面での回折光のX方向における間隔「x」は、
Figure 0006791330
It is expressed as.
Therefore, the distance "x" in the X direction of the diffracted light in the virtual XY plane separated by the distance "d" in the −Z direction from the microlens is

Figure 0006791330
と表され、同様に、マイクロレンズから−Z方向に距離「d」だけ離れた仮想的なXY平面での回折光のY方向における間隔「y」は、
Figure 0006791330
Similarly, the distance "y" in the Y direction of the diffracted light in the virtual XY plane separated by the distance "d" in the −Z direction from the microlens is

Figure 0006791330
と表される。
Figure 0006791330
It is expressed as.

さらに、光源部1から投影されて、マイクロレンズアレイ20上に集光される光の集光角度の全角を「2α」とした場合、視点位置でのビームサイズ「w」は、 Further, when the full angle of the focusing angle of the light projected from the light source unit 1 and focused on the microlens array 20 is "2α", the beam size "w" at the viewpoint position is

Figure 0006791330
と表される。
なお、前記集光角度の全角「2α」および視点位置でのビームサイズ「w」は、幾何光学的に計算されるビームの輪郭から算出してもよいが、レーザビームの強度分布がガウシアン分布をしており、視点位置における光強度分布の半値全幅が幾何光学的に計算されるビームの輪郭より小さい場合、前記集光角度の全角「2α」はレーザビーム強度分布の半値全幅における集光角度の全角、ビームサイズ「w」は視点位置におけるビーム強度分布の半値全幅として考えても良い。
Figure 0006791330
It is expressed as.
The full width "2α" of the focusing angle and the beam size "w" at the viewpoint position may be calculated from the contour of the beam calculated geometrically and optically, but the intensity distribution of the laser beam has a Gaussian distribution. When the full width at half maximum of the light intensity distribution at the viewpoint position is smaller than the contour of the beam calculated geometrically and optically, the full width "2α" of the focusing angle is the focusing angle at the half width of the laser beam intensity distribution. The full width and beam size "w" may be considered as the full width at half maximum of the beam intensity distribution at the viewpoint position.

図5(D)は、図4(D)および図4(E)の場合において、スクリーン2から距離d離れた位置での仮想的なXY平面における回折光の光強度分布を示す。 図5(D)から、前記仮想的なXY平面における回折光の間隔が最大となるのは、斜め方向に相対する回折光であり、それら回折光の間隔「u」は、 5 (D) shows the light intensity distribution of the diffracted light in the virtual XY plane at a position d away from the screen 2 in the cases of FIGS. 4 (D) and 4 (E). From FIG. 5D, it is the diffracted light that faces in the oblique direction that maximizes the interval of the diffracted light in the virtual XY plane, and the interval “u” of the diffracted light is

Figure 0006791330
と表される。
このとき、前記斜め方向に相対する回折光の隙間「s」は、斜め方向のビームサイズを「w」としたときに、
Figure 0006791330
It is expressed as.
At this time, the gap "s" of the diffracted light facing the diagonal direction is defined as "w" when the beam size in the diagonal direction is "w".

Figure 0006791330
と表される。また、斜め方向におけるレーザビーム集光角度の全角を「2α」とし、式(9)に式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)を代入すると、回折光の最大隙間sは
Figure 0006791330
It is expressed as. Further, assuming that the total angle of the laser beam focusing angle in the oblique direction is "2α", the equations (3), (4), (5), (6), and (7) are substituted into the equation (9). , The maximum gap s of diffracted light is

Figure 0006791330
と表される。この値が
Figure 0006791330
It is expressed as. This value is

Figure 0006791330
となる場合、すなわち
Figure 0006791330
That is,

Figure 0006791330
を満たすときに、仮想的なXY平面において回折光の間に光が存在しない領域が存在し、輝度ムラが顕著となる。このように、マイクロレンズアレイ20に段差Δが設けられていないと仮定した場合は、光源部1から投影される光の集光角αが小さい場合、または、マイクロレンズ21のピッチが小さい場合の輝度ムラが顕著な状態になることがわかる。
Figure 0006791330
When the condition is satisfied, there is a region where no light exists between the diffracted lights in the virtual XY plane, and the luminance unevenness becomes remarkable. As described above, when it is assumed that the microlens array 20 is not provided with the step Δ, the light focusing angle α projected from the light source unit 1 is small, or the pitch of the microlens 21 is small. It can be seen that the brightness unevenness becomes remarkable.

図4(B)は、マイクロレンズアレイ20の段差成分のみを考慮した場合のYZ平面での回折光を示す。図5(B)は、図4(B)の場合において、基準面Ptagにおける回折光の光強度分布を示す。なお、図4(B)及び図5(B)の例では、段差(即ち光路差)Δを、「(N±0.283)λ」(「N」は0以上の整数)に設定している。 FIG. 4B shows the diffracted light in the YZ plane when only the step component of the microlens array 20 is considered. FIG. 5 (B) shows the light intensity distribution of the diffracted light on the reference plane Ptag in the case of FIG. 4 (B). In the examples of FIGS. 4 (B) and 5 (B), the step (that is, the optical path difference) Δ is set to “(N ± 0.283) λ” (“N” is an integer of 0 or more). There is.

この場合、図5(B)に示すように、次数m及びnが「0」となる回折光(「0次回折光」とも呼ぶ。)と次数m及びnが「±1」となる回折光(「1次回折光」とも呼ぶ。)が同一強度で発生し、次数mまたはnの少なくとも一方が「0」以外の偶数となる回折光(「偶数次回折光」とも呼ぶ。)は発生しない。また、次数が高くなるほど、回折光の強度が小さくなる。これらの理論上の根拠については、「(3)回折効率の解析」のセクションで詳しく説明する。また、後述するように、0次光と1次光の回折効率の配分は、光路長差Δにより調整することが可能である。 In this case, as shown in FIG. 5B, the diffracted light having the order m and n of "0" (also referred to as "0th order diffracted light") and the diffracted light having the order m and n of "± 1" (also referred to as "0th order diffracted light"). (Also referred to as “first-order diffracted light”) is generated with the same intensity, and diffracted light in which at least one of the order m or n is an even number other than “0” (also referred to as “even-order diffracted light”) is not generated. Further, the higher the order, the lower the intensity of the diffracted light. These theoretical grounds will be described in detail in the section "(3) Analysis of Diffraction Efficiency". Further, as will be described later, the distribution of the diffraction efficiency of the 0th-order light and the 1st-order light can be adjusted by the optical path length difference Δ.

図4(C)は、図4(A)、(B)の各成分を合わせた場合のマイクロレンズアレイ20のYZ平面における回折光を示す。また、図5(C)は、図4(C)の場合において、基準面Ptagにおける回折光の光強度分布を示す。なお、図5(C)では、見分けやすさのため、0次回折光の色を1次回折光よりも濃く描いている。 FIG. 4C shows diffracted light in the YZ plane of the microlens array 20 when the components of FIGS. 4A and 4B are combined. Further, FIG. 5 (C) shows the light intensity distribution of the diffracted light on the reference plane Ptag in the case of FIG. 4 (C). In FIG. 5C, the color of the 0th-order refracted light is drawn darker than that of the 1st-order diffracted light for easy identification.

図5(C)に示すように、この場合、基準面Ptagには、図5(A)に示される回折光の分布に相当する0次回折光が分布すると共に、各0次回折光の斜め4方向のそれぞれに1次回折光が配置されている。即ち、この場合、段差を設けない図4(A)及び図5(A)の例と比較して、回折光間隔が最も広くなる斜めの各隙間に1次回折光が挿入される。従って、この例では、回折光間隔を少ない回折光で効率的に埋めることができる。 As shown in FIG. 5 (C), in this case, the 0th-order diffracted light corresponding to the distribution of the diffracted light shown in FIG. 5 (A) is distributed on the reference plane Ptag, and the 0th-order diffracted light is distributed in four diagonal directions. The first-order diffracted light is arranged in each of the above. That is, in this case, the primary diffracted light is inserted into each of the diagonal gaps where the diffracted light interval is widest as compared with the examples of FIGS. 4 (A) and 5 (A) in which no step is provided. Therefore, in this example, the diffracted light interval can be efficiently filled with a small amount of diffracted light.

