JP2016110027A

JP2016110027A - Virtual image display device and image projection device

Info

Publication number: JP2016110027A
Application number: JP2014250145A
Authority: JP
Inventors: 辰野　響; Hibiki Tatsuno; 響辰野; 厚海　広道; Hiromichi Atsumi; 広道厚海; 大輔市井; Daisuke Ichii; 宮武　直樹; Naoki Miyatake; 直樹宮武
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-20
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: JP6458935B2

Abstract

【課題】偏向ミラー装置からスクリーンに伝達する熱量が小さい虚像表示装置を提供する。【解決手段】画像を投影する画像投影装置３と、画像の虚像を形成する観察光学系２と、を備え、画像投影装置は、レーザ光源３１からの出射光線が入射する第１結像光学系３２と、第１結像光学系からの出射光線を偏向走査する偏向ミラー装置３３と、偏向ミラー装置からの出射光線が入射する第２結像光学系３４と、第２結像光学系から出射した光束が投影され、観察光学系に光束を出射するスクリーン４と、を有し、第１結像光学系は、偏向ミラー装置とスクリーンの間に第１中間像５０を形成し、第２結像光学系は、スクリーン上に第２中間像５１を形成することを特徴とする、虚像表示装置。【選択図】図２PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a virtual image display device with a small amount of heat transferred from a deflection mirror device to a screen. An image projection apparatus 3 that projects an image and an observation optical system 2 that forms a virtual image of the image, and the image projection apparatus includes a first imaging optical system into which a light beam emitted from a laser light source 31 enters. 32, a deflection mirror device 33 that deflects and scans the outgoing light beam from the first imaging optical system, a second imaging optical system 34 that receives the outgoing light beam from the deflection mirror device, and the second imaging optical system. The first image forming optical system forms a first intermediate image 50 between the deflection mirror device and the screen, and the second connection is formed. The image optical system forms a second intermediate image 51 on a screen, and a virtual image display device. [Selection] Figure 2

Description

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

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

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

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

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

本発明にかかる虚像表示装置は、画像を投影する画像投影装置と、画像の虚像を形成する観察光学系と、を備え、画像投影装置は、レーザ光源からの出射光線が入射する第１結像光学系と、第１結像光学系からの出射光線を偏向走査する偏向ミラー装置と、偏向ミラー装置からの出射光線が入射する第２結像光学系と、第２結像光学系から出射した光束が投影され、観察光学系に光束を出射するスクリーンと、を有し、第１結像光学系は、偏向ミラー装置とスクリーンの間に第１中間像を形成し、第２結像光学系は、スクリーン上に第２中間像を形成することを特徴とする。 A virtual image display device according to the present invention includes an image projection device that projects an image, and an observation optical system that forms a virtual image of the image, and the image projection device includes a first imaging on which an emitted light beam from a laser light source is incident. An optical system, a deflection mirror device that deflects and scans the outgoing light beam from the first imaging optical system, a second imaging optical system that receives the outgoing light beam from the deflection mirror device, and the second imaging optical system A first image forming optical system that forms a first intermediate image between the deflecting mirror device and the screen, and a second image forming optical system. Is characterized in that a second intermediate image is formed on the screen.

本発明によれば、偏向ミラー装置からスクリーンに伝達する熱量を小さくすることができる。 According to the present invention, the amount of heat transferred from the deflection mirror device to the screen can be reduced.

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

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

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

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

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

●画像投影装置３
図２に示すように、画像投影装置３は、レーザ光源３１、第１結像光学系３２、偏向ミラー装置３３、第２結像光学系３４および小型スクリーン４が光路中にこの順に配置されている。レーザ光源３１、第１結像光学系３２、偏向ミラー装置３３、第２結像光学系３４および小型スクリーン４は、外気を遮断する筐体３５に収容されている。 ● Image projector 3
As shown in FIG. 2, the image projection device 3 includes a laser light source 31, a first imaging optical system 32, a deflection mirror device 33, a second imaging optical system 34, and a small screen 4 arranged in this order in the optical path. Yes. The laser light source 31, the first imaging optical system 32, the deflection mirror device 33, the second imaging optical system 34, and the small screen 4 are accommodated in a casing 35 that blocks outside air.

