WO2014045340A1 - Optical element, light source unit, and headup display - Google Patents

Optical element, light source unit, and headup display Download PDF

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light
microlens
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screen
optical element
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育也 菊池
柳澤　琢麿
今井　哲也
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パイオニア株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display technology using a microlens array.
  • Patent Document 1 discloses a technique for generating an intermediate image using a dual lens array in which two microlens arrays are arranged to face each other at a predetermined distance.
  • the dual lens array light that has passed through one lens array is collected by the other lens array and then emitted.
  • the optical element includes a microlens array unit in which a plurality of microlenses are arranged, and a reflection unit disposed to face the microlens array unit, and the microlens array unit The light that has passed through is reflected by the reflecting portion and then condensed on the incident microlens.
  • the reflection unit has a positive power. According to this aspect, the reflection unit can preferably reflect the light that has passed through each microlens and collect the light on the same microlens.
  • the microlens array part and the reflection part are integrally configured. According to this aspect, it is not necessary to align the microlens array portion and the reflecting portion, and the dual lens array can be simply configured, and a positional shift due to a change with time or the like does not occur.
  • the light emission pattern conversion unit 33 converts the bit data converted by the bit data conversion unit 32 into a signal representing the light emission pattern of each laser.
  • the servo circuit 81 controls the operation of the MEMS mirror 10 based on a signal from the timing controller.
  • the light receiving element 50 receives a part of the laser light emitted from each laser light source.
  • the light receiving element 50 is a photoelectric conversion element such as a photodetector, and supplies a detection signal “Sd”, which is an electrical signal corresponding to the amount of incident laser light, to the laser driver ASIC 7.
  • Sd a detection signal
  • the laser driver ASIC 7 adjusts the power of the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 according to the detection signal Sd.
  • the laser driver ASIC 7 operates only the red laser driving circuit 71, supplies a driving current to the red laser LD1, and emits red laser light from the red laser LD1. A part of the red laser light is received by the light receiving element 50, and a detection signal Sd corresponding to the amount of light is fed back to the laser driver ASIC7.
  • the laser driver ASIC 7 adjusts the drive current supplied from the red laser drive circuit 71 to the red laser LD1 so that the light amount indicated by the detection signal Sd is an appropriate light amount. In this way, power adjustment is performed.
  • the power adjustment of the blue laser LD2 and the power adjustment of the green laser LD3 are similarly performed.
  • FIG. 3 is a sectional view of the screen 12 according to the first embodiment.
  • the direction perpendicular to the surface (microlens array 21 and reflection surface 22 described later) formed by the screen 12 is the “Z-axis direction”, and the direction perpendicular to the Z-axis direction in FIG.
  • the main scanning direction of the emitted light is called the “Y-axis direction”, the Z-axis direction and the direction perpendicular to the Y-axis direction, and the sub-scanning direction of the emitted light from the light source 1 is called the “X-axis direction”. Is determined as shown in FIG. 3 and FIG. 4 described later.
  • the reflective surface 22 functions as a mirror by applying a reflective coating or the like.
  • the reflecting surface 22 has a shape in which a mirror having positive power is divided into concentric circular or elliptical regions to reduce the thickness, and has a cross section similar to that of a Fresnel lens.
  • the mirror having the positive power described above is also referred to as “pre-division mirror Mb”.
  • the pre-division mirror Mb is, for example, an elliptical mirror, a parabolic mirror, a toroidal mirror, or the like.
  • the reflecting surface 22 functions as a “reflecting portion” in the present invention.
  • the reflecting surface 22 can preferably reflect the light that has passed through each microlens 210 and condense it on the same microlens 210.
  • the specific distance between the microlens array 21 and the reflecting surface 22 is the distance that the light incident on each microlens 210 is collected on the main surface of each microlens 210 after being reflected by the reflecting surface 22. For example, it is set based on an experiment or the like.
  • the light indicated by the light rays 32a to 32c having a larger incident angle on the screen 12 than the light indicated by the light rays 31a to 31c is incident on the microlens 210A, is reflected by the reflecting surface 22, and passes through the microlens 210A again.
  • the light indicated by the light rays 32a to 32c is condensed at a condensing point 211B on the main surface of the microlens 210B to form pixels of an intermediate image.
  • the light indicated by the light rays 34a to 34c having a larger incident angle on the screen 12 than the light indicated by the light rays 31a to 31c is incident on the microlens 210C, then reflected by the reflecting surface 22 and again passes through the microlens 210C. .
  • the light indicated by the light beams 34a to 34c is condensed at a condensing point 211C on the main surface of the microlens 210C, and constitutes an intermediate image pixel.
  • the reflecting surface 22 has the same function as the pre-division mirror Mb, the direction of the reflected light is appropriately directed toward the microlens 210A on which the light is incident even if the light has a large incident angle. to correct.
  • the reflecting surface 22 is a flat surface, the light incident on the microlens 210 when the incident angle on the screen 12 exceeds a predetermined angle determined by the numerical aperture of the microlens 210 will be described. It is reflected by other microlenses 210 without being reflected toward the. In this case, the observer cannot properly visually recognize the entire display image.
  • the viewing angle and the incident angle of light are limited by the numerical aperture of each microlens, whereas in the screen 12 according to the present embodiment, the viewing angle and the light Is not limited to the numerical aperture of each microlens 210.
  • NA sin ( ⁇ / 2)
  • NA the numerical aperture NA
  • NA the numerical aperture NA
  • NA the numerical aperture NA
  • the diffusion angle ⁇ can be adjusted by designing each microlens so that the curvature of the microlens becomes an appropriate value.
  • the diffusion angle ⁇ can be adjusted by designing each microlens so that the curvature of the microlens becomes an appropriate value.
  • the diffusion angle ⁇ can be reduced by increasing the radius of curvature of each microlens, and the diffusion angle ⁇ can be increased by decreasing the radius of curvature of each microlens.
  • the viewing angle and the luminance are in a trade-off relationship, and the incident angle of light is limited by the numerical aperture NA of each microlens.
  • the screen 12 according to the present embodiment has an effect that the viewing angle can be widened without reducing the luminance, and the incident angle of light is not limited by the numerical aperture NA of each microlens.
  • the screen 12 includes the microlens array 21 in which a plurality of microlenses 210 are arranged, and the reflective surface 22 that is disposed to face the microlens array 21.
  • the light that has passed through the lens array 21 is reflected by the reflecting surface 22 and then condensed on the incident microlens 210.
  • the screen 12 can reflect the light that has passed through each microlens and collect it on the same microlens. Therefore, as with the dual lens array, the screen 12 achieves high resolution and has uneven luminance at the observation point. Etc. can be reduced. Further, the screen 12 can realize a wide viewing angle while maintaining the luminance appropriately.

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Abstract

This optical element is provided with a microlens array section, and a reflecting section. The microlens array section has a plurality of microlenses aligned therein. The reflecting section is disposed to face the microlens array section. Light that has passed through the microlens array section is reflected by means of the reflecting section, then, collected to the microlenses to which the light was inputted.

Description

光学素子、光源ユニット及びヘッドアップディスプレイOptical element, light source unit, and head-up display
　本発明は、マイクロレンズアレイを用いた表示技術に関する。 The present invention relates to a display technology using a microlens array.
　従来から、ヘッドアップディスプレイやレーザプロジェクタなどに、マイクロレンズアレイを中間像生成用の光学素子として用いる技術が提案されている。このような中間像生成用光学素子を用いた場合、入射された光を適切に分散させることができると共に、必要な拡散角（射出角）を自由に設計することができる。 Conventionally, a technique using a microlens array as an optical element for generating an intermediate image has been proposed for a head-up display or a laser projector. When such an intermediate image generating optical element is used, it is possible to appropriately disperse incident light and to freely design a necessary diffusion angle (emission angle).
　例えば、特許文献１には、所定の距離だけ離間させて２つのマイクロレンズアレイを対向配置させたデュアルレンズアレイを用いて中間像を生成する技術が開示されている。デュアルレンズアレイでは、一方のレンズアレイを通過した光が他方のレンズアレイで集光し、その後射出される。このようなデュアルレンズアレイを中間像生成用光学素子として用いることで、高解像度を実現しつつ観察位置での輝度ムラやスペックルノイズを抑制することができるとったメリットがある。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for generating an intermediate image using a dual lens array in which two microlens arrays are arranged to face each other at a predetermined distance. In the dual lens array, light that has passed through one lens array is collected by the other lens array and then emitted. By using such a dual lens array as an intermediate image generating optical element, there is an advantage that luminance unevenness and speckle noise at an observation position can be suppressed while realizing high resolution.
特表２００７－５２３３６９号公報Special Table 2007-523369
　一方、デュアルレンズアレイの場合、デュアルレンズアレイに入射する光の傾きとデュアルレンズアレイからの射出光の広がり角が各レンズの開口数により制限されるため、視野角を広くとることができないという課題が存在する。また、デュアルレンズアレイの場合、レンズアレイの対向する各レンズを一対一で位置合わせする必要があり、高精度の調整を要し、かつ、経時変化等に起因した位置ずれ等により影響を受けやすいといった問題がある。 On the other hand, in the case of a dual lens array, the angle of light incident on the dual lens array and the spread angle of light emitted from the dual lens array are limited by the numerical aperture of each lens, so that the viewing angle cannot be widened. Exists. Further, in the case of a dual lens array, it is necessary to align the lenses facing each other on a one-to-one basis, requiring high-precision adjustment, and being easily affected by misalignment caused by changes over time, etc. There is a problem.
　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、視認性を好適に向上させることが可能な光学素子、光源ユニット及びヘッドアップディスプレイを提供することを主な目的とする。 Examples of the problem to be solved by the present invention include the above. The main object of the present invention is to provide an optical element, a light source unit, and a head-up display capable of suitably improving visibility.
　請求項１に記載の発明では、光学素子は、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部と、前記マイクロレンズアレイ部と対向して配置された反射部とを備え、前記マイクロレンズアレイ部を通過した光は、前記反射部で反射された後、入射したマイクロレンズに集光することを特徴とする。 In the first aspect of the present invention, the optical element includes a microlens array unit in which a plurality of microlenses are arranged, and a reflection unit disposed to face the microlens array unit, and the microlens array unit The light that has passed through is reflected by the reflecting portion and then condensed on the incident microlens.