また、凹凸周期PCがレンズ周期PLの整数倍(ここでは2倍)に設定されていることにより、回折光は、基準面Ptag上で規則正しく配列され、視点位置における光強度分布を均一に近付けることができる。また、一般に、複数の周期構造を組み合わせる場合、周期構造の繰り返し周期がそれぞれ異なると、周期の差分によりモアレ縞が発生する。また、同一周期や定数倍の周期を組み合わせる場合でも、位置関係がずれるとモアレ縞が発生する。これに対し、本実施例では、レンズ周期PLに対し定数倍の周期となる凹凸周期PCを付与することで、マイクロレンズ21の個々の周期と付与された定数倍の周期との不整合が発生しない。よって、本実施例ではモアレ縞を好適に抑制することができる。 Further, since the uneven period PC is set to an integral multiple (here, 2 times) of the lens period PL, the diffracted light is regularly arranged on the reference plane Ptag, and the light intensity distribution at the viewpoint position is uniformly approached. Can be done. Further, in general, when a plurality of periodic structures are combined, if the repeating periods of the periodic structures are different, moire fringes occur due to the difference in the periods. Further, even when the same period or the period of a constant multiple is combined, moire fringes occur when the positional relationship is deviated. On the other hand, in the present embodiment, by imparting a concavo-convex period PC having a period of a constant multiple of the lens period PL, an inconsistency occurs between the individual period of the microlens 21 and the applied period of the constant multiple. do not do. Therefore, in this embodiment, moire fringes can be suitably suppressed.

(3)回折効率の解析
次に、スクリーン2の回折光の回折効率について説明する。図3(B)に示す基本ブロックを有する位相構造を通過した波長λの透過光の回折効率「I(m、n)」は、図3に示すPx、Py、Δを用いて、以下の一般式(13)により表される。
(3) Analysis of Diffraction Efficiency Next, the diffraction efficiency of the diffracted light of the screen 2 will be described. The diffraction efficiency “I (m, n)” of the transmitted light having the wavelength λ passing through the phase structure having the basic block shown in FIG. 3 (B) is determined by using Px, Py, and Δ shown in FIG. It is represented by the formula (13).

Figure 0006791330
ここで、「A(x、y)」は強度分布、「φ(x、y)」は1周期分の位相分布(即ち光路長差分布)をそれぞれ示し、これらは以下の式(14)、(15)により表される。
Figure 0006791330
Here, "A (x, y)" indicates the intensity distribution, and "φ (x, y)" indicates the phase distribution for one cycle (that is, the optical path length difference distribution), which are expressed in the following equations (14). It is represented by (15).

Figure 0006791330
Figure 0006791330

Figure 0006791330
そして、式(13)の回折効率I(m、n)に対し、式(14)のA(x、y)及び式(15)のφ(x、y)を代入すると、以下の式(16)が得られる。
Figure 0006791330
Then, when A (x, y) of the formula (14) and φ (x, y) of the formula (15) are substituted for the diffraction efficiency I (m, n) of the formula (13), the following formula (16) is substituted. ) Is obtained.

Figure 0006791330
ここで、式(16)において、破線の下線が引かれた項の値は、「m=0」かつ「n=0」のときのみ「1」となり、それ以外では「0」となる。また、一点鎖線の下線が引かれた項の値は、光路差Δに対してλの周期で値が0〜1の間で変動する。また、二点鎖線の下線が引かれた項の値は、「m」、「n」のいずれかが偶数の場合に「0」となり、「m」、「n」の絶対値が大きくなるほど絶対値が小さくなる。
Figure 0006791330
Here, in the equation (16), the value of the item underlined by the broken line is "1" only when "m = 0" and "n = 0", and is "0" in other cases. Further, the value of the underlined term of the alternate long and short dash line fluctuates between 0 and 1 in the period of λ with respect to the optical path difference Δ. The value of the underlined term of the alternate long and short dash line is "0" when either "m" or "n" is an even number, and the larger the absolute value of "m" or "n", the more absolute it is. The value becomes smaller.

そして、0次回折光の回折効率は、式(16)に「m=0」かつ「n=0」を代入することで得られ、以下の式(17)により表される。 The diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light is obtained by substituting "m = 0" and "n = 0" into the equation (16), and is expressed by the following equation (17).

Figure 0006791330
同様に、1次回折光の回折効率は、式(16)に「m、n=±1」を代入することで得られ、いずれも以下の式(18)により表される。
Figure 0006791330
Similarly, the diffraction efficiency of the primary diffracted light is obtained by substituting "m, n = ± 1" into the equation (16), both of which are expressed by the following equation (18).

Figure 0006791330
そして、式(16)によれば、偶数次回折光の回折効率は「0」となり、回折光の次数が高くなるほど、回折光の回折効率が小さくなることが把握される。
Figure 0006791330
Then, according to the equation (16), the diffraction efficiency of the even-order diffracted light becomes "0", and it is understood that the higher the order of the diffracted light, the lower the diffraction efficiency of the diffracted light.

図6は、式(16)に基づき算出した回折効率と、光路長差Δをλで除して正規化した正規化光路長差との関係を示す。ここで、グラフ「G0」は0次回折光の回折効率を示し、グラフ「G1」は1次回折光の個々の回折効率を示し、グラフ「G1A」は4つの1次回折光の回折効率を合計した回折効率を示し、グラフ「G01A」は0次回折光の回折効率及び4つの1次回折光の回折効率を合計した回折効率を示す。 図6に示すように、光路長差Δが「(N±0.283)λ」となる場合(条件[1]参照)、0次回折光と4つの1次回折光の回折効率を合計した回折効率はそれぞれ「0.3965」で等しく、これらの合計の回折効率は「0.793」となり、残りの微小な回折効率は奇数次で3次以上の高次回折光に配分される。この場合には、図4(C)及び図5(C)で説明したように、0次回折光の斜め4方向のそれぞれに1次回折光が照射されるため、回折光間の隙間を好適に埋めることができる。 FIG. 6 shows the relationship between the diffraction efficiency calculated based on the equation (16) and the normalized optical path length difference normalized by dividing the optical path length difference Δ by λ. Here, the graph "G0" shows the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light, the graph "G1" shows the individual diffraction efficiency of the 1st-order diffracted light, and the graph "G1A" shows the diffraction efficiency of the four first-order diffracted lights. The efficiency is shown, and the graph "G01A" shows the diffraction efficiency which is the sum of the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light and the diffraction efficiency of the four first-order diffracted light. As shown in FIG. 6, when the optical path length difference Δ is “(N ± 0.283) λ” (see condition [1]), the diffraction efficiency is the sum of the diffraction efficiencies of the 0th-order diffracted light and the 4th-order diffracted light. Are equal at "0.3965", the total diffraction efficiency of these is "0.793", and the remaining minute diffraction efficiency is distributed to higher-order diffracted light of odd-order and third-order or higher. In this case, as described with reference to FIGS. 4 (C) and 5 (C), the primary diffracted light is irradiated in each of the four diagonal directions of the 0th-order diffracted light, so that the gap between the diffracted lights is preferably filled. be able to.

また、光路長差Δが「(N±0.377λ)となる場合(条件[2]参照)には、0次回折光の回折効率と1次回折光の個々の回折効率がそれぞれ「0.141」で等しく、これらの合計回折効率は、「0.705」となり、残りの微小な回折効率は奇数次で3次以上の高次回折光に配分される。 When the optical path length difference Δ is “(N ± 0.377λ) (see condition [2]), the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light and the individual diffraction efficiency of the 1st-order diffracted light are“ 0.141 ”, respectively. The total diffraction efficiency of these is "0.705", and the remaining minute diffraction efficiency is distributed to higher-order diffracted light of odd-order and third-order or higher.