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

第１結像光学系３２は、コリメートレンズ３２１および集光レンズ３２２で構成されている。第２結像光学系３４は、第１ミラー３４１および第２ミラー３４２によって構成されていて、光路上にこの順に配置されている。 The first imaging optical system 32 includes a collimating lens 321 and a condenser lens 322. The second imaging optical system 34 includes a first mirror 341 and a second mirror 342, and is arranged in this order on the optical path.

レーザ光源３１は、例えば半導体レーザである。レーザ光源３１から出射された発散光束は、第１結像光学系３２で収束光束に変換されて、偏向ミラー装置３３に向かう。 The laser light source 31 is, for example, a semiconductor laser. The divergent light beam emitted from the laser light source 31 is converted into a convergent light beam by the first imaging optical system 32 and travels toward the deflection mirror device 33.

偏向ミラー装置３３で反射された出射光線は、第１中間像５０の位置で集光してレーザ光源３１の発光点の実像、すなわちビームスポットを形成する。このビームスポットを、偏向ミラー装置３３が傾いた姿勢で回転して偏向走査することで、偏向ミラー装置３３から小型スクリーン４に至る光路に、ビームスポットの走査画像が第１中間像５０として形成される。第１中間像５０は、第２結像光学系３４によって小型スクリーン４上に走査結像される。小型スクリーン４上に走査結像された像は、すなわち第２中間像５１である。 The outgoing light beam reflected by the deflection mirror device 33 is condensed at the position of the first intermediate image 50 to form a real image of the light emission point of the laser light source 31, that is, a beam spot. The beam spot is rotated with the deflection mirror device 33 tilted and deflected and scanned, so that a scanning image of the beam spot is formed as the first intermediate image 50 in the optical path from the deflection mirror device 33 to the small screen 4. The The first intermediate image 50 is scanned and imaged on the small screen 4 by the second imaging optical system 34. An image formed by scanning on the small screen 4 is the second intermediate image 51.

第１中間像５０を形成することにより、偏向ミラー装置３３と第２中間像５１の間に配置できる第２結像光学系３４の屈折力を強くすることができる。従来方式であれば、偏向ミラー装置で反射した光をそのままスクリーンに集光するだけの屈折力のみが得られる。これに対し、第１中間像５０を形成することにより、第１中間像５０として集光する屈折力と、さらに第２中間像５１として集光する屈折力が得られる。したがって、第１中間像５０を形成することは、収差補正上、自由度が高まる。 By forming the first intermediate image 50, the refractive power of the second imaging optical system 34 that can be disposed between the deflection mirror device 33 and the second intermediate image 51 can be increased. In the case of the conventional method, only a refractive power that only condenses the light reflected by the deflection mirror device on the screen can be obtained. On the other hand, by forming the first intermediate image 50, the refractive power that condenses as the first intermediate image 50 and the refractive power that condenses as the second intermediate image 51 are obtained. Therefore, forming the first intermediate image 50 increases the degree of freedom in correcting aberrations.

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

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

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

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

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

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

小型スクリーン４を筐体３６で覆うことにより、ごみが小型スクリーン４に付着するのを防ぐことができる。小型スクリーン４のみを筐体３６で覆う場合は、光学系全体を覆う筐体は孔があってもよい。この構成により、光学系の空気の通りを良くし、偏向ミラー装置３３などの駆動装置が発生する熱を逃がしやすくすることができる。 By covering the small screen 4 with the housing 36, it is possible to prevent dust from adhering to the small screen 4. When only the small screen 4 is covered with the housing 36, the housing covering the entire optical system may have a hole. With this configuration, it is possible to improve the flow of air in the optical system and easily release heat generated by a driving device such as the deflection mirror device 33.