ヘッドアップディスプレイの概略構成を示す。1 shows a schematic configuration of a head-up display. 光源ユニットの一部を示す構成図である。It is a block diagram which shows a part of light source unit. スクリーンの光の入射方向に沿った断面図を示す。Sectional drawing along the incident direction of the light of a screen is shown. 反射面の正面図である。It is a front view of a reflective surface. 光源からスクリーンに光が入射する様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that light injects into a screen from a light source. 分割前ミラーから反射面の形状を決定する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of determining the shape of a reflective surface from the mirror before a division | segmentation. スクリーンの反射面に対する照射範囲の例を示す。The example of the irradiation range with respect to the reflective surface of a screen is shown. 各形状のマイクロレンズがそれぞれ配列された図である。It is the figure where the micro lens of each shape was arranged, respectively. スクリーンの他の構成例に係る断面図である。It is sectional drawing which concerns on the other structural example of a screen. スクリーンの他の構成例に係る断面図である。It is sectional drawing which concerns on the other structural example of a screen. 光源と、スクリーンとを有する投影システムの構成例である。It is a structural example of the projection system which has a light source and a screen. 第２実施例において、光源からスクリーンに光が入射する様子を示した図である。In 2nd Example, it is the figure which showed a mode that light injects into a screen from a light source. 入射スポットと射出スポットとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of an incident spot and an emission spot. 第２実施例における投影システムの構成例である。It is an example of a structure of the projection system in 2nd Example. 変形例に係る入射スポットと射出スポットとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the incident spot and exit spot which concern on a modification.
　本発明の１つの好適な実施形態では、光学素子は、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部と、前記マイクロレンズアレイ部と対向して配置された反射部とを備え、前記マイクロレンズアレイ部を通過した光は、前記反射部で反射された後、入射したマイクロレンズに集光する。 In one preferred embodiment of the present invention, the optical element includes a microlens array section in which a plurality of microlenses are arranged, and a reflection section disposed to face the microlens array section, and the microlens The light that has passed through the array part is reflected by the reflecting part and then condensed on the incident microlens.
　上記の光学素子は、マイクロレンズアレイ部と、反射部とを備える。マイクロレンズアレイ部には、複数のマイクロレンズが配列されている。反射部は、マイクロレンズアレイ部と対向して配置されている。そして、マイクロレンズアレイ部を通過した光は、反射部で反射された後、入射したマイクロレンズに集光する。この構成により、各マイクロレンズを通過した光を反射させてマイクロレンズに集光させることができるため、デュアルレンズアレイと同様、高解像度を実現しつつ、観察点における輝度ムラ等を低減させることができる。また、各マイクロレンズを通過した光を、各マイクロレンズの開口数によらず同一のマイクロレンズに反射させることで、光学素子は、広い視野角を実現することができる。 The above optical element includes a microlens array part and a reflection part. A plurality of microlenses are arranged in the microlens array section. The reflection part is disposed to face the microlens array part. Then, the light that has passed through the microlens array part is reflected by the reflecting part and then condensed on the incident microlens. With this configuration, the light that has passed through each microlens can be reflected and condensed onto the microlens, so that, as with the dual lens array, high resolution can be achieved and uneven brightness at the observation point can be reduced. it can. Moreover, the optical element can realize a wide viewing angle by reflecting the light that has passed through each microlens to the same microlens regardless of the numerical aperture of each microlens.
　上記光学素子の好適な例では、前記マイクロレンズアレイ部を通過した光は、前記反射部で反射された後、入射したマイクロレンズの主面に集光する。 In a preferred example of the optical element, the light that has passed through the microlens array part is reflected by the reflecting part and then condensed on the main surface of the incident microlens.
　上記光学素子の一態様では、前記マイクロレンズアレイ部は、光源からの出射光が入射され、前記マイクロレンズアレイ部を通過した光は、前記反射部で反射された後、入射したマイクロレンズに集光し、前記光源側に射出される。この構成により、光学素子は、光源からの出射光に基づき好適に像を生成し、観察者に視認させることができる。 In one aspect of the optical element, the microlens array unit receives light emitted from a light source, and the light that has passed through the microlens array unit is reflected by the reflection unit and then collected on the incident microlens. Light is emitted to the light source side. With this configuration, the optical element can suitably generate an image based on the light emitted from the light source and allow the observer to visually recognize the image.
　上記光学素子の他の一態様では、前記反射部は、正のパワーを有する。この態様により、反射部は、好適に、各マイクロレンズを通過した光を反射させて同一のマイクロレンズに集光させることができる。 In another aspect of the optical element, the reflection unit has a positive power. According to this aspect, the reflection unit can preferably reflect the light that has passed through each microlens and collect the light on the same microlens.
　上記光学素子の他の一態様では、前記反射部は、正のパワーを有するミラーを分割して厚みを減らしたミラーである。この態様により、各マイクロレンズが同一面上に形成されていた場合であっても、各マイクロレンズと反射部との光路上の距離をほぼ一定にすることができ、反射部は、好適に、各マイクロレンズを通過した光を反射させて同一のマイクロレンズに集光させることができる。 In another aspect of the optical element, the reflecting portion is a mirror in which a mirror having a positive power is divided to reduce the thickness. According to this aspect, even if each microlens is formed on the same surface, the distance on the optical path between each microlens and the reflecting portion can be made substantially constant, and the reflecting portion is preferably Light that has passed through each microlens can be reflected and condensed onto the same microlens.
　上記光学素子の他の一態様では、前記マイクロレンズアレイ部と、前記反射部とは、一体構成される。この態様により、マイクロレンズアレイ部と反射部との位置合わせ等を行う必要がなく、デュアルレンズアレイを比較して簡易に構成でき、経時変化等に起因した位置ずれ等も生じない。 In another aspect of the optical element, the microlens array part and the reflection part are integrally configured. According to this aspect, it is not necessary to align the microlens array portion and the reflecting portion, and the dual lens array can be simply configured, and a positional shift due to a change with time or the like does not occur.
　上記光学素子の他の一態様では、前記複数のマイクロレンズの各々には、１つの画素に対応する光が入射され、前記１つの画素に対応する反射光が集光する。この態様により、光学素子は、高解像度の画像を好適に生成することができる。 In another aspect of the optical element, light corresponding to one pixel is incident on each of the plurality of microlenses, and reflected light corresponding to the one pixel is condensed. According to this aspect, the optical element can suitably generate a high-resolution image.
　上記光学素子の他の一態様では、光学素子は、プロジェクタ用スクリーンである。この態様によっても、光学素子は、輝度を適切に保ちつつ、広い視野角を有するスクリーンとして機能することができる。 In another aspect of the optical element, the optical element is a projector screen. Also according to this aspect, the optical element can function as a screen having a wide viewing angle while appropriately maintaining the luminance.
　本発明の他の好適な実施形態では、光源ユニットは、上記いずれか記載の光学素子と、前記光学素子に表示像を構成する光を出射する光源と、を有する。光源ユニットは、ヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイなどに好適に適用される。そして、光源ユニットは、上記記載の光学素子を備えることで、光源と光学素子との距離を小さくすることができ、小型化を実現することができる。 In another preferred embodiment of the present invention, the light source unit includes any one of the optical elements described above and a light source that emits light constituting a display image on the optical element. The light source unit is preferably applied to a head-up display, a head-mounted display, and the like. And a light source unit can make the distance between a light source and an optical element small by providing the above-mentioned optical element, and can implement | achieve size reduction.
　上記光源ユニットの一態様では、上記光源は、レーザスキャン型光源である。この態様では、光源ユニットは、スペックルノイズを抑制し、視認性を向上させることができる。 In one aspect of the light source unit, the light source is a laser scanning light source. In this aspect, the light source unit can suppress speckle noise and improve visibility.
　本発明の他の好適な実施形態では、上記いずれか記載の光学素子を備え、前記光学素子によって形成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させる。ヘッドアップディスプレイは、上記記載の光学素子を備えることで、視認性を向上させると共に、小型化を実現することができる。 In another preferred embodiment of the present invention, any one of the optical elements described above is provided, and an image formed by the optical element is visually recognized as a virtual image from the position of the user's eyes. The head-up display is provided with the above-described optical element, thereby improving visibility and realizing downsizing.
　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.
　＜第１実施例＞
　［ヘッドアップディスプレイの構成］
　図１は、本実施例に係るヘッドアップディスプレイの概略構成図である。図１に示すように、本実施例に係るヘッドアップディスプレイは、車両に搭載され、光源１と、中間像生成用光学素子であるスクリーン１２と、コンバイナ１３とを備える。 <First embodiment>
[Configuration of head-up display]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a head-up display according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the head-up display according to the present embodiment is mounted on a vehicle and includes a light source 1, a screen 12 that is an intermediate image generating optical element, and a combiner 13.
　光源１は、観察者に視認させる情報を示す中間像を構成する光をスクリーン１２に向けて出射する。光源１は、好適には、レーザスキャン型光源である。光源１の具体的な構成については、「光源の構成」のセクションで詳しく説明する。 The light source 1 emits light constituting an intermediate image indicating information to be visually recognized by an observer toward the screen 12. The light source 1 is preferably a laser scanning light source. The specific configuration of the light source 1 will be described in detail in the section “Configuration of the light source”.
　スクリーン１２は、中間像を生成する反射型の光学素子であり、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を有する。スクリーン１２の具体的な構成については、［スクリーンの構成］のセクションで説明する。 The screen 12 is a reflective optical element that generates an intermediate image, and has a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged. The specific configuration of the screen 12 will be described in the section [Screen Configuration].
　コンバイナ１３は、スクリーン１２で生成された中間像を構成する光が投影されると共に、その投影光を運転者のアイポイント「Ｐｅ」へ反射することで虚像を観察者に視認させるハーフミラーである。 The combiner 13 is a half mirror that projects light constituting the intermediate image generated by the screen 12 and reflects the projected light to the driver's eye point “Pe”, thereby allowing the observer to visually recognize the virtual image. .
　なお、好適には、光源１とスクリーン１２とは同一の筐体に収容される。この場合、光源１及びスクリーン１２は、本発明における「光源ユニット」の一例である。 Note that the light source 1 and the screen 12 are preferably accommodated in the same casing. In this case, the light source 1 and the screen 12 are examples of the “light source unit” in the present invention.