また、光路長差Δが「(N±0.5)λ」となる場合(条件[3]参照)には、0次回折光の回折効率は「0」となり、4つある1次回折光の回折効率はそれぞれ「0.164」で合計「0.657」となり、残りの微小な回折効率は奇数次で3次以上の高次回折光に配分される。 When the optical path length difference Δ is “(N ± 0.5) λ” (see condition [3]), the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light is “0”, and the diffraction of the four first-order diffracted light is diffracted. The efficiencies are "0.164", which is a total of "0.657", and the remaining minute diffraction efficiencies are distributed to higher-order diffraction light of odd-order and third-order or higher.

図7は、光路長差Δが「(N±0.5)λ」となる場合の基準面Ptagでの回折光の強度分布を示す。 FIG. 7 shows the intensity distribution of the diffracted light on the reference plane Ptag when the optical path length difference Δ is “(N ± 0.5) λ”.

光路長差Δが「(N±0.5)λ」となる場合、0次回折光の強度は「0」となる。そして、図7の例では、基準面Ptagは、1次回折光により略均等に隙間なく埋められているが、凹凸周期PCがレンズ周期PLの2倍に設定されている場合は、凹凸周期PCによる回折光間隔がレンズ周期PLによる回折光間隔の半分となるため、レンズ周期PLによる回折光のそれぞれに対して発生する凹凸周期PCによる1次回折光が同一位置で重なってしまう。この結果、見かけ上の回折光の数は、段差がない場合と同じになり、回折光間隔も、段差がない場合と同一になる。よって、この例では、回折光間の隙間に起因した輝度ムラを抑制することができないため、好ましくない。従って、本実施例のように、レンズ周期PLに対して凹凸周期PCを2倍とした場合は、光路長差Δを「N±0.283λ」として、凹凸周期PCで発生する0次光の回折効率と、重なった4つの1次回折光の回折効率を合計した回折効率を等しくすることが好適である。 When the optical path length difference Δ is “(N ± 0.5) λ”, the intensity of the 0th-order diffracted light is “0”. Then, in the example of FIG. 7, the reference surface Ptag is filled with the primary diffracted light substantially evenly and without gaps, but when the unevenness cycle PC is set to twice the lens cycle PL, the unevenness cycle PC is used. Since the diffracted light interval is half of the diffracted light interval due to the lens period PL, the primary diffracted light generated by the uneven period PC for each of the diffracted light due to the lens period PL overlaps at the same position. As a result, the apparent number of diffracted lights is the same as when there is no step, and the diffracted light interval is also the same as when there is no step. Therefore, in this example, it is not possible to suppress the uneven brightness caused by the gap between the diffracted lights, which is not preferable. Therefore, when the concave-convex period PC is doubled with respect to the lens period PL as in this embodiment, the optical path length difference Δ is set to “N ± 0.283λ”, and the 0th-order light generated in the uneven period PC It is preferable to make the diffraction efficiency equal to the total diffraction efficiency of the four overlapping primary diffracted lights.

(4)波長と周期構造との関係
光源部1は、R、G、Bのそれぞれ異なる波長の光を出射するため、RGBのいずれの波長を基準として低段マイクロレンズ21Lと高段マイクロレンズ21Hとの段差Δを設計するかが問題となる。これについて説明する。
(4) Relationship between wavelength and periodic structure Since the light source unit 1 emits light having different wavelengths of R, G, and B, the low-stage microlens 21L and the high-stage microlens 21H are based on any of the RGB wavelengths. The problem is whether to design the step Δ with. This will be described.

一般に、マイクロレンズアレイ20で発生する回折光の回折角は、波長が長いほど大きくなるため、波長が長いほど回折光間隔(図5(A)参照)が広くなる。また、回折光サイズは、光源部1の開口数で決まり、波長には依存しない。以上のことから、波長が長い光ほど、回折光間隔は広くなる。 In general, the diffraction angle of the diffracted light generated by the microlens array 20 becomes larger as the wavelength is longer, so that the diffracted light interval (see FIG. 5A) becomes wider as the wavelength is longer. The diffracted light size is determined by the numerical aperture of the light source unit 1 and does not depend on the wavelength. From the above, the longer the wavelength of light, the wider the diffracted light interval.

図8(A)は、青色光(波長435.8nm)の場合の基準面Ptagにおける回折光の強度分布を示し、図8(B)は、緑色光(546.1nm)の場合の基準面Ptagにおける強度分布を示し、図8(C)は、赤色光(700nm)の場合の基準面Ptagにおける強度分布を示す。図8(A)〜(C)に示すように、波長が最も短い青色光の場合に、回折光間隔が最も短くなり、波長が最も長い赤色光の場合に、回折光間隔が最も長くなる。 FIG. 8 (A) shows the intensity distribution of the diffracted light on the reference surface Ptag in the case of blue light (wavelength 435.8 nm), and FIG. 8 (B) shows the intensity distribution of the diffracted light in the case of green light (wavelength 438.1 nm). 8 (C) shows the intensity distribution on the reference plane Ptag in the case of red light (700 nm). As shown in FIGS. 8A to 8C, the diffracted light interval is the shortest in the case of blue light having the shortest wavelength, and the diffracted light interval is the longest in the case of red light having the longest wavelength.

以上を勘案し、第1の好適な例では、回折光間隔が最も長くなる波長(即ち赤色光の波長)に応じて段差Δを設定する。これにより、R、G、Bのいずれのレーザ光においても回折光の強度分布に隙間が生じるのを防ぎ、輝度ムラを好適に抑制することができる。 In consideration of the above, in the first preferred example, the step Δ is set according to the wavelength at which the diffracted light interval is the longest (that is, the wavelength of red light). As a result, it is possible to prevent gaps in the intensity distribution of the diffracted light in any of the R, G, and B laser beams, and to suitably suppress the uneven brightness.

一方、回折光間隔が波長ごとに大差ない場合には、第2の好適な例として、視感度の最も高い波長(即ち緑色光の波長)に応じて段差Δを設定するとよい。また、第3の好適な例として、回折光間隔と視感度の両方を勘案し、最も長い波長と最も視感度の高い波長の中間の波長に応じて段差Δを設定してもよい。 On the other hand, when the diffracted light interval does not differ greatly for each wavelength, as a second preferred example, it is preferable to set the step Δ according to the wavelength having the highest visual sensitivity (that is, the wavelength of green light). Further, as a third preferred example, the step Δ may be set according to the wavelength between the longest wavelength and the wavelength having the highest luminosity factor in consideration of both the diffracted light interval and the luminosity factor.

ここで、段差(光路長差)Δを規定する整数Nの設定方法について説明する。段差Δは整数Nが大きいほど大きくなる。また、式(16)の回折効率の定義を参照すると、段差Δが大きいほど、RGBごとの0次回折光と1次回折光との回折効率比が大きく変わることがわかる。即ち、段差Δを大きくするほど、波長変動に伴う回折効率の変化が大きくなる。以上を勘案し、整数Nを「0」または「1」に設定し、段差Δをなるべく短くすることが好ましい。 Here, a method of setting an integer N that defines a step (optical path length difference) Δ will be described. The step Δ becomes larger as the integer N is larger. Further, referring to the definition of the diffraction efficiency in the equation (16), it can be seen that the larger the step Δ, the larger the diffraction efficiency ratio between the 0th-order diffracted light and the 1st-order diffracted light for each RGB. That is, the larger the step Δ, the larger the change in diffraction efficiency due to wavelength fluctuation. In consideration of the above, it is preferable to set the integer N to "0" or "1" and make the step Δ as short as possible.