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

●偏向ミラー装置３３から小型スクリーン４への熱の伝達について
偏向ミラー装置３３のミラー角度は、高速で変化するため、偏向ミラー装置３３はその駆動のために発熱する。偏向ミラー装置３３で発生した熱により小型スクリーン４の温度が上昇する。その結果、小型スクリーン４が膨張して、画素ピッチが変化したり、マイクロレンズの曲率変化により画素上での光線の屈折角度が変化してしまう。 Regarding Heat Transfer from the Deflection Mirror Device 33 to the Small Screen 4 Since the mirror angle of the deflection mirror device 33 changes at high speed, the deflection mirror device 33 generates heat for its driving. The temperature of the small screen 4 rises due to the heat generated by the deflection mirror device 33. As a result, the small screen 4 expands and the pixel pitch changes, or the refraction angle of the light beam on the pixel changes due to the change in the curvature of the microlens.

図２に示すように光学系全体を筐体３５で密閉したり、図５に示すように小型スクリーン４を筐体３６で密閉すると、筐体３５および筐体３６の内部に熱がよりこもりやすい。したがって、偏向ミラー装置３３と小型スクリーン４の距離は、離れていた方がよい。 When the entire optical system is sealed with the casing 35 as shown in FIG. 2, or when the small screen 4 is sealed with the casing 36 as shown in FIG. 5, heat tends to be trapped inside the casing 35 and the casing 36. . Therefore, it is better that the deflection mirror device 33 and the small screen 4 are separated from each other.

図７に示すように、従来の画像投影装置３０３においては、レーザ光源３３１のレーザ光線が第１結像光学系３３２を経由して偏向ミラー装置３３３にて偏向し、第２結像光学系３３４によって小型スクリーン３０４上に走査結像する。 As shown in FIG. 7, in the conventional image projection device 303, the laser beam of the laser light source 331 is deflected by the deflection mirror device 333 via the first imaging optical system 332, and the second imaging optical system 334. The scanning image is formed on the small screen 304.

この構成においては、偏向ミラー装置３３３と小型スクリーン３０４の距離が、本発明にかかる画像投影装置３に比べて短い。 In this configuration, the distance between the deflection mirror device 333 and the small screen 304 is shorter than that of the image projection device 3 according to the present invention.

図８に、従来の構成において偏向ミラー装置３３３と小型スクリーン３０４の距離を長くした場合の、画像投影装置４０３の内部の光路図を示す。この場合も、レーザ光源４３１のレーザ光線が第１結像光学系４３２を経由して偏向ミラー装置４３３にて偏向し、第２結像光学系４３４によって小型スクリーン４０４上に走査結像する。 FIG. 8 shows an optical path diagram inside the image projection device 403 when the distance between the deflection mirror device 333 and the small screen 304 is increased in the conventional configuration. Also in this case, the laser beam of the laser light source 431 is deflected by the deflection mirror device 433 via the first imaging optical system 432, and is scanned and imaged on the small screen 404 by the second imaging optical system 434.

偏向ミラー装置３３３と小型スクリーン３０４の距離を長くすると、レーザ光源４３１と小型スクリーン４０４の距離も離れてしまう。この構成では、小型スクリーン４０４上での像側ＮＡが小さくなり、ビームスポット径が大きくなるため、高解像度の画像を得ることができない。 When the distance between the deflection mirror device 333 and the small screen 304 is increased, the distance between the laser light source 431 and the small screen 404 is also increased. In this configuration, the image-side NA on the small screen 404 is reduced and the beam spot diameter is increased, so that a high-resolution image cannot be obtained.

また、図９に示すように、従来の構成において高解像度の画像を得るためには、第２結像光学系４３４などの光学素子を大型化しなければならない。 Also, as shown in FIG. 9, in order to obtain a high resolution image in the conventional configuration, the optical elements such as the second imaging optical system 434 must be enlarged.