　［光源の構成］
　図２は、光源１の一部を示す構成図である。図２に示すように、光源１は、画像信号入力部２と、ビデオＡＳＩＣ３と、フレームメモリ４と、ＲＯＭ５と、ＲＡＭ６と、レーザドライバＡＳＩＣ７と、ＭＥＭＳ制御部８と、レーザ光源部９と、ＭＥＭＳミラー１０と、を備える。 [Configuration of light source]
FIG. 2 is a configuration diagram showing a part of the light source 1. As shown in FIG. 2, the light source 1 includes an image signal input unit 2, a video ASIC 3, a frame memory 4, a ROM 5, a RAM 6, a laser driver ASIC 7, a MEMS control unit 8, a laser light source unit 9, And a MEMS mirror 10.
　画像信号入力部２は、外部から入力される画像信号を受信してビデオＡＳＩＣ３に出力する。 The image signal input unit 2 receives an image signal input from the outside and outputs it to the video ASIC 3.
　ビデオＡＳＩＣ３は、画像信号入力部２から入力される画像信号及びＭＥＭＳミラー１０から入力される走査位置情報「Ｓｃ」に基づいてレーザドライバＡＳＩＣ７やＭＥＭＳ制御部８を制御するブロックであり、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成されている。ビデオＡＳＩＣ３は、同期／画像分離部３１と、ビットデータ変換部３２と、発光パターン変換部３３と、タイミングコントローラ３４と、を備える。 The video ASIC 3 is a block that controls the laser driver ASIC 7 and the MEMS control unit 8 based on the image signal input from the image signal input unit 2 and the scanning position information “Sc” input from the MEMS mirror 10, and the ASIC (Application) It is configured as Specific Integrated Circuit). The video ASIC 3 includes a synchronization / image separation unit 31, a bit data conversion unit 32, a light emission pattern conversion unit 33, and a timing controller 34.
　同期／画像分離部３１は、画像信号入力部２から入力された画像信号から、画像表示部であるスクリーン１２に表示される画像データと同期信号とを分離し、画像データをフレームメモリ４へ書き込む。 The synchronization / image separation unit 31 separates the image data displayed on the screen 12 serving as the image display unit and the synchronization signal from the image signal input from the image signal input unit 2, and writes the image data to the frame memory 4. .
　ビットデータ変換部３２は、フレームメモリ４に書き込まれた画像データを読み出してビットデータに変換する。 The bit data conversion unit 32 reads the image data written in the frame memory 4 and converts it into bit data.
　発光パターン変換部３３は、ビットデータ変換部３２で変換されたビットデータを、各レーザの発光パターンを表す信号に変換する。 The light emission pattern conversion unit 33 converts the bit data converted by the bit data conversion unit 32 into a signal representing the light emission pattern of each laser.
　タイミングコントローラ３４は、同期／画像分離部３１、ビットデータ変換部３２の動作タイミングを制御する。また、タイミングコントローラ３４は、後述するＭＥＭＳ制御部８の動作タイミングも制御する。 The timing controller 34 controls the operation timing of the synchronization / image separation unit 31 and the bit data conversion unit 32. The timing controller 34 also controls the operation timing of the MEMS control unit 8 described later.
　フレームメモリ４には、同期／画像分離部３１により分離された画像データが書き込まれる。ＲＯＭ５は、ビデオＡＳＩＣ３が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。ＲＡＭ６には、ビデオＡＳＩＣ３が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。 In the frame memory 4, the image data separated by the synchronization / image separation unit 31 is written. The ROM 5 stores a control program and data for operating the video ASIC 3. Various data are sequentially read from and written into the RAM 6 as a work memory when the video ASIC 3 operates.
　レーザドライバＡＳＩＣ７は、後述するレーザ光源部９に設けられるレーザダイオードを駆動する信号を生成するブロックであり、ＡＳＩＣとして構成されている。レーザドライバＡＳＩＣ７は、赤色レーザ駆動回路７１と、青色レーザ駆動回路７２と、緑色レーザ駆動回路７３と、を備える。 The laser driver ASIC 7 is a block that generates a signal for driving a laser diode provided in a laser light source unit 9 described later, and is configured as an ASIC. The laser driver ASIC 7 includes a red laser driving circuit 71, a blue laser driving circuit 72, and a green laser driving circuit 73.
　赤色レーザ駆動回路７１は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、赤色レーザＬＤ１を駆動する。青色レーザ駆動回路７２は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、青色レーザＬＤ２を駆動する。緑色レーザ駆動回路７３は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、緑色レーザＬＤ３を駆動する。 The red laser driving circuit 71 drives the red laser LD1 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33. The blue laser drive circuit 72 drives the blue laser LD2 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33. The green laser drive circuit 73 drives the green laser LD3 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.
　ＭＥＭＳ制御部８は、タイミングコントローラ３４が出力する信号に基づきＭＥＭＳミラー１０を制御する。ＭＥＭＳ制御部８は、サーボ回路８１と、ドライバ回路８２と、を備える。 The MEMS control unit 8 controls the MEMS mirror 10 based on a signal output from the timing controller 34. The MEMS control unit 8 includes a servo circuit 81 and a driver circuit 82.
　サーボ回路８１は、タイミングコントローラからの信号に基づき、ＭＥＭＳミラー１０の動作を制御する。 The servo circuit 81 controls the operation of the MEMS mirror 10 based on a signal from the timing controller.
　ドライバ回路８２は、サーボ回路８１が出力するＭＥＭＳミラー１０の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。 The driver circuit 82 amplifies the control signal of the MEMS mirror 10 output from the servo circuit 81 to a predetermined level and outputs the amplified signal.
　レーザ光源部９は、レーザドライバＡＳＩＣ７から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光をＭＥＭＳミラー１０へ出射する。 The laser light source unit 9 emits laser light to the MEMS mirror 10 based on the drive signal output from the laser driver ASIC 7.
　走査手段としてのＭＥＭＳミラー１０は、レーザ光源部９から出射されたレーザ光をスクリーン１２に向けて反射する。こうすることで、ＭＥＭＳミラー１０は、スクリーン１２上に表示すべき画像を形成する。また、ＭＥＭＳミラー１０は、画像信号入力部２に入力された画像を表示するためにＭＥＭＳ制御部８の制御によりスクリーン１２上を走査（スキャン）するように移動し、その際の走査位置情報（例えばミラーの角度などの情報）をビデオＡＳＩＣ３へ出力する。 The MEMS mirror 10 as a scanning unit reflects the laser light emitted from the laser light source unit 9 toward the screen 12. In this way, the MEMS mirror 10 forms an image to be displayed on the screen 12. The MEMS mirror 10 moves so as to scan on the screen 12 under the control of the MEMS control unit 8 in order to display an image input to the image signal input unit 2, and the scanning position information ( For example, information such as a mirror angle) is output to the video ASIC 3.
　光源１は、上記のようなスクリーン１２から出射された光をコンバイナ１３で反射させ、その反射光に対応する画像を、運転者のアイポイントＰｅから虚像として視認させる。 The light source 1 causes the combiner 13 to reflect the light emitted from the screen 12 as described above, and causes the image corresponding to the reflected light to be visually recognized from the driver's eye point Pe as a virtual image.
　次に、レーザ光源部９の詳細な構成を説明する。レーザ光源部９は、ケース９１と、波長選択性素子９２と、コリメータレンズ９３と、赤色レーザＬＤ１と、青色レーザＬＤ２と、緑色レーザＬＤ３と、モニタ用受光素子（単に「受光素子」とも呼ぶ。）５０とを備える。 Next, the detailed configuration of the laser light source unit 9 will be described. The laser light source unit 9 includes a case 91, a wavelength selective element 92, a collimator lens 93, a red laser LD 1, a blue laser LD 2, a green laser LD 3, and a monitor light receiving element (simply called “light receiving element”). 50).
　ケース９１は、樹脂などにより略箱状に形成される。ケース９１には、緑色レーザＬＤ３を取り付けるために、ケース９１内へ貫通する孔が設けられているとともに断面が凹状のＣＡＮ取付部９１ａと、ＣＡＮ取付部９１ａと直交する面に設けられ、ケース９１内へ貫通する孔が設けられているとともに断面が凹状のコリメータ取付部９１ｂと、が形成されている。 The case 91 is formed in a substantially box shape with resin or the like. In order to attach the green laser LD3, the case 91 is provided with a hole penetrating into the case 91 and a CAN attachment portion 91a having a concave cross section, and a surface perpendicular to the CAN attachment portion 91a. A hole penetrating inward is formed, and a collimator mounting portion 91b having a concave cross section is formed.
　合成素子としての波長選択性素子９２は、例えばトリクロイックプリズムにより構成され、反射面９２ａと反射面９２ｂが設けられている。反射面９２ａは、赤色レーザＬＤ１から出射されたレーザ光をコリメータレンズ９３へ向かって透過させ、青色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光をコリメータレンズ９３へ向かって反射させる。反射面９２ｂは、赤色レーザＬＤ１および青色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光の大部分をコリメータレンズ９３へ向かって透過させ、その一部を受光素子５０へ向かって反射させる。また、反射面９２ｂは、緑色レーザＬＤ３から出射されたレーザ光の大部分をコリメータレンズ９３へ向かって反射させ、その一部を受光素子５０へ向かって透過させる。こうして、各レーザからの出射光が重ね合わされて、コリメータレンズ９３および受光素子５０に入射される。なお、波長選択性素子９２は、ケース９１内のコリメータ取付部９１ｂの近傍に設けられている。 The wavelength-selective element 92 as a synthesis element is configured by, for example, a trichromatic prism, and is provided with a reflective surface 92a and a reflective surface 92b. The reflection surface 92a transmits the laser light emitted from the red laser LD1 toward the collimator lens 93, and reflects the laser light emitted from the blue laser LD2 toward the collimator lens 93. The reflecting surface 92b transmits most of the laser light emitted from the red laser LD1 and the blue laser LD2 toward the collimator lens 93 and reflects a part thereof toward the light receiving element 50. The reflection surface 92 b reflects most of the laser light emitted from the green laser LD 3 toward the collimator lens 93 and transmits part of the laser light toward the light receiving element 50. In this way, the emitted light from each laser is superimposed and incident on the collimator lens 93 and the light receiving element 50. The wavelength selective element 92 is provided in the vicinity of the collimator mounting portion 91b in the case 91.