以上説明したように、本実施例に係るスクリーン2のマイクロレンズアレイ20は、スクリーン2の入射面上に形成された、有効径が同一であって透過光に対し光路長差Δを生じさせる構造を有する高段マイクロレンズ21H及び低段マイクロレンズ21Lを有する。ここで、高段マイクロレンズ21H及び低段マイクロレンズ21Lは、上記有効径に基づく間隔で配置されることにより、レンズ周期PLの基本周期構造を構成する。また、高段マイクロレンズ21H及び低段マイクロレンズ21Lは、光路長差を生じさせる構造を有するレンズの組合せによる基本ブロックを構成する。基本ブロックに基づく凹凸周期PCは、レンズ周期PLの整数倍となる。この構成により、マイクロレンズアレイ20は、各レンズの有効径を変えることによる解像度低下を防ぎつつ好適に輝度ムラを抑制することができる。

[変形例]
次に、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下に示す変形例は、組み合わせて上述の実施例に適用されてもよい。
As described above, the microlens array 20 of the screen 2 according to the present embodiment has a structure formed on the incident surface of the screen 2 having the same effective diameter and causing an optical path length difference Δ with respect to transmitted light. It has a high-stage microlens 21H and a low-stage microlens 21L. Here, the high-stage microlens 21H and the low-stage microlens 21L are arranged at intervals based on the effective diameter to form a basic periodic structure of the lens period PL. Further, the high-stage microlens 21H and the low-stage microlens 21L form a basic block by combining lenses having a structure that causes an optical path length difference. The uneven period PC based on the basic block is an integral multiple of the lens period PL. With this configuration, the microlens array 20 can suitably suppress luminance unevenness while preventing a decrease in resolution due to changing the effective diameter of each lens.

[Modification example]
Next, a modification suitable for the above-described embodiment will be described. The modifications shown below may be applied in combination to the above-described examples.

(変形例1)
図3に示すスクリーン2の正面図では、低段マイクロレンズ21Lと高段マイクロレンズ21Hとが1つずつ交互に配置されていた。これに代えて、低段マイクロレンズ21Lと高段マイクロレンズ21Hとが所定個数ずつ交互に配置されていてもよい。
(Modification example 1)
In the front view of the screen 2 shown in FIG. 3, the low-stage microlens 21L and the high-stage microlens 21H were alternately arranged one by one. Instead of this, a predetermined number of low-stage microlenses 21L and high-stage microlenses 21H may be alternately arranged.

図9(A)は、変形例に係るスクリーン2AのXY平面での側面図を示す。また、図9(B)は、高段マイクロレンズ21Hを「高」、低段マイクロレンズ21Lを「低」として表したスクリーン2Aの正面図を示す。さらに、図9(C)は、図9(A)、(B)の場合のマイクロレンズアレイ20の基本ブロックを示す。 FIG. 9A shows a side view of the screen 2A according to the modified example in the XY plane. Further, FIG. 9B shows a front view of the screen 2A in which the high-stage microlens 21H is represented as “high” and the low-stage microlens 21L is represented as “low”. Further, FIG. 9C shows a basic block of the microlens array 20 in the case of FIGS. 9A and 9B.

図9の例では、高段マイクロレンズ21Hと低段マイクロレンズ21Lとは、それぞれ、縦2列横2列の塊ごとに交互に並べられており、当該塊の各々は、千鳥配置されている。そして、図9(C)示す基本ブロックは、実施例と同様に、X軸及びY軸に対して非対称、かつ、中心に対して点対称となっている。そして、図9(A)に示すように、この場合の凹凸周期PCは、レンズ周期PLの整数倍である4倍となっている。よって、スクリーン2Aは、スクリーン2と同様に、マイクロレンズアレイ20により発生させる回折光よりも回折角の小さい回折光を好適に発生させることができる。 In the example of FIG. 9, the high-stage microlens 21H and the low-stage microlens 21L are alternately arranged in two vertical rows and two horizontal rows, respectively, and each of the clusters is staggered. .. The basic block shown in FIG. 9C is asymmetric with respect to the X-axis and the Y-axis and point-symmetric with respect to the center, as in the embodiment. Then, as shown in FIG. 9A, the unevenness period PC in this case is 4 times, which is an integral multiple of the lens period PL. Therefore, like the screen 2, the screen 2A can preferably generate diffracted light having a diffraction angle smaller than that of the diffracted light generated by the microlens array 20.

次に、変形例1が、より好適である理由を図10および図11を用いて説明する。 Next, the reason why the modified example 1 is more suitable will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