これに対し、本発明にかかる画像投影装置３は、第１中間像５０を形成することにより、光学素子を大型化することなく、偏向ミラー装置３３と小型スクリーン４の距離を長く保ちながら、高解像度の画像を得ることができる。 On the other hand, the image projection apparatus 3 according to the present invention forms a first intermediate image 50, thereby maintaining a long distance between the deflection mirror device 33 and the small screen 4 without increasing the size of the optical element. A resolution image can be obtained.

●第１中間像５０と第２中間像５１の大きさについて
偏向ミラー装置３３から小型スクリーン４に伝達する熱量を小さくするため、第１中間像５０から第２中間像５１までの光路長は長い方がよい。第１中間像５０と第２中間像５１の横倍率を１倍に設定すると、第１中間像５０から第２中間像５１までの光路長が最短になるため、望ましくない。第１中間像５０から第２中間像５１までの光路長を長くするには、第１中間像５０と第２中間像５１を異なった大きさにする必要がある。 Regarding the size of the first intermediate image 50 and the second intermediate image 51 In order to reduce the amount of heat transmitted from the deflecting mirror device 33 to the small screen 4, the optical path length from the first intermediate image 50 to the second intermediate image 51 is long. Better. Setting the lateral magnification of the first intermediate image 50 and the second intermediate image 51 to 1 is not desirable because the optical path length from the first intermediate image 50 to the second intermediate image 51 becomes the shortest. In order to increase the optical path length from the first intermediate image 50 to the second intermediate image 51, the first intermediate image 50 and the second intermediate image 51 need to have different sizes.

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

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

１虚像表示装置
２観察光学系
３画像投影装置
４小型スクリーン
３１レーザ光源
３２第１結像光学系
３３偏向ミラー装置
３４第２結像光学系
５０第１中間像
５１第２中間像 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Virtual image display apparatus 2 Observation optical system 3 Image projector 4 Small screen 31 Laser light source 32 1st imaging optical system 33 Deflection mirror apparatus 34 2nd imaging optical system 50 1st intermediate image 51 2nd intermediate image

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

Claims

An image projection device for projecting an image;
An observation optical system for forming a virtual image of the image;
With
The image projector is
A first imaging optical system on which an outgoing beam from a laser light source is incident;
A deflection mirror device that deflects and scans the outgoing light beam from the first imaging optical system;
A second imaging optical system on which an outgoing light beam from the deflection mirror device is incident;
A screen that projects the light beam emitted from the second imaging optical system and emits the light beam to the observation optical system;
Have
The first imaging optical system forms a first intermediate image between the deflection mirror device and the screen;
The virtual image display device, wherein the second imaging optical system forms a second intermediate image on the screen.

One surface of the screen is a microlens array surface in which a plurality of microlenses are arranged two-dimensionally, and an angle formed by a perpendicular drawn to the center of the microlens array surface with the direction of gravity is 90 degrees or less. The virtual image display device according to claim 1.

The virtual image display device according to claim 1, wherein the screen is covered with a blocking body that blocks outside air.

The virtual image display device according to claim 3, wherein the blocking body includes a light transmitting member that transmits light, and the light transmitting member transmits incident light to the screen and outgoing light from the screen.

The virtual image display device according to claim 1, wherein the screen is a curved surface.

The virtual image display device according to claim 1, wherein the first intermediate image is smaller than the second intermediate image.

The virtual image display device according to claim 1, wherein the first imaging optical system converts a light beam emitted from the laser light source into a convergent light beam.

A first imaging optical system that emits a light beam emitted from the laser light source toward the deflection mirror device;
A deflection mirror device that deflects and scans the outgoing light beam from the first imaging optical system;
A second imaging optical system on which an outgoing light beam from the deflection mirror device is incident;
A screen on which a light beam emitted from the second imaging optical system is projected;
With
The first imaging optical system forms a first intermediate image between the deflection mirror device and the screen;
The image projection apparatus, wherein the second imaging optical system forms a second intermediate image on the screen.