　コリメータレンズ９３は、波長選択性素子９２から入射したレーザ光を平行光にしてＭＥＭＳミラー１０へ出射する。コリメータレンズ９３は、ケース９１のコリメータ取付部９１ｂに、ＵＶ系接着剤などで固定される。即ち、合成素子の後段にコリメータレンズ９３が設けられている。 The collimator lens 93 emits the laser beam incident from the wavelength selective element 92 to the MEMS mirror 10 as parallel light. The collimator lens 93 is fixed to the collimator mounting portion 91b of the case 91 with a UV adhesive or the like. That is, the collimator lens 93 is provided after the synthesis element.
　レーザ光源としての赤色レーザＬＤ１は、赤色のレーザ光を出射する。赤色レーザＬＤ１は、半導体レーザ光源がチップ状態のまま、又は、チップがサブマウントなどに載置された状態で、ケース９１内の波長選択性素子９２及びコリメータレンズ９３と同軸となる位置に固定されている。 The red laser LD1 as a laser light source emits red laser light. The red laser LD1 is fixed at a position that is coaxial with the wavelength selective element 92 and the collimator lens 93 in the case 91 while the semiconductor laser light source is in the chip state or the chip is mounted on a submount or the like. ing.
　レーザ光源としての青色レーザＬＤ２は、青色のレーザ光を出射する。青色レーザＬＤ２は、半導体レーザ光源がチップ状態のまま、又は、チップがサブマウントなどに載置された状態で、出射したレーザ光が反射面９２ａによってコリメータレンズ９３へ向かって反射できる位置に固定されている。この赤色レーザＬＤ１と青色レーザＬＤ２の位置は入れ替わってもよい。 Blue laser LD2 as a laser light source emits blue laser light. The blue laser LD2 is fixed at a position where the emitted laser light can be reflected toward the collimator lens 93 by the reflecting surface 92a while the semiconductor laser light source is in the chip state or the chip is mounted on the submount or the like. ing. The positions of the red laser LD1 and the blue laser LD2 may be switched.
　レーザ光源としての緑色レーザＬＤ３は、ＣＡＮパッケージに取り付けられた状態又はフレームパッケージに取り付けられた状態であり、緑色のレーザ光を出射する。緑色レーザＬＤ３は、ＣＡＮパッケージ内に緑色のレーザ光を発生する半導体レーザ光源チップＢが取り付けられており、ケース９１のＣＡＮ取付部９１ａに固定されている。 The green laser LD3 as a laser light source is attached to the CAN package or attached to the frame package, and emits green laser light. The green laser LD 3 has a semiconductor laser light source chip B that generates green laser light in a CAN package, and is fixed to a CAN mounting portion 91 a of the case 91.
　受光素子５０は、各レーザ光源から出射されたレーザ光の一部を受光する。受光素子５０は、フォトディテクタなどの光電変換素子であり、入射したレーザ光の光量に応じた電気信号である検出信号「Ｓｄ」をレーザドライバＡＳＩＣ７へ供給する。実際には、パワー調整時には、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のうちの１つが順に受光素子５０へ入射され、受光素子５０は、そのレーザ光の光量に対応する検出信号Ｓｄを出力する。レーザドライバＡＳＩＣ７は、検出信号Ｓｄに応じて、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２及び緑色レーザＬＤ３のパワー調整を行う。 The light receiving element 50 receives a part of the laser light emitted from each laser light source. The light receiving element 50 is a photoelectric conversion element such as a photodetector, and supplies a detection signal “Sd”, which is an electrical signal corresponding to the amount of incident laser light, to the laser driver ASIC 7. Actually, at the time of power adjustment, one of red laser light, blue laser light, and green laser light is sequentially incident on the light receiving element 50, and the light receiving element 50 outputs a detection signal Sd corresponding to the amount of the laser light. To do. The laser driver ASIC 7 adjusts the power of the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 according to the detection signal Sd.
　例えば、赤色レーザＬＤ１のパワー調整を行う場合、レーザドライバＡＳＩＣ７は赤色レーザ駆動回路７１のみを動作させ、赤色レーザＬＤ１へ駆動電流を供給して赤色レーザＬＤ１から赤色レーザ光を出射させる。この赤色レーザ光の一部は受光素子５０により受光され、その光量に応じた検出信号ＳｄがレーザドライバＡＳＩＣ７へフィードバックされる。レーザドライバＡＳＩＣ７は、検出信号Ｓｄが示す光量が適正な光量となるように、赤色レーザ駆動回路７１から赤色レーザＬＤ１へ供給される駆動電流を調整する。こうして、パワー調整がなされる。青色レーザＬＤ２のパワー調整及び緑色レーザＬＤ３のパワー調整も同様に行われる。 For example, when the power of the red laser LD1 is adjusted, the laser driver ASIC 7 operates only the red laser driving circuit 71, supplies a driving current to the red laser LD1, and emits red laser light from the red laser LD1. A part of the red laser light is received by the light receiving element 50, and a detection signal Sd corresponding to the amount of light is fed back to the laser driver ASIC7. The laser driver ASIC 7 adjusts the drive current supplied from the red laser drive circuit 71 to the red laser LD1 so that the light amount indicated by the detection signal Sd is an appropriate light amount. In this way, power adjustment is performed. The power adjustment of the blue laser LD2 and the power adjustment of the green laser LD3 are similarly performed.
　［スクリーンの構成］
　次に、第１実施例に係るスクリーン１２の構成について具体的に説明する。 [Screen structure]
Next, the configuration of the screen 12 according to the first embodiment will be specifically described.
　図３は、第１実施例に係るスクリーン１２の断面図を示す。以後の説明では、スクリーン１２が形成する面（後述するマイクロレンズアレイ２１及び反射面２２）と垂直な方向を「Ｚ軸方向」、図３においてＺ軸方向と垂直な方向であって光源１の出射光の主走査方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向であって光源１の出射光の副走査方向を「Ｘ軸方向」と呼び、各軸の正方向を図３及び後述する図４に示すように定める。 FIG. 3 is a sectional view of the screen 12 according to the first embodiment. In the following description, the direction perpendicular to the surface (microlens array 21 and reflection surface 22 described later) formed by the screen 12 is the “Z-axis direction”, and the direction perpendicular to the Z-axis direction in FIG. The main scanning direction of the emitted light is called the “Y-axis direction”, the Z-axis direction and the direction perpendicular to the Y-axis direction, and the sub-scanning direction of the emitted light from the light source 1 is called the “X-axis direction”. Is determined as shown in FIG. 3 and FIG. 4 described later.
　スクリーン１２は、板状の形状を有し、図３に示すように、光源１からの光が入射される面にはマイクロレンズアレイ２１が形成され、かつ、マイクロレンズアレイ２１と対向する反対側の面に反射面２２が形成される。例えば、スクリーン１２は、マイクロレンズアレイ２１及び反射面２２が形成されるように透明部材から一体成形され、各面にコーディングがなされている。 The screen 12 has a plate shape, and as shown in FIG. 3, a microlens array 21 is formed on a surface on which light from the light source 1 is incident, and the opposite side facing the microlens array 21. A reflective surface 22 is formed on the surface. For example, the screen 12 is integrally formed from a transparent member so that the microlens array 21 and the reflection surface 22 are formed, and each surface is coded.
　マイクロレンズアレイ２１は、平面視において正六角形状のレンズ輪郭で構成された複数のマイクロレンズ２１０を有する。マイクロレンズ２１０は、光源１からの光が入射するスクリーン１２の面に格子状に形成され、反射防止のＡＲコーティングなどがなされている。好適には、各マイクロレンズ２１０には、１つの画素に対応する光が入射され、１つの画素に対応する反射光が集光する。これにより、解像度が下がるのを防ぎ、高精細化を実現することができる。なお、複数のマイクロレンズ２１０に対し、１つの画素に対応する光が入射され、かつ、１つの画素に対応する反射光が集光する態様であってもよい。マイクロレンズアレイ２１は、本発明における「マイクロレンズアレイ部」として機能する。 The microlens array 21 has a plurality of microlenses 210 each having a regular hexagonal lens outline in plan view. The microlens 210 is formed in a lattice shape on the surface of the screen 12 on which light from the light source 1 is incident, and has an anti-reflection AR coating or the like. Preferably, light corresponding to one pixel is incident on each microlens 210, and reflected light corresponding to one pixel is collected. Thereby, it is possible to prevent the resolution from being lowered and to achieve high definition. Note that a mode in which light corresponding to one pixel is incident on the plurality of microlenses 210 and reflected light corresponding to one pixel is condensed may be used. The microlens array 21 functions as a “microlens array part” in the present invention.
　反射面２２は、反射コーティング等がなされることによりミラーとして機能する。そして、反射面２２は、正のパワーを有するミラーを同心の円又は楕円状の領域に分割し厚みを減らした形状を有し、フレネルレンズと同様の断面を持つ。以後では、上述の正のパワーを有するミラーを、「分割前ミラーＭｂ」とも呼ぶ。分割前ミラーＭｂは、例えば楕円鏡、放物鏡、トロイダル鏡等である。反射面２２は、本発明における「反射部」として機能する。 The reflective surface 22 functions as a mirror by applying a reflective coating or the like. The reflecting surface 22 has a shape in which a mirror having positive power is divided into concentric circular or elliptical regions to reduce the thickness, and has a cross section similar to that of a Fresnel lens. Hereinafter, the mirror having the positive power described above is also referred to as “pre-division mirror Mb”. The pre-division mirror Mb is, for example, an elliptical mirror, a parabolic mirror, a toroidal mirror, or the like. The reflecting surface 22 functions as a “reflecting portion” in the present invention.
　図４は、反射面２２の正面図の一例を示す。図４の切断面ＡＢを矢印１５の方向から観察した場合、図３に示すスクリーン１２の断面図と一致する。図４に示すように、分割された各領域は、正面視で同心の円又は楕円状に形成されている。 FIG. 4 shows an example of a front view of the reflecting surface 22. When the cut surface AB in FIG. 4 is observed from the direction of the arrow 15, it coincides with the cross-sectional view of the screen 12 shown in FIG. 3. As shown in FIG. 4, each of the divided regions is formed in a concentric circle or ellipse shape when viewed from the front.