図10(A)は、実施例1に相当する構成であって、マイクロレンズアレイ20に、レンズ周期PLに対して2倍周期となる凹凸周期PCで段差を設けた場合のYZ平面における回折光を、また、図11(A)は、基準面Ptagにおける回折光の光強度分布を示す。この場合、凹凸周期PCにより発生する1次回折光が、レンズ周期PLにより発生する回折光のちょうど中間に発生してビームの隙間を埋めることで輝度ムラを低減している。しかしながら、この場合、図11(B)に示すように、レンズ周期PLにより発生する互いに隣接した回折光に対して各々発生する凹凸周期PCによる1次回折光が同一位置で重なってしまうため、本来は、レンズ周期PLにより発生する回折光の個々に対して、凹凸周期PCにより、例えば1次回折光として、(+1、+1次光)、(−1、+1次光)、(−1、−1次光)、(−1、+1次光)といった合計4個の回折光が発生しているのに対して、見かけ上の回折光の数が少なく見えてしまい、より多くの回折光を敷き詰めて基準面Ptagの光強度分布を均一にするという効果が半減してしまっている。凹凸周期PCにより発生する1次回折光が重なることを防ぐためには、凹凸周期PCをレンズ周期PLの3倍以上として、1次回折光の回折角度をレンズ周期PLにより発生する回折光の角度間隔に対して1/3以下とすることが好ましい。
このような課題を考慮し、変形例1では、レンズ周期PLに対して4倍周期となる凹凸周期PCで段差を設け、より多くの回折光を基準面Ptagに敷き詰めることとした。
図10(B)は、マイクロレンズアレイ20に、レンズ周期PLに対して4倍周期となる凹凸周期PCで段差を設けた場合のYZ平面での回折光を示し、図12(A)は、その際の基準面Ptagにおける回折光の光強度分布を示す。この場合、図12(B)に示すように、レンズ周期PLにより発生する互いに隣接した回折光に対して各々発生する凹凸周期PCによる1次回折光の位置をずらすことができる。すなわち、基準面Ptagにおいて、より多くの回折光を敷き詰めることができるため、好ましい。
ここで、レンズ周期PLに対して4倍周期となる凹凸周期PCを設けることが好適な理由について説明する。輝度ムラを低減するには凹凸周期PCによって生じる1次回折光の回折光強度が同一であることが望ましいが、そのためには低段部分と高段部分の面積を同一とすることが好ましい。またここで、凹凸周期PCをレンズ周期PLの奇数倍として設計を行うと、図10(C)に示すように、段差がレンズ面内に入る設計となる。段差を含むレンズでは、段差のダレや製造誤差等により、段差の無いレンズ部との特性に差が出てしまい、それが輝度ムラの原因となるため、好ましくない。すなわち、変形例1の凹凸周期PCは、レンズ周期PLの偶数倍である必要があり、かつ先に述べているように3倍以上である必要があるため、両者の条件を勘案して4倍とすることで、段差がレンズ面内に入ることなく、かつ、凹凸周期PCにより発生する1次回折光が同一位置で重ならないようにすることが可能となる。さらに、凹凸周期PCを6倍や8倍としても同様の効果を得ることができるが、その場合は、図13に示すように、凹凸周期PCにより発生する1次回折光が、レンズ周期PLにより発生する回折光に近接して発生してしまうため、回折光全体でみた場合に、回折の間隔が不均一になってしまう。すなわち、凹凸周期PCの周期はレンズ周期PLの4倍程度が好ましい。
また、段差で発生する光路長差Δは、レンズ周期PLや、光源部1から投影される光の集光角度αの大きさに応じて設計の条件を使い分けることが望ましい。
レンズ周期PLを細かくする必要がある場合や、光源部1から投影される光の集光角度αを比較的小さくする必要がある場合に対しては、段差で発生する光路長差Δを「N±0.377λ」とすること(図6、条件[2]参照)が好適である。この場合、段差周期PCにより発生する0次回折光の回折効率と、1次回折光の個々の回折効率が「0.141」で等しくなるため、0次回折光と4つの1次回折光を利用して、より多くの均一な強度の回折光を敷き詰めることができという点で好ましい。
さらに、レンズ周期PLを比較的粗くできる場合や、光源部1から投影される光の集光角度αを比較的大きくできる場合に対して好適な例が存在する。説明のため、X軸とY軸の交点を原点Oとし、凹凸周期PCにより発生する0次回折光の中心を基準としたときに、(+1、+1)次光および(−1、−1)次光が発生する方向をR軸として設定し、(+1、+1)次光が発生する方向を正とする。同様に、(−1、+1)次光および(+1、−1)次光が発生する方向をS軸として設定し、(−1、+1)次光が発生する方向を正とする。図10(D)は、回折光の最大隙間がゼロとなるように、光源部1の集光角度αを比較的大きく設定した場合におけるRZ平面上での回折光を示し、図14(A)はその際の、視点位置Ptagにおける光強度分布を示す。
図14(B)は、レンズ周期PLによる回折光の1つに対して発生する凹凸周期PCによる4つの1次回折光を示す。図14(B)では、4つの1次回折光に隙間が発生しないよう、R軸、S軸方向に相対する1次回折光が接するようにプロジェクタの集光角度が決められている。このような設計を行うことで、視点位置Ptagにおいて、光が存在しない領域を無くすことができる。
ここで、図14(B)において、4つの1次回折光で形成されるビーム群のR軸、S軸方向における幅が、レンズ周期PLにより発生する回折光サイズに対して、ちょうど2倍になっていることから、
FIG. 10A shows a configuration corresponding to the first embodiment, in which the diffracted light in the YZ plane is provided in the microlens array 20 with a step on the concave-convex period PC having a period twice that of the lens period PL. 11 (A) shows the light intensity distribution of the diffracted light on the reference plane Ptag. In this case, the primary diffracted light generated by the concave-convex period PC is generated just in the middle of the diffracted light generated by the lens period PL to fill the gap between the beams, thereby reducing the luminance unevenness. However, in this case, as shown in FIG. 11B, the primary diffracted light generated by the uneven period PC is overlapped at the same position with respect to the diffracted light generated by the lens period PL and adjacent to each other. For each of the diffracted light generated by the lens period PL, the concavo-convex period PC, for example, as the first diffracted light, (+1, + 1st order light), (-1, + 1st order light), (-1, -1st order) While a total of four diffracted lights such as light) and (-1, +1 order light) are generated, the apparent number of diffracted lights seems to be small, and more diffracted lights are spread over the reference. The effect of making the light intensity distribution of the surface Ptag uniform has been halved. In order to prevent the primary diffracted light generated by the uneven period PC from overlapping, the uneven period PC is set to 3 times or more the lens period PL, and the diffraction angle of the primary diffracted light is set with respect to the angular interval of the diffracted light generated by the lens period PL. It is preferably 1/3 or less.
In consideration of such a problem, in the first modification, a step is provided by a concave-convex cycle PC having a cycle of 4 times the lens cycle PL, and more diffracted light is spread on the reference plane Ptag.
FIG. 10B shows the diffracted light on the YZ plane when the microlens array 20 is provided with a step on the concave-convex cycle PC having a period four times the lens period PL, and FIG. 12A shows. The light intensity distribution of the diffracted light on the reference plane Ptag at that time is shown. In this case, as shown in FIG. 12B, the position of the primary diffracted light generated by the uneven period PC can be shifted with respect to the diffracted light generated by the lens period PL and adjacent to each other. That is, it is preferable because more diffracted light can be spread on the reference plane Ptag.
Here, the reason why it is preferable to provide the concave-convex cycle PC having a 4 times cycle with respect to the lens cycle PL will be described. In order to reduce the luminance unevenness, it is desirable that the diffracted light intensity of the primary diffracted light generated by the uneven period PC is the same, but for that purpose, it is preferable that the areas of the low-stage portion and the high-stage portion are the same. Further, if the concave-convex cycle PC is designed as an odd multiple of the lens cycle PL, the step is designed to be within the lens surface as shown in FIG. 10 (C). A lens containing a step is not preferable because the characteristics of the lens portion having no step are different from those of the lens portion having no step due to sagging of the step, manufacturing error, and the like, which causes uneven brightness. That is, the concave-convex period PC of the first modification needs to be an even multiple of the lens period PL, and also needs to be 3 times or more as described above. Therefore, it is 4 times in consideration of both conditions. By doing so, it is possible to prevent the step from entering the lens surface and to prevent the primary diffracted light generated by the uneven period PC from overlapping at the same position. Further, the same effect can be obtained by setting the unevenness period PC to 6 times or 8 times, but in that case, as shown in FIG. 13, the primary diffracted light generated by the uneven period PC is generated by the lens period PL. Since it is generated in the vicinity of the diffracted light, the diffracted interval becomes non-uniform when viewed as a whole diffracted light. That is, the period of the uneven period PC is preferably about 4 times the lens period PL.
Further, it is desirable to properly use the design conditions for the optical path length difference Δ generated at the step according to the lens period PL and the magnitude of the focusing angle α of the light projected from the light source unit 1.
When it is necessary to make the lens period PL finer or when it is necessary to make the focusing angle α of the light projected from the light source unit 1 relatively small, the optical path length difference Δ generated at the step is set to “N”. It is preferably ± 0.377λ ”(see FIG. 6, condition [2]). In this case, since the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light generated by the step period PC and the individual diffraction efficiency of the 1st-order diffracted light are equal at "0.141", the 0th-order diffracted light and the four 1st-order diffracted lights are used. It is preferable in that more diffracted light of uniform intensity can be spread.
Further, there are suitable examples when the lens period PL can be made relatively coarse and when the focusing angle α of the light projected from the light source unit 1 can be made relatively large. For the sake of explanation, when the intersection of the X-axis and the Y-axis is the origin O and the center of the 0th-order diffracted light generated by the concave-convex period PC is used as a reference, the (+1, +1) order light and the (-1, -1) order The direction in which light is generated is set as the R axis, and the direction in which (+1, +1) next light is generated is positive. Similarly, the direction in which the (-1, + 1) primary light and the (+1, -1) primary light are generated is set as the S axis, and the direction in which the (-1, + 1) primary light is generated is positive. FIG. 10 (D) shows the diffracted light on the RZ plane when the focusing angle α of the light source unit 1 is set relatively large so that the maximum gap of the diffracted light becomes zero, and FIG. 14 (A) shows. Shows the light intensity distribution at the viewpoint position Ptag at that time.
FIG. 14B shows four primary diffracted lights generated by the uneven period PC for one of the diffracted lights due to the lens period PL. In FIG. 14B, the focusing angle of the projector is determined so that the primary diffracted lights facing the R-axis and S-axis directions are in contact with each other so that no gap is generated between the four primary diffracted lights. By performing such a design, it is possible to eliminate a region where light does not exist at the viewpoint position Ptag.
Here, in FIG. 14B, the width of the beam group formed by the four primary diffracted lights in the R-axis and S-axis directions is exactly twice the size of the diffracted light generated by the lens period PL. Because it is

Figure 0006791330
を満たす関係にあることがわかる。この際にはさらに、段差で発生する光路長差Δを「N±0.5λ」とし(図6、条件[3]参照)、図14(A)、図14(B)で示すように、凹凸周期PCによる0次回折光の回折効率をゼロとして0次回折光を消し去ることにより、1次回折光を均等間隔で、かつ光が存在しない領域が存在しないように整列させることができるので、より好適である。
以上の内容は、段差以外の手段で周期構造を適用した場合でも同様である。

(変形例2)
マイクロレンズ21は、2段階にZ軸方向の高さが設定されていた。これに代えて、マイクロレンズ21は、3段階以上にZ軸方向の高さが設定されていてもよい。
Figure 0006791330
It can be seen that there is a relationship that satisfies. At this time, the optical path length difference Δ generated at the step is set to “N ± 0.5λ” (see FIG. 6, condition [3]), and as shown in FIGS. 14 (A) and 14 (B), By eliminating the 0th-order diffracted light by setting the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light by the concave-convex period PC to zero, the first-order diffracted light can be aligned at equal intervals and so that there is no region where no light exists, which is more preferable. Is.
The above contents are the same even when the periodic structure is applied by means other than the step.

(Modification 2)
The height of the microlens 21 in the Z-axis direction was set in two steps. Instead of this, the height of the microlens 21 in the Z-axis direction may be set in three or more steps.