　上記構成により、反射面２２は、分割前ミラーＭｂと同様の機能を有し、各マイクロレンズ２１０に入射した光を、当該光が入射した各マイクロレンズ２１０に反射させる。その結果、各マイクロレンズ２１０の主面（入射面）上に当該各マイクロレンズ２１０に入射した光の反射光が集光する。また、反射面２２は、フレネルレンズと同様に分割前ミラーＭｂを分割させて厚みを減らした形状を有するため、各マイクロレンズ２１０と反射面２２との光路上の距離がほぼ一定となる。従って、反射面２２は、好適に、各マイクロレンズ２１０を通過した光を反射させて同一のマイクロレンズ２１０に集光させることができる。なお、マイクロレンズアレイ２１と反射面２２との具体的な距離は、各マイクロレンズ２１０に入射した光が反射面２２で反射された後に当該各マイクロレンズ２１０の主面上に集光される距離となるように、例えば実験等に基づき設定される。 With the above configuration, the reflection surface 22 has the same function as that of the pre-division mirror Mb, and reflects the light incident on each microlens 210 to each microlens 210 on which the light is incident. As a result, the reflected light of the light incident on each microlens 210 is collected on the main surface (incident surface) of each microlens 210. Further, since the reflection surface 22 has a shape in which the pre-division mirror Mb is divided and the thickness is reduced in the same manner as the Fresnel lens, the distance on the optical path between each microlens 210 and the reflection surface 22 is substantially constant. Accordingly, the reflecting surface 22 can preferably reflect the light that has passed through each microlens 210 and condense it on the same microlens 210. The specific distance between the microlens array 21 and the reflecting surface 22 is the distance that the light incident on each microlens 210 is collected on the main surface of each microlens 210 after being reflected by the reflecting surface 22. For example, it is set based on an experiment or the like.
　反射面２２が各マイクロレンズ２１０に入射した光を当該光が入射した各マイクロレンズ２１０に反射させることの具体例について、図５を参照してさらに説明する。図５は、光源１からスクリーン１２に光が出射される様子を模式的に示した図である。図５は、説明便宜上、スクリーン１２を図４と同一の断面図により示している。なお、図５では、説明の便宜上、スクリーン１２の断面にハッチングを付していない。以下、スクリーン１２への入射角度が異なる光源１の出射光ごとに、反射面２２で反射される態様について説明する。 A specific example of reflecting the light incident on each microlens 210 by the reflecting surface 22 to each microlens 210 on which the light is incident will be further described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram schematically showing how light is emitted from the light source 1 to the screen 12. FIG. 5 shows the screen 12 in the same sectional view as FIG. 4 for convenience of explanation. In FIG. 5, for convenience of explanation, the cross section of the screen 12 is not hatched. Hereinafter, an aspect in which the light emitted from the light source 1 having different incident angles on the screen 12 is reflected by the reflection surface 22 will be described.
　光源１からほぼ垂直にスクリーン１２に入射する光線３１ａ～３１ｃが示す光は、マイクロレンズ２１０Ａに入射後、反射面２２により反射されて再びマイクロレンズ２１０Ａを通過する。このとき、光線３１ａ～３１ｃが示す光は、マイクロレンズ２１０Ａの主面上の集光点２１１Ａで集光し、中間像の画素を構成する。集光点２１１Ａで集光した光は、光源１と同様にＺ軸負方向に存在するコンバイナ１３に向けて拡散する。 The light indicated by the light rays 31a to 31c incident on the screen 12 from the light source 1 substantially perpendicularly is incident on the microlens 210A, is reflected by the reflecting surface 22, and passes through the microlens 210A again. At this time, the light indicated by the light rays 31a to 31c is condensed at a condensing point 211A on the main surface of the microlens 210A to form pixels of an intermediate image. The light condensed at the condensing point 211 </ b> A is diffused toward the combiner 13 that exists in the negative Z-axis direction as in the light source 1.
　また、光線３１ａ～３１ｃが示す光よりもスクリーン１２への入射角度が大きい光線３２ａ～３２ｃが示す光は、マイクロレンズ２１０Ａに入射後、反射面２２により反射されて再びマイクロレンズ２１０Ａを通過する。このとき、光線３２ａ～３２ｃが示す光は、マイクロレンズ２１０Ｂの主面上の集光点２１１Ｂで集光し、中間像の画素を構成する。同様に、光線３１ａ～３１ｃが示す光よりもスクリーン１２への入射角度が大きい光線３４ａ～３４ｃが示す光は、マイクロレンズ２１０Ｃに入射後、反射面２２により反射されて再びマイクロレンズ２１０Ｃを通過する。このとき、光線３４ａ～３４ｃが示す光は、マイクロレンズ２１０Ｃの主面上の集光点２１１Ｃで集光し、中間像の画素を構成する。 Further, the light indicated by the light rays 32a to 32c having a larger incident angle on the screen 12 than the light indicated by the light rays 31a to 31c is incident on the microlens 210A, is reflected by the reflecting surface 22, and passes through the microlens 210A again. At this time, the light indicated by the light rays 32a to 32c is condensed at a condensing point 211B on the main surface of the microlens 210B to form pixels of an intermediate image. Similarly, the light indicated by the light rays 34a to 34c having a larger incident angle on the screen 12 than the light indicated by the light rays 31a to 31c is incident on the microlens 210C, then reflected by the reflecting surface 22 and again passes through the microlens 210C. . At this time, the light indicated by the light beams 34a to 34c is condensed at a condensing point 211C on the main surface of the microlens 210C, and constitutes an intermediate image pixel.
　このように、反射面２２は、分割前ミラーＭｂと同等の機能を有ることから、入射角が大きい光であっても、当該光が入射したマイクロレンズ２１０Ａに向けて反射光の方向を適切に補正する。一方、仮に反射面２２が平面の場合には、スクリーン１２への入射角度がマイクロレンズ２１０の開口数により定まる所定の角度を超えたときに、マイクロレンズ２１０に入射した光が、当該マイクロレンズ２１０に向けて反射されずに他のマイクロレンズ２１０に反射されてしまう。この場合、観察者は、表示像全体を適切に視認することができなくなる。以上を勘案し、本実施例に係るスクリーン１２は、反射面２２が分割前ミラーＭｂと同等の機能を有する。これにより、マイクロレンズ２１０の開口数によらず、好適に、入射したマイクロレンズ２１０に反射面２２で反射した光を集光させることができる。 Thus, since the reflecting surface 22 has the same function as the pre-division mirror Mb, the direction of the reflected light is appropriately directed toward the microlens 210A on which the light is incident even if the light has a large incident angle. to correct. On the other hand, if the reflecting surface 22 is a flat surface, the light incident on the microlens 210 when the incident angle on the screen 12 exceeds a predetermined angle determined by the numerical aperture of the microlens 210 will be described. It is reflected by other microlenses 210 without being reflected toward the. In this case, the observer cannot properly visually recognize the entire display image. Considering the above, in the screen 12 according to the present embodiment, the reflecting surface 22 has a function equivalent to that of the undivided mirror Mb. Thereby, the light reflected by the reflecting surface 22 can be suitably condensed on the incident microlens 210 regardless of the numerical aperture of the microlens 210.
　次に、分割前ミラーＭｂから反射面２２の形状を決定する方法について図６を参照して説明する。図６（Ａ）は、分割前ミラーＭｂに対して反射面２２の形状を規定するための補助線１６を付した図である。図６（Ａ）に示すように、分割前ミラーＭｂと補助線１６とにより規定される断片１７ａ～１７ｊのＺ軸方向における幅が同一となるように、Ｚ軸と平行又は垂直に延在する折れ線の補助線１６が描かれる。図６（Ｂ）は、Ｚ軸での位置が一致するように断片１７ａ～１７ｊをＺ軸方向に移動させた図である。図６（Ｂ）に示すように、この場合、断片１７ａ～１７ｊのＺ軸負方向側の面に沿って反射面２２が形成される。このように、分割前ミラーＭｂから反射面２２の形状を決定することができる。なお、分割前ミラーＭｂは、例えば、反射光が反射前に入射したマイクロレンズ２１０に集光する方向に補正されるような形状となるように、例えば実験等に基づき決定される。 Next, a method for determining the shape of the reflecting surface 22 from the pre-division mirror Mb will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a diagram in which an auxiliary line 16 for defining the shape of the reflection surface 22 is attached to the pre-division mirror Mb. As shown in FIG. 6A, the fragments 17a to 17j defined by the pre-division mirror Mb and the auxiliary line 16 extend in parallel or perpendicular to the Z axis so that the widths in the Z axis direction are the same. A broken line auxiliary line 16 is drawn. FIG. 6B is a diagram in which the pieces 17a to 17j are moved in the Z-axis direction so that the positions on the Z-axis coincide with each other. As shown in FIG. 6B, in this case, the reflecting surface 22 is formed along the surface of the fragments 17a to 17j on the Z axis negative direction side. In this way, the shape of the reflecting surface 22 can be determined from the pre-division mirror Mb. For example, the pre-division mirror Mb is determined based on, for example, experiments so that the reflected light is corrected in a direction in which the reflected light is collected on the microlens 210 incident before the reflection.
　次に、上述のスクリーン１２の構成に基づく作用効果の例（第１の効果～第４の効果）について説明する。 Next, examples of the effects (first effect to fourth effect) based on the configuration of the screen 12 will be described.
　第１の効果として、上記スクリーン１２の構成により、２つのレンズアレイを並べたデュアルレンズアレイにより中間像を生成する場合と同様、観察位置での輝度ムラ抑制、レーザ光源の場合のスペックルノイズの抑制、及び高解像度化を実現することができる。本実施例のスクリーン１２は、各マイクロレンズ２１０を通過した光を反射させて再びマイクロレンズ２１０に光を集光させて中間像を生成している。従って、本実施例のスクリーン１２は、デュアルレンズアレイと反射型か透過型かの違いを除き、同等の光学的特性を有する。よって、上記スクリーン１２の構成により、観察位置での輝度ムラ抑制、レーザスキャン型光源の場合のスペックルノイズの抑制、及び高解像度化を実現することができる。 As a first effect, as in the case where an intermediate image is generated by a dual lens array in which two lens arrays are arranged, the luminance of the speckle noise in the case of a laser light source is suppressed as in the case of generating an intermediate image by the dual lens array in which the two lens arrays are arranged. Suppression and high resolution can be realized. The screen 12 of the present embodiment reflects the light that has passed through each microlens 210 and condenses the light again on the microlens 210 to generate an intermediate image. Accordingly, the screen 12 of this embodiment has the same optical characteristics except for the difference between the dual lens array and the reflective type or the transmissive type. Therefore, the configuration of the screen 12 can realize luminance unevenness suppression at an observation position, speckle noise suppression in the case of a laser scan type light source, and high resolution.