図15(A)は、3段階にマイクロレンズ21のZ軸方向の高さが設定された場合の基本ブロックの一例である。図15(A)において、「高」の領域はZ軸方向の高さが最も高いマイクロレンズ21を示し、「低」の領域はZ軸方向の高さが最も低いマイクロレンズ21を示し、「中」の領域はZ軸方向の高さが2番目に高く(低く)設定されたマイクロレンズ21を示す。この基本ブロックの場合、凹凸周期PCは、レンズ周期PLの整数倍である3倍となる。よって、スクリーン2は、図15(A)に示す基本ブロックを有する場合であっても、マイクロレンズアレイ20により発生させる回折光よりも回折角の小さい回折光を好適に発生させることができる。 FIG. 15A is an example of a basic block when the height of the microlens 21 in the Z-axis direction is set in three steps. In FIG. 15A, the “high” region indicates the microlens 21 having the highest height in the Z-axis direction, and the “low” region indicates the microlens 21 having the lowest height in the Z-axis direction. The "middle" region shows the microlens 21 whose height in the Z-axis direction is set to be the second highest (lowest). In the case of this basic block, the concavo-convex period PC is three times an integral multiple of the lens period PL. Therefore, even when the screen 2 has the basic block shown in FIG. 15A, it is possible to preferably generate diffracted light having a diffracted angle smaller than that generated by the microlens array 20.

図15(B)は、5段階にマイクロレンズ21のZ軸方向の高さが設定された場合の基本ブロックの一例である。図15(B)では、各マイクロレンズ21のZ軸方向の高さが「1」〜「5」により示されている。この基本ブロックの場合、凹凸周期PCは、レンズ周期PLの整数倍である5倍となる。よって、スクリーン2は、図15(B)に示す基本ブロックを有する場合であっても、マイクロレンズアレイ20により発生させる回折光よりも回折角の小さい回折光を好適に発生させることができる。

(変形例3)
マイクロレンズ21の段差によりレンズ周期PLの整数倍となる凹凸周期PCを設ける代わりに、マイクロレンズ21の曲率半径を異ならせることでレンズ周期PLの整数倍となる凹凸周期PCを設けてもよい。
FIG. 15B is an example of a basic block when the height of the microlens 21 in the Z-axis direction is set in five steps. In FIG. 15B, the height of each microlens 21 in the Z-axis direction is indicated by “1” to “5”. In the case of this basic block, the concave-convex period PC is 5 times, which is an integral multiple of the lens period PL. Therefore, even when the screen 2 has the basic block shown in FIG. 15B, it can preferably generate diffracted light having a diffraction angle smaller than that generated by the microlens array 20.

(Modification 3)
Instead of providing an uneven period PC having an integral multiple of the lens period PL due to a step of the microlens 21, an uneven period PC having an integral multiple of the lens period PL may be provided by making the radius of curvature of the microlens 21 different.

図16(A)は、変形例3に係るスクリーン2BのXY平面での側面図を示す。図16(A)に示すように、この例では、曲率半径が大きいマイクロレンズ21Baと、マイクロレンズ21Baと有効径が同一であって曲率半径が小さいマイクロレンズ21Bbとが交互に並べられたマイクロレンズアレイ20Bがスクリーン2Bの入射面に形成されている。マイクロレンズ21Bbは、マイクロレンズ21Baよりも頂点位置が高い。そして、この場合、マイクロレンズ21Bb及びマイクロレンズ21Baに基づく凹凸周期PCは、レンズ周期PLの2倍となる。 FIG. 16A shows a side view of the screen 2B according to the third modification in the XY plane. As shown in FIG. 16A, in this example, the microlens 21Ba having a large radius of curvature and the microlens 21Bb having the same effective diameter as the microlens 21Ba and having a small radius of curvature are alternately arranged. The array 20B is formed on the incident surface of the screen 2B. The microlens 21Bb has a higher apex position than the microlens 21Ba. In this case, the concave-convex period PC based on the microlens 21Bb and the microlens 21Ba is twice the lens period PL.

図16(B)は、マイクロレンズ21Baを「大」、マイクロレンズ21Bbを「小」として表現した場合のスクリーン2Bの正面図である。また、図16(C)は、マイクロレンズアレイ20Bの基本ブロックを示す。図16(B)、(C)に示すように、この場合、マイクロレンズ21Baとマイクロレンズ21Bbは、XY軸の各々に対して非対象に配置されている。また、基本ブロックは、実施例と同様、田の字状に四分割され、基本ブロックの対角する領域は同一構造となり、隣接する領域は異なる構造となる。 FIG. 16B is a front view of the screen 2B when the microlens 21Ba is represented as “large” and the microlens 21Bb is represented as “small”. Further, FIG. 16C shows a basic block of the microlens array 20B. As shown in FIGS. 16B and 16C, in this case, the microlens 21Ba and the microlens 21Bb are arranged asymmetrically with respect to each of the XY axes. Further, the basic block is divided into four in a rice field shape as in the embodiment, the diagonal regions of the basic block have the same structure, and the adjacent regions have different structures.

このように、曲率半径が異なるマイクロレンズ21Ba、21Bbを用いてレンズ周期PLの整数倍となる凹凸周期PCを形成することによっても、マイクロレンズアレイ20により発生させる回折光よりも回折角の小さい回折光を好適に発生させることができる。また、図16の例では、マイクロレンズアレイ20Bに段差を設けていないため、段差で光が散乱することによる光量損失とコントラスト低下を好適に抑制することができる。

(変形例4)
マイクロレンズアレイ20に段差を設ける代わりに、曲率の符号が異なる凹レンズと凸レンズをマイクロレンズ21として並べて配置してもよい。
In this way, by using the microlenses 21Ba and 21Bb having different radii of curvature to form the concave-convex period PC having an integral multiple of the lens period PL, the diffraction angle is smaller than the diffraction light generated by the microlens array 20. Light can be suitably generated. Further, in the example of FIG. 16, since the microlens array 20B is not provided with a step, it is possible to suitably suppress the loss of light amount and the decrease in contrast due to the scattering of light at the step.

(Modification example 4)
Instead of providing a step on the microlens array 20, concave lenses and convex lenses having different curvature codes may be arranged side by side as the microlens 21.

図17(A)は、変形例3に係るスクリーン2CのXY平面での側面図を示す。図17(A)に示すように、この例では、凸レンズ21Caと、凸レンズ21Caと同一の有効径を有する凹レンズ21Cbとが交互に並べられたマイクロレンズアレイ20Cがスクリーン2Cの入射面に形成されている。マイクロレンズ21Cbは、マイクロレンズ21Caよりも頂点位置がZ軸方向において低い。そして、この場合、マイクロレンズ21Cb及びマイクロレンズ21Caに基づく凹凸周期PCは、レンズ周期PLの2倍となる。 FIG. 17A shows a side view of the screen 2C according to the third modification in the XY plane. As shown in FIG. 17A, in this example, the microlens array 20C in which the convex lens 21Ca and the concave lens 21Cb having the same effective diameter as the convex lens 21Ca are alternately arranged is formed on the incident surface of the screen 2C. There is. The apex position of the microlens 21Cb is lower than that of the microlens 21Ca in the Z-axis direction. In this case, the uneven period PC based on the microlens 21Cb and the microlens 21Ca is twice the lens period PL.

図17(B)は、マイクロレンズ21Caを「凸」、マイクロレンズ21Bbを「凹」と表記した場合のスクリーン2Cの正面図である。また、図17(C)は、マイクロレンズアレイ20Cの基本ブロックを示す。図17(B)、(C)に示すように、この場合、マイクロレンズ21Caとマイクロレンズ21Cbは、それぞれ千鳥配置されている。また、基本ブロックは、実施例と同様、田の字状に四分割され、基本ブロックの対角する領域は同一構造となり、隣接する領域は異なる構造となる。 FIG. 17B is a front view of the screen 2C when the microlens 21Ca is described as “convex” and the microlens 21Bb is described as “concave”. Further, FIG. 17C shows a basic block of the microlens array 20C. As shown in FIGS. 17B and 17C, in this case, the microlens 21Ca and the microlens 21Cb are staggered, respectively. Further, the basic block is divided into four in a rice field shape as in the embodiment, the diagonal regions of the basic block have the same structure, and the adjacent regions have different structures.