　第２の効果として、上記スクリーン１２の構成により、広い視野角を実現することができる。一般に、視野角を拡大するためには、投影角（即ち、光源１からスクリーン１２へ投影させる光の広がり角）を大きくする必要があり、投影角を大きくした場合、スクリーンで反射する拡散角（拡散反射角）の増大に起因して輝度が低下する。これを勘案し、本実施例のヘッドアップディスプレイでは、反射面２２は、分割前ミラーＭｂと同等の機能を有する。これにより、図５で説明したように、投影角が大きいことに起因してマイクロレンズ２１０への入射角が大きい場合であっても、反射面２２は、入射したマイクロレンズ２１０に光を反射させて集光させる。その結果、投影角が大きい場合であっても、スクリーン１２の反射光は、拡散反射角が増大することなくコンバイナ１３に射出される。従って、スクリーン１２は、拡散反射角の増大及び輝度低下を抑制しつつ、視野角を拡大させることができる。 As a second effect, a wide viewing angle can be realized by the configuration of the screen 12. In general, in order to enlarge the viewing angle, it is necessary to increase the projection angle (that is, the spread angle of light projected from the light source 1 onto the screen 12). When the projection angle is increased, the diffusion angle (reflected by the screen) The luminance decreases due to an increase in the diffuse reflection angle. Considering this, in the head-up display of the present embodiment, the reflecting surface 22 has a function equivalent to that of the pre-division mirror Mb. Accordingly, as described with reference to FIG. 5, even when the incident angle to the microlens 210 is large due to the large projection angle, the reflecting surface 22 reflects the light to the incident microlens 210. To collect light. As a result, even if the projection angle is large, the reflected light of the screen 12 is emitted to the combiner 13 without increasing the diffuse reflection angle. Therefore, the screen 12 can expand the viewing angle while suppressing an increase in the diffuse reflection angle and a decrease in luminance.
　第３の効果として、上記スクリーン１２の構成により、光源１とスクリーン１２との距離を短くすることができ、光源１とスクリーン１２とを含む光源ユニットの小型化を実現することができる。一般に、上記小型化のために光源とスクリーンとを近接させる場合、スクリーンの照射範囲を維持するためには投影角を大きくする必要がある。一方、投影角を大きくすると、スクリーンでの拡散反射角の増大に起因して輝度が低下する。これを勘案し、反射面２２は、分割前ミラーＭｂと同等の機能を有し、マイクロレンズ２１０への光の入射角度が大きい場合であっても、光が入射したマイクロレンズ２１０の方向に反射光の方向を補正する。これにより、光源１とスクリーン１２とを近接させて投影角を大きくした場合であっても、スクリーン１２は輝度低下を防ぎつつ適切に中間像を生成することができる。 As the third effect, the distance between the light source 1 and the screen 12 can be shortened by the configuration of the screen 12, and the light source unit including the light source 1 and the screen 12 can be downsized. In general, when the light source and the screen are brought close to each other for the purpose of downsizing, it is necessary to increase the projection angle in order to maintain the irradiation range of the screen. On the other hand, when the projection angle is increased, the luminance decreases due to an increase in the diffuse reflection angle on the screen. Considering this, the reflecting surface 22 has a function equivalent to that of the pre-division mirror Mb, and reflects in the direction of the microlens 210 where the light is incident even when the incident angle of the light to the microlens 210 is large. Correct the direction of light. Thereby, even when the light source 1 and the screen 12 are brought close to each other and the projection angle is increased, the screen 12 can appropriately generate an intermediate image while preventing a decrease in luminance.
　第４の効果として、上記スクリーン１２は、デュアルレンズアレイにおいて２つのレンズの位置合わせを行う場合と比較して、マイクロレンズアレイ２１と反射面２２との位置合わせが容易である。デュアルレンズアレイを中間像生成用光学素子とした場合、一方のレンズアレイの各レンズと、他方のレンズアレイの各レンズをそれぞれ一対の関係で適切に位置合わせを行う必要がある。また、一般に、上述の一対のレンズの焦点距離はそれぞれ短いため、位置誤差に対する影響が大きく高精度の位置調整が必要となる。このため、デュアルレンズアレイを中間像生成用光学素子とした場合、製造時の調整の手間の増加や経時変化による信頼性の低下が生じやすい。 As a fourth effect, the screen 12 can easily align the microlens array 21 and the reflecting surface 22 as compared with the case where the two lenses are aligned in the dual lens array. When the dual lens array is an optical element for generating an intermediate image, it is necessary to appropriately align each lens of one lens array and each lens of the other lens array in a pair relationship. In general, since the focal lengths of the pair of lenses described above are short, the influence on the position error is large and high-accuracy position adjustment is required. For this reason, when the dual lens array is an optical element for generating an intermediate image, an increase in labor during adjustment and a decrease in reliability due to a change with time are likely to occur.
　これに対し、本実施例のスクリーン１２の場合、反射面２２の焦点距離がレンズアレイに用いられるレンズよりも長いため、デュアルレンズアレイと比較すると、ＸＹ平面上での位置ずれによる影響を受けにくい。同様に、反射面２２が軸対称か軸非対称であるかに関わらず、ＸＹ平面での回転ずれによる影響を受けにくい。また、マイクロレンズアレイ２１は、マイクロレンズ２１０が規則的に配列されており周期性を有することから、デュアルレンズアレイの場合と同様にピッチ誤差による影響を受けにくい。また、デュアルレンズアレイでは、一方のレンズアレイの各レンズと、他方のレンズアレイの各レンズをそれぞれ一対の関係で位置合わせを行う必要があるのに対し、スクリーン１２では、そのような位置合わせの必要がない。このように、本実施例のスクリーン１２は、金型精度を含め、アライメントに高精度を要しないため、製造の低コスト化を実現すると共に経時変化等に対する頑強性及び高信頼性を有する。 On the other hand, in the case of the screen 12 of the present embodiment, the focal length of the reflecting surface 22 is longer than that of the lens used for the lens array, so that the screen 12 is less susceptible to the positional shift on the XY plane than the dual lens array. . Similarly, regardless of whether the reflecting surface 22 is axially symmetric or axially asymmetric, it is not easily affected by rotational deviation in the XY plane. Further, since the microlens 210 is regularly arranged and has a periodicity, the microlens array 21 is hardly affected by the pitch error as in the case of the dual lens array. In the dual lens array, each lens of one lens array and each lens of the other lens array need to be aligned in a pair, whereas the screen 12 has such alignment. There is no need. As described above, the screen 12 of this embodiment does not require high accuracy for alignment, including mold accuracy, so that it is possible to reduce the manufacturing cost and to have robustness and high reliability against changes with time.
　ここで、上述の第２及び第３の効果について補足説明する。以下に述べるように、デュアルレンズアレイを用いた場合には視野角と光の入射角が各マイクロレンズの開口数により制限されるのに対し、本実施例に係るスクリーン１２では、視野角と光の入射角が各マイクロレンズ２１０の開口数に制限されない。 Here, a supplementary explanation will be given of the second and third effects described above. As will be described below, when the dual lens array is used, the viewing angle and the incident angle of light are limited by the numerical aperture of each microlens, whereas in the screen 12 according to the present embodiment, the viewing angle and the light Is not limited to the numerical aperture of each microlens 210.
　一般に、マイクロレンズアレイの全体から出射する光が広がる拡散角は、各マイクロレンズでの拡散角と等しい。従って、マイクロレンズアレイの拡散角「θ」は、マイクロレンズの開口数「ＮＡ」と、以下の式（１）に示す関係が成立する。
　　　　　　　ＮＡ＝ｓｉｎ（θ／２）　　　　（１）
　ここで、開口数ＮＡは、マイクロレンズの曲率等が適切な値になるように各マイクロレンズを設計することで調整可能である。従って、拡散角θについても、同様に、マイクロレンズの曲率等が適切な値になるように各マイクロレンズを設計することで調整することが可能である。具体的には、各マイクロレンズの曲率半径を大きくすることで拡散角θを小さくすることができ、各マイクロレンズの曲率半径を小さくすることで拡散角θを大きくすることができる。 In general, the diffusion angle at which light emitted from the entire microlens array spreads is equal to the diffusion angle at each microlens. Accordingly, the diffusion angle “θ” of the microlens array satisfies the relationship expressed by the following formula (1) with the numerical aperture “NA” of the microlens.
NA = sin (θ / 2) (1)
Here, the numerical aperture NA can be adjusted by designing each microlens so that the curvature or the like of the microlens becomes an appropriate value. Therefore, similarly, the diffusion angle θ can be adjusted by designing each microlens so that the curvature of the microlens becomes an appropriate value. Specifically, the diffusion angle θ can be reduced by increasing the radius of curvature of each microlens, and the diffusion angle θ can be increased by decreasing the radius of curvature of each microlens.
　また、拡散角θは、液晶ディスプレイなどの性能指標である視野角と同様の働きを示し、拡散角θが小さいほど、対応する表示像の部分を視認可能な範囲（所謂アイボックス）は小さくなる。一方、拡散角θが大きいほど、光が拡散する範囲が広くなり、アイポイントＰｅに到達する光量が小さくなる。また、デュアルレンズアレイの場合、光の入射角が各マイクロレンズの開口数ＮＡに応じた上限値を超えると、一方のデュアルレンズアレイのレンズに入射した光が他方のデュアルレンズアレイの対応するレンズに入射しなくなり、観察者が像全体を観察することができなくなる。 Further, the diffusion angle θ has the same function as the viewing angle that is a performance index of a liquid crystal display or the like, and the smaller the diffusion angle θ, the smaller the range (so-called eyebox) in which the portion of the corresponding display image can be visually recognized. . On the other hand, the larger the diffusion angle θ, the wider the range in which light diffuses, and the smaller the amount of light that reaches the eye point Pe. In the case of a dual lens array, when the incident angle of light exceeds an upper limit value corresponding to the numerical aperture NA of each microlens, the light incident on the lens of one dual lens array corresponds to the lens of the other dual lens array. And the observer cannot observe the entire image.
　従って、スクリーン１２に代えてデュアルレンズアレイを用いた場合、視野角と輝度とがトレードオフの関係になり、光の入射角が各マイクロレンズの開口数ＮＡにより制限される。これに対し、本実施例に係るスクリーン１２は、輝度を低下させることなく視野角を広くすることができ、かつ、光の入射角が各マイクロレンズの開口数ＮＡにより制限されないという効果を奏する。 Therefore, when a dual lens array is used instead of the screen 12, the viewing angle and the luminance are in a trade-off relationship, and the incident angle of light is limited by the numerical aperture NA of each microlens. On the other hand, the screen 12 according to the present embodiment has an effect that the viewing angle can be widened without reducing the luminance, and the incident angle of light is not limited by the numerical aperture NA of each microlens.
　以上説明したように、第１実施例に係るスクリーン１２は、複数のマイクロレンズ２１０が配列されたマイクロレンズアレイ２１と、マイクロレンズアレイ２１と対向して配置された反射面２２とを備え、マイクロレンズアレイ２１を通過した光は、反射面２２で反射された後、入射したマイクロレンズ２１０に集光する。この構成により、スクリーン１２は、各マイクロレンズを通過した光を反射させて同一のマイクロレンズに集光させることができるため、デュアルレンズアレイと同様、高解像度を実現しつつ、観察点における輝度ムラ等を低減させることができる。また、スクリーン１２は、輝度を適切に保ちつつ、広い視野角を実現することができる。 As described above, the screen 12 according to the first embodiment includes the microlens array 21 in which a plurality of microlenses 210 are arranged, and the reflective surface 22 that is disposed to face the microlens array 21. The light that has passed through the lens array 21 is reflected by the reflecting surface 22 and then condensed on the incident microlens 210. With this configuration, the screen 12 can reflect the light that has passed through each microlens and collect it on the same microlens. Therefore, as with the dual lens array, the screen 12 achieves high resolution and has uneven luminance at the observation point. Etc. can be reduced. Further, the screen 12 can realize a wide viewing angle while maintaining the luminance appropriately.
　［変形例］
　次に、第１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。 [Modification]
Next, a modification suitable for the first embodiment will be described. The following modifications may be applied to the above-described embodiments in combination.
　（変形例１）
　第１実施例では、スクリーン１２の略全面に光源１の出射光が照射されていた。しかし、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。これに代えて、光源１の出射光は、スクリーン１２の一部かつ任意の範囲に照射されてもよい。これについて、図７を参照して説明する。 (Modification 1)
In the first embodiment, substantially the entire surface of the screen 12 is irradiated with the emitted light from the light source 1. However, the configuration to which the present invention is applicable is not limited to this. Instead of this, the light emitted from the light source 1 may be applied to a part of the screen 12 and an arbitrary range. This will be described with reference to FIG.
　図７（Ａ）～（Ｃ）は、スクリーン１２の反射面２２に対する照射範囲「ＲＩ」の例を示す。なお、図７（Ａ）～（Ｃ）において、スクリーン１２に対する光源１の位置は第１実施例と同一であるものとする。 FIGS. 7A to 7C show examples of the irradiation range “RI” with respect to the reflection surface 22 of the screen 12. 7A to 7C, the position of the light source 1 with respect to the screen 12 is the same as in the first embodiment.
　この場合、図７（Ａ）では、照射範囲ＲＩは、反射面２２の中心部分を含む四角形に設定されている。この場合、反射面２２は、光が入射したマイクロレンズ２１０に光を反射して集光させる。図７（Ｂ）では、照射範囲ＲＩは、図７（Ａ）の例よりも上方に設定され、図７（Ｃ）では、照射範囲ＲＩは、図７（Ａ）の例よりも下方に設定される。これらの場合であっても、反射面２２は、分割前ミラーＭｂと同等の機能を有するため、光が入射したマイクロレンズ２１０に光を反射して集光させる。 In this case, in FIG. 7A, the irradiation range RI is set to a quadrangle including the central portion of the reflecting surface 22. In this case, the reflecting surface 22 reflects and focuses the light on the microlens 210 on which the light is incident. In FIG. 7B, the irradiation range RI is set higher than the example of FIG. 7A, and in FIG. 7C, the irradiation range RI is set lower than the example of FIG. 7A. Is done. Even in these cases, the reflecting surface 22 has a function equivalent to that of the pre-division mirror Mb, and therefore reflects and focuses the light on the microlens 210 on which the light is incident.
　また、照射範囲ＲＩが固定されている場合、反射面２２の全領域のうち、照射範囲ＲＩにある反射面２２の領域のみが分割前ミラーＭｂと同等の機能を有するように設計されてもよい。例えば、この場合、図７（Ａ）～（Ｃ）に示す照射範囲ＲＩを切り出したものをスクリーン１２としてもよく、図７（Ａ）～（Ｃ）に示す照射範囲ＲＩ以外の反射面２２を平面に形成してもよい。 In addition, when the irradiation range RI is fixed, only the region of the reflection surface 22 in the irradiation range RI out of the entire region of the reflection surface 22 may be designed to have a function equivalent to that of the pre-division mirror Mb. . For example, in this case, the screen 12 may be obtained by cutting out the irradiation range RI shown in FIGS. 7A to 7C, and the reflection surface 22 other than the irradiation range RI shown in FIGS. You may form in a plane.
　（変形例２）
　マイクロレンズアレイ２１を構成するマイクロレンズ２１０の形状は、正六角形状であることに限定されない。これについて図８を参照して説明する。 (Modification 2)
The shape of the microlens 210 constituting the microlens array 21 is not limited to a regular hexagonal shape. This will be described with reference to FIG.
　図８（Ａ）～（Ｅ）は、各形状のマイクロレンズ２１０がそれぞれ配列された図である。図８（Ａ）では、マイクロレンズ２１０は、正六角形の形状を有し、格子状に配列されている。図８（Ｂ）では、マイクロレンズ２１０は、正六角形をＹ軸方向に伸張させた形状を有する。図８（Ｃ）では、マイクロレンズ２１０は、正方形の形状を有し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向で揃えて配列されている。図８（Ｄ）では、マイクロレンズ２１０は、正方形の形状を有し、Ｘ軸方向に並べられた列がＹ軸方向において交互にずれて配列されている。図８（Ｅ）では、正方形をＸ軸方向に伸張させた形状を有し、Ｘ軸方向に並べられた列がＹ軸方向において交互にずれて配列されている。 8A to 8E are diagrams in which microlenses 210 having respective shapes are arranged. In FIG. 8A, the microlenses 210 have a regular hexagonal shape and are arranged in a lattice pattern. In FIG. 8B, the micro lens 210 has a shape obtained by extending a regular hexagon in the Y-axis direction. In FIG. 8C, the microlenses 210 have a square shape and are aligned in the X-axis direction and the Y-axis direction. In FIG. 8D, the microlens 210 has a square shape, and the rows arranged in the X-axis direction are alternately shifted in the Y-axis direction. In FIG. 8E, a square has a shape extended in the X-axis direction, and the rows arranged in the X-axis direction are alternately shifted in the Y-axis direction.
　このように、マイクロレンズ２１０の形状は、正六角形に限定されず、必要とされるＸ軸方向の視野角及びＹ軸方向の視野角に応じて適切なＸ軸方向の開口数及びＹ軸方向の開口数になるように設計される。 As described above, the shape of the microlens 210 is not limited to a regular hexagon, and an appropriate numerical aperture in the X-axis direction and Y-axis direction according to a required viewing angle in the X-axis direction and a viewing angle in the Y-axis direction. It is designed to have a numerical aperture of.
　（変形例３）
　スクリーン１２の構成は、図３に示すものに限定されない。これについて、図９及び図１０を参照して説明する。 (Modification 3)
The configuration of the screen 12 is not limited to that shown in FIG. This will be described with reference to FIGS.
　図９（Ａ）は、レンズアレイ層２５と基板層２６とが設けられたスクリーン１２Ａの断面図を示す。この場合、まず、基板層２６の片側に反射面２２の形状を形成し、スパッタリングなどによりコーティングを行う。次に、反射面２２を形成した基板層２６上にマイクロレンズアレイ２１が形成されたレンズアレイ層２５を２Ｐ法などにより転写成形する。 FIG. 9A shows a cross-sectional view of the screen 12A on which the lens array layer 25 and the substrate layer 26 are provided. In this case, first, the shape of the reflection surface 22 is formed on one side of the substrate layer 26, and coating is performed by sputtering or the like. Next, the lens array layer 25 in which the microlens array 21 is formed on the substrate layer 26 on which the reflection surface 22 is formed is transfer-molded by the 2P method or the like.
　図９（Ｂ）は、反射面２２が形成された基板層２６とレンズアレイ層２５Ａとを低屈折率層２８により結合させたスクリーン１２Ｂの断面図を示す。図９（Ｂ）では、レンズアレイ層２５Ａには、基板層２６と対向するようにマイクロレンズアレイ２１Ａが形成されている。そして、低屈折率層２８は、レンズアレイ層２５Ａよりも低屈折率を有する。この構成によっても、レンズアレイ層２５Ａに入射した光は、反射面２２で反射され、当該光が入射したマイクロレンズ２１０に集光する。 FIG. 9B shows a cross-sectional view of the screen 12B in which the substrate layer 26 on which the reflecting surface 22 is formed and the lens array layer 25A are coupled by the low refractive index layer 28. In FIG. 9B, a micro lens array 21A is formed on the lens array layer 25A so as to face the substrate layer 26. The low refractive index layer 28 has a lower refractive index than the lens array layer 25A. Also with this configuration, the light incident on the lens array layer 25A is reflected by the reflecting surface 22, and is condensed on the microlens 210 on which the light is incident.