図17の例では、凸レンズ21Caと凹レンズ21Cbとを千鳥配置することで、レンズ周期PLの整数倍となる凹凸周期PCを形成する。これによっても、マイクロレンズアレイ20により発生させる回折光よりも回折角の小さい回折光を好適に発生させることができる。また、図17の例では、マイクロレンズアレイ20Cに段差を設けていないため、段差での光量損失を好適に抑制することができる。

(変形例5)
マイクロレンズアレイ20に対し、レンズ周期PLの整数倍となるような複数の異なる周期構造を付加してもよい。
In the example of FIG. 17, by arranging the convex lens 21Ca and the concave lens 21Cb in a staggered manner, an uneven period PC having an integral multiple of the lens period PL is formed. This also makes it possible to preferably generate diffracted light having a diffraction angle smaller than that of the diffracted light generated by the microlens array 20. Further, in the example of FIG. 17, since the microlens array 20C is not provided with a step, the light amount loss at the step can be suitably suppressed.

(Modification 5)
A plurality of different periodic structures may be added to the microlens array 20 so as to be an integral multiple of the lens period PL.

図18(A)は、段差に基づく二重の周期構造を付加したマイクロレンズアレイ20Dの正面図を示し、図18(B)は、マイクロレンズアレイ20Dの基本ブロックを示す。図18に示すように、マイクロレンズアレイ20Dの基本ブロックは、縦2列及び横2列に並べられた4つのマイクロレンズ21から構成される矩形領域(「中間ブロック」とも呼ぶ。)がさらに縦横2列に並べられて構成された周期構造となっている。ここで、各中間ブロックでは、当該中間ブロック内での各マイクロレンズ21の高さの平均に基づき2種類に分けられており、図18では、平均高が高い方の中間ブロックの中央には「高」と表記され、他方の中間ブロックの中央には「低」と表記されている。また、中間ブロック内の4つのマイクロレンズ21は、Z軸方向の高さが2段階に分かれており、属する中間ブロック内で高い方のマイクロレンズ21の中央には「高」と表記され、他のマイクロレンズ21の中央には「低」と表記されている。そして、中間ブロックは、実施例の基本ブロックと同様に、田の字状に4分割された構造を有し、対角する領域は同一構造となり、隣接する領域は異なる構造となる。また、基本ブロックについても同様に、4つの中間ブロックからなる基本ブロックと見なした場合、田の字状に4分割された構造を有し、対角する領域は同一構造となり、隣接する領域は異なる構造となる。 FIG. 18A shows a front view of the microlens array 20D to which a double periodic structure based on a step is added, and FIG. 18B shows a basic block of the microlens array 20D. As shown in FIG. 18, in the basic block of the microlens array 20D, a rectangular region (also referred to as an "intermediate block") composed of four microlenses 21 arranged in two vertical rows and two horizontal rows is further vertical and horizontal. It has a periodic structure composed of two rows. Here, each intermediate block is divided into two types based on the average height of each microlens 21 in the intermediate block. In FIG. 18, the center of the intermediate block having the higher average height is ". It is written as "high" and "low" in the center of the other intermediate block. The height of the four microlenses 21 in the intermediate block is divided into two stages in the Z-axis direction, and "high" is written in the center of the higher microlens 21 in the intermediate block to which the intermediate block belongs. In the center of the microlens 21 of the above, "low" is written. Then, the intermediate block has a structure divided into four in a paddy shape like the basic block of the embodiment, the diagonal regions have the same structure, and the adjacent regions have different structures. Similarly, when the basic block is regarded as a basic block consisting of four intermediate blocks, it has a structure divided into four in the shape of a paddy field, the diagonal areas have the same structure, and the adjacent areas have the same structure. It has a different structure.

このような構成では、中間ブロックの位相構造によりマイクロレンズアレイ20Dへの入射光が0次回折光と1次回折光に分かれ、さらにこれらの各回折光が基本ブロックの位相構造により0次回折光と1次回折光に分かれる。よって、この場合、中間ブロック及び基本ブロックを加味しない場合の回折光間隔が大きい場合であっても、中間ブロック及び基本ブロックに基づき回折光を発生させ、基準面Ptagにおける回折光強度分布の隙間を好適に埋めることができる。 In such a configuration, the incident light on the microlens array 20D is divided into 0th-order diffracted light and 1st-order diffracted light by the phase structure of the intermediate block, and each of these diffracted lights is further divided into 0th-order diffracted light and 1st-order diffracted light by the phase structure of the basic block. Divided into light. Therefore, in this case, even if the diffracted light interval is large when the intermediate block and the basic block are not added, the diffracted light is generated based on the intermediate block and the basic block, and the gap of the diffracted light intensity distribution on the reference plane Ptag is formed. It can be suitably filled.

なお、上述したような中間ブロックと基本ブロックは、マイクロレンズ21の段差構造のみに基づいて形成されてもよく、変形例3や変形例4に基づき、曲率半径の違い等に基づき形成されてもよい。

(変形例6)
マイクロレンズアレイ20は、スクリーン2の入射面に形成されるのに代えて、スクリーン2の入射面と反対側の面に形成されていてもよく、スクリーン2の両面に形成されていてもよい。

(変形例7)
マイクロレンズアレイ20は、図19(A)に示すような、レンズアレイ面の反対側の面に反射膜が施されている反射型レンズアレイであってもよい。

(変形例8)
変形例7の構成では、光がレンズ面を2回通過する。反射型レンズアレイの場合、レンズに対して斜入射で光を入射する場合があり、1回目に光が通過するレンズ面の位置と、反射後に光が通過するレンズ面の位置がずれてしまうことがある。この場合、位置ずれのある2枚のマイクロレンズアレイを通過した場合と同様に、モアレ縞が発生してしまうので、好ましくない。そこで、変形例8では、マイクロレンズアレイ20は、図19(B)に示すように、レンズアレイ面に反射膜が施されており、反対側の面に反射防止膜が施されている構成となっている。この場合、光はレンズ面自体で反射されるため、透過型レンズアレイの場合と同様に、レンズアレイによる周期的な位相変調を1回だけ受けることになる。これにより、変形例7で問題となるモアレ縞の発生を防ぐことができるため、好適である。また、凸凹形状のレンズ面は、付着した汚れを除去することが困難であるが、変形例8の構成では、露出しているレンズ面に汚れ等が付着しても、光に影響を与えることがない。すなわち、レンズアレイ面の汚れによる画質劣化を防ぐことができるので、好適である。

(変形例9)
変形例9では、マイクロレンズアレイ20は、図19(C)に示すように、レンズ面に反射膜が施されており、かつ、レンズ面を光側に配置している。この場合、光がレンズ面内部を通過しないため、材料の吸収による光量の損出や、材料の複屈折や透過率ムラなどに起因する画質の劣化を防ぐことができるため、好適な構成である。さらに、反対側の面に反射防止膜を施す必要がなくなるので、部品のコストを下げることができるため好適である。また、この反対側の面は、レンズアレイの性能に影響を与えないので、光学部品に要求される高い面精度を必要としなくなるため、部品の製造難易度を緩和できるため好ましい。さらに、形状の自由度があるので、周辺の部品形状に合わせた設計も可能となり、部品形状の設計自由度が高くなるため、好ましい。
The intermediate block and the basic block as described above may be formed only based on the stepped structure of the microlens 21, or may be formed based on the difference in radius of curvature or the like based on the modified example 3 or the modified example 4. Good.

(Modification 6)
The microlens array 20 may be formed on the surface opposite to the incident surface of the screen 2 instead of being formed on the incident surface of the screen 2, or may be formed on both surfaces of the screen 2.

(Modification 7)
The microlens array 20 may be a reflective lens array in which a reflective film is provided on the surface opposite to the lens array surface as shown in FIG. 19 (A).

(Modification 8)
In the configuration of the modified example 7, the light passes through the lens surface twice. In the case of a reflective lens array, light may be incident on the lens at an oblique angle, and the position of the lens surface through which light passes the first time and the position of the lens surface through which light passes after reflection may deviate. There is. In this case, moire fringes are generated as in the case of passing through two microlens arrays with misalignment, which is not preferable. Therefore, in the modified example 8, as shown in FIG. 19B, the microlens array 20 has a configuration in which a reflective film is provided on the lens array surface and an antireflection film is provided on the opposite surface. It has become. In this case, since the light is reflected by the lens surface itself, it undergoes periodic phase modulation by the lens array only once, as in the case of the transmissive lens array. This is preferable because it is possible to prevent the occurrence of moire fringes, which is a problem in the modified example 7. Further, it is difficult to remove the adhering dirt on the uneven lens surface, but in the configuration of the modified example 8, even if the dirt or the like adheres to the exposed lens surface, it affects the light. There is no. That is, it is preferable because it is possible to prevent deterioration of image quality due to dirt on the lens array surface.

(Modification 9)
In the modified example 9, as shown in FIG. 19C, the microlens array 20 is provided with a reflective film on the lens surface, and the lens surface is arranged on the light side. In this case, since the light does not pass through the inside of the lens surface, it is possible to prevent the loss of the amount of light due to the absorption of the material and the deterioration of the image quality due to the birefringence of the material and uneven transmittance, which is a suitable configuration. .. Further, since it is not necessary to apply an antireflection film to the opposite surface, the cost of parts can be reduced, which is preferable. Further, since the surface on the opposite side does not affect the performance of the lens array, the high surface accuracy required for the optical component is not required, and the difficulty of manufacturing the component can be alleviated, which is preferable. Further, since there is a degree of freedom in shape, it is possible to design according to the shape of surrounding parts, and the degree of freedom in designing the shape of parts is increased, which is preferable.

変形例6〜9のマイクロレンズアレイ20は、例えば、図1(B)に示すヘッドアップディスプレイのスクリーン2として利用可能である。 The microlens arrays 20 of the modifications 6 to 9 can be used as, for example, the screen 2 of the head-up display shown in FIG. 1 (B).

1 光源部
2 スクリーン
3 凹面鏡
20、20A〜20D マイクロレンズアレイ
21 マイクロレンズ
1 Light source 2 Screen 3 Concave mirror 20, 20A to 20D Microlens array 21 Microlens

Claims (11)

レーザ光が照射されるレンズアレイであって、
第1周期構造を構成するように配列される複数のレンズを備え、
前記複数のレンズは、当該複数のレンズのうちの一部の組み合せにより各々が前記レーザ光に光路長差を生じさせる構造を有する複数の基本ブロックを構成し、
前記光路長差は、前記レンズアレイの0次の回折光の回折効率と1次の回折光の合計または個々の回折効率とが略同一となるように設定されていることを特徴とするレンズアレイ。
A lens array that is irradiated with laser light
With a plurality of lenses arranged to form a first period structure,
Each of the plurality of lenses constitutes a plurality of basic blocks having a structure in which an optical path length difference is caused in the laser beam by combining a part of the plurality of lenses.
The optical path length difference is set so that the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light of the lens array and the total or individual diffraction efficiency of the 1st-order diffracted light are substantially the same. ..
レーザ光が照射されるレンズアレイであって、
第1周期構造を構成するように配列される複数のレンズを備え、
前記複数のレンズは、当該複数のレンズのうちの一部の組み合せにより各々が前記レーザ光に光路長差を生じさせる構造を有する複数の基本ブロックを構成し、
前記光路長差は、前記レンズアレイの0次の回折光の回折効率が略0となるように設定されていることを特徴とするレンズアレイ。
A lens array that is irradiated with laser light
With a plurality of lenses arranged to form a first period structure,
Each of the plurality of lenses constitutes a plurality of basic blocks having a structure in which an optical path length difference is caused in the laser beam by combining a part of the plurality of lenses.
The lens array is characterized in that the optical path length difference is set so that the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light of the lens array is set to be substantially 0.
前記光路長差は、前記レーザ光の波長をλとし、0以上の整数をNとしたとき、
N±0.283λ、あるいは、N±0.377λ
を満たすことを特徴とする請求項1に記載のレンズアレイ。
The optical path length difference is obtained when the wavelength of the laser beam is λ and an integer of 0 or more is N.
N ± 0.283λ or N ± 0.377λ
The lens array according to claim 1, wherein the lens array satisfies the above.
前記光路長差は、前記レーザ光の波長をλとし、0以上の整数をNとしたとき、
N±0.5λ
を満たすことを特徴とする請求項2に記載のレンズアレイ。
The optical path length difference is obtained when the wavelength of the laser beam is λ and an integer of 0 or more is N.
N ± 0.5λ
The lens array according to claim 2, wherein the lens array satisfies the above.
前記整数Nは、0または1であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のレンズアレイ。 The lens array according to claim 3 or 4, wherein the integer N is 0 or 1. 前記複数のレンズは、当該複数のレンズ間で同一の曲率を有し、段差を設けて配置されることにより前記光路長差を生じさせる、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のレンズアレイ。 Any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of lenses have the same curvature among the plurality of lenses, and the optical path length difference is caused by arranging the plurality of lenses with a step. The lens array described in the section. 前記レンズアレイの各々レンズの有効径及び開口数は、すべて等しいことを特徴とする請求項6に記載のレンズアレイ。 The lens array according to claim 6, wherein the effective diameter and the numerical aperture of each lens of the lens array are all equal. 前記複数の基本ブロックの各々は、前記第1周期構造の4倍の第2周期構造を構成するように配列されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のレンズアレイ。 The lens according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the plurality of basic blocks is arranged so as to form a second periodic structure that is four times the first periodic structure. array. 前記レンズアレイは、一方の面に反射膜が形成され、他方の面に反射防止膜が形成され、
前記他方の面から入射した前記レーザ光を前記一方の面に形成された前記反射膜で反射することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレンズアレイ。
In the lens array, a reflective film is formed on one surface, and an antireflection film is formed on the other surface.
The lens array according to claim 1 or 2, wherein the laser beam incident from the other surface is reflected by the reflective film formed on the one surface.
請求項1〜9のいずれか1項に記載のレンズアレイを搭載し、
前記レーザ光を画像信号に基づいて変調した合成光を前記レンズアレイ上に走査するように射出する光源部を含み、
前記レンズアレイが生成する中間像の虚像を観察者に視認させるヘッドアップディスプレイ。
The lens array according to any one of claims 1 to 9 is mounted on the lens array.
A light source unit that emits synthetic light obtained by modulating the laser light based on an image signal so as to scan the lens array.
A head-up display that allows an observer to visually recognize a virtual image of an intermediate image generated by the lens array.
前記光源部は、異なる波長のレーザ光を射出するレーザ光源を複数有し、
前記光路長差は、前記レーザ光源が射出するレーザ光のうち最も長い第1波長、前記レーザ光源が射出するレーザ光のうち最も視感度の高い第2波長、前記第1波長と前記第2波長の中間の波長である第3波長、のいずれか1つの波長に基づき設定されることを特徴とする請求項10に記載のヘッドアップディスプレイ。
The light source unit has a plurality of laser light sources that emit laser light having different wavelengths.
The optical path length difference is the longest first wavelength of the laser light emitted by the laser light source, the second wavelength having the highest visual sensitivity among the laser light emitted by the laser light source, and the first wavelength and the second wavelength. The head-up display according to claim 10, wherein the head-up display is set based on any one of the third wavelengths, which is an intermediate wavelength of the above.
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WO2022172918A1 (en) * 2021-02-15 2022-08-18 株式会社クラレ Diffusion plate

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JP2004144873A (en) * 2002-10-23 2004-05-20 Pioneer Electronic Corp Picture display device and picture display method
JP5686645B2 (en) * 2011-03-24 2015-03-18 キヤノン株式会社 Focus plate and finder system having the same
JP5673607B2 (en) * 2012-05-30 2015-02-18 株式会社デンソー Screen member and head-up display device

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