　図１０（Ａ）は、反射面２２が平面に構成されたスクリーン１２Ｃの断面図を示す。この場合であっても、光源１とスクリーン１２Ｃとの距離が十分な長さに設定されることにより、光源１から出射された光がスクリーン１２Ｃに対して略垂直に入射し、反射面２２で反射された光は、入射したマイクロレンズ２１０に集光する。従って、この場合であっても、好適に、スクリーン１２Ｃは、デュアルレンズアレイと同様、輝度ムラやスペックルノイズ等を抑制して中間像を生成することができる。 FIG. 10A shows a cross-sectional view of the screen 12C in which the reflecting surface 22 is a flat surface. Even in this case, when the distance between the light source 1 and the screen 12C is set to a sufficient length, the light emitted from the light source 1 enters the screen 12C substantially perpendicularly and is reflected by the reflection surface 22. The reflected light is collected on the incident microlens 210. Therefore, even in this case, the screen 12C can generate an intermediate image while suppressing luminance unevenness, speckle noise, and the like, similarly to the dual lens array.
　図１０（Ｂ）は、分割前ミラーＭｂの形状を分割せずにそのまま反射面２２の形状としたスクリーン１２Ｄの断面図を示す。図１０（Ｂ）に示すように、基板層２６Ｂには、分割前ミラーＭｂの形状を有する反射面２２Ｂが形成されている。さらに、反射面２２Ｂに沿って、マイクロレンズ２１０が配列されたレンズアレイ層２５Ｂが形成されている。この場合であっても、第１実施例のスクリーン１２と同様、各マイクロレンズ２１０と反射面２２Ｂとの光路上の距離がほぼ一定となる。従って、スクリーン１２Ｄは、マイクロレンズ２１０を通過した光を、入射したマイクロレンズ２１０に好適に集光させることができる。従って、スクリーン１２Ｄは、第１実施例のスクリーン１２と同様の効果を奏する。 FIG. 10B shows a cross-sectional view of the screen 12D in which the shape of the pre-division mirror Mb is made as it is without changing the shape of the reflection surface 22. As shown in FIG. 10B, a reflective surface 22B having the shape of the pre-division mirror Mb is formed on the substrate layer 26B. Further, a lens array layer 25B in which microlenses 210 are arranged is formed along the reflecting surface 22B. Even in this case, as in the screen 12 of the first embodiment, the distance on the optical path between each microlens 210 and the reflecting surface 22B is substantially constant. Therefore, the screen 12 </ b> D can suitably collect the light that has passed through the microlens 210 onto the incident microlens 210. Therefore, the screen 12D has the same effect as the screen 12 of the first embodiment.
　（変形例４）
　スクリーン１２の用途は、ヘッドアップディスプレイに限定されず、プロジェクタ用のスクリーンとして用いられてもよい。 (Modification 4)
The application of the screen 12 is not limited to the head-up display, and may be used as a projector screen.
　図１１は、光源（プロジェクター）１と、スクリーン１２とを有する投影システムの構成例である。この構成では、ユーザは、光源１からスクリーン１２に光が出射され、スクリーン１２上に投影表示された実像を視認する。この構成であっても、スクリーン１２は、視野角を十分に大きくすることができ、視認性を向上させることができる。また、スクリーン１２と光源１との距離を近づけた場合であっても、ユーザは、投影表示された実像全体を好適に視認することができる。さらに、光源１がレーザスキャン型光源の場合、スクリーン１２は、特有のスペックルノイズの発生を好適に抑制することができる。 FIG. 11 is a configuration example of a projection system having a light source (projector) 1 and a screen 12. In this configuration, the user emits light from the light source 1 to the screen 12 and visually recognizes a real image projected and displayed on the screen 12. Even with this configuration, the screen 12 can sufficiently increase the viewing angle and improve the visibility. Further, even when the distance between the screen 12 and the light source 1 is reduced, the user can preferably visually recognize the entire real image projected and displayed. Further, when the light source 1 is a laser scanning light source, the screen 12 can suitably suppress the generation of specific speckle noise.
　その他、スクリーン１２は、ヘッドマウントディスプレイなどのヘッドアップディスプレイと同様にレーザスキャン型光源から中間像を生成する機器に好適に適用される。この場合であっても、スクリーン１２は、第１実施例と同様、中間像からの拡散角やその方向を好適に調整することができる。 In addition, the screen 12 is suitably applied to a device that generates an intermediate image from a laser scan type light source, like a head-up display such as a head-mounted display. Even in this case, the screen 12 can suitably adjust the diffusion angle from the intermediate image and its direction as in the first embodiment.
　（変形例５）
　図１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、ヘッドアップディスプレイは、コンバイナ１３を有さず、光源１は、車両のフロントウィンドウへ投影することで、フロントウィンドウに表示像を運転者のアイポイントＰｅへ反射させてもよい。 (Modification 5)
The configuration of the head-up display shown in FIG. 1 is an example, and the configuration to which the present invention is applicable is not limited to this. For example, the head-up display does not have the combiner 13, and the light source 1 may reflect the display image on the front window to the driver's eye point Pe by projecting it onto the front window of the vehicle.
　＜第２実施例＞
　次に、第２実施例について説明する。第２実施例のスクリーン１２では、反射面２２で反射した光は、当該光が入射したマイクロレンズ２１０に対して所定個数だけずれた位置に存在するマイクロレンズ２１０に集光する。これにより、スクリーン１２からの反射光の光路が光源１と重なるのを防ぎ、光源１により死角が形成されるのを抑制する。以後、第１実施例と同様の構成要素については、適宜同一の符号を付し、その説明を省略する。 <Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described. In the screen 12 of the second embodiment, the light reflected by the reflecting surface 22 is condensed on the microlens 210 existing at a position shifted by a predetermined number with respect to the microlens 210 on which the light is incident. Thereby, the optical path of the reflected light from the screen 12 is prevented from overlapping with the light source 1, and a blind spot is prevented from being formed by the light source 1. Henceforth, about the component similar to 1st Example, the same code | symbol is attached | subjected suitably and the description is abbreviate | omitted.
　図１２は、第２実施例において、光源１からスクリーン１２Ｘに光が入射する様子を示した図である。図１２は、説明便宜上、スクリーン１２を断面により示している。 FIG. 12 is a diagram showing a state in which light is incident on the screen 12X from the light source 1 in the second embodiment. FIG. 12 shows the screen 12 in section for convenience of explanation.
　図１２に示すように、第２実施例に係るスクリーン１２Ｘは、光源１から光が入射する面に形成された複数のマイクロレンズ２１０が配列されたマイクロレンズアレイ２１と、マイクロレンズアレイ２１の形成面と反対面に形成された反射面２２Ｘとを有する。反射面２２Ｘは、第１実施例の反射面２２と同様、反射コーティングなどによりミラーとして機能し、かつ、正のパワーを有する分割前ミラーＭｂを同心の円又は楕円状の領域に分割し厚みを減らした形状を有し、フレネルレンズと同様の断面を持つ。 As shown in FIG. 12, the screen 12 </ b> X according to the second embodiment includes a microlens array 21 in which a plurality of microlenses 210 formed on a surface on which light from the light source 1 is incident, and the formation of the microlens array 21. And a reflective surface 22X formed on the opposite surface. Similar to the reflective surface 22 of the first embodiment, the reflective surface 22X functions as a mirror by a reflective coating and the like, and the pre-partition mirror Mb having a positive power is divided into concentric circular or elliptical regions to have a thickness. It has a reduced shape and a cross section similar to a Fresnel lens.
　そして、図１２では、反射面２２Ｘは、各マイクロレンズ２１０に入射した光を、当該光が入射した各マイクロレンズ２１０のＹ軸正方向に隣接するマイクロレンズ２１０に反射させる。この場合、反射面２２Ｘとマイクロレンズアレイ２１との距離及び反射面２２Ｘが機能する分割前ミラーＭｂの形状等は、例えば実験等に基づき決定される。 In FIG. 12, the reflecting surface 22X reflects the light incident on each microlens 210 to the microlens 210 adjacent in the positive Y-axis direction of each microlens 210 on which the light is incident. In this case, the distance between the reflective surface 22X and the microlens array 21, the shape of the pre-division mirror Mb on which the reflective surface 22X functions, and the like are determined based on, for example, experiments.
　以下、図１２を参照し、スクリーン１２Ｘへの入射角度が異なる光源１の出射光ごとに、反射面２２Ｘで反射される態様について具体的に説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 12, an aspect in which the light emitted from the light source 1 having a different incident angle on the screen 12 </ b> X is reflected by the reflection surface 22 </ b> X will be specifically described.
　光源１から出射した入射角度がほぼ０である光線３４ａ～３４ｃが示す光は、マイクロレンズ２１０Ｃに入射後、反射面２２Ｘにより反射されてマイクロレンズ２１０ＣのＹ軸正方向に隣接するマイクロレンズ２１０Ｄを通過する。このとき、光線３４ａ～３４ｃが示す光は、マイクロレンズ２１０Ｄの主面上の集光点２１１Ｄで集光し、中間像の画素を構成する。集光点２１１Ｄで集光した光は、光源１よりもＹ軸正方向寄りに存在するコンバイナ１３に向けて射出される。 The light indicated by the light beams 34a to 34c emitted from the light source 1 and having an incident angle of approximately 0 is incident on the microlens 210C, then is reflected by the reflecting surface 22X, and passes through the microlens 210D adjacent to the microlens 210C in the positive Y-axis direction. pass. At this time, the light indicated by the light rays 34a to 34c is condensed at a condensing point 211D on the main surface of the microlens 210D, and constitutes an intermediate image pixel. The light condensed at the condensing point 211 </ b> D is emitted toward the combiner 13 that is closer to the Y-axis positive direction than the light source 1.
　光線３５ａ～３５ｃが示す光は、光線３４ａ～３４ｃが示す光よりも大きい入射角度によりマイクロレンズ２１０Ａに入射後、反射面２２Ｘにより反射されてマイクロレンズ２１０ＡとＹ軸正方向に隣接するマイクロレンズ２１０Ｅを通過する。このとき、光線３５ａ～３５ｃが示す光は、マイクロレンズ２１０Ｅの主面上の集光点２１１Ｅで集光し、中間像の画素を構成する。この場合、反射面２２Ｘは、入射角度が大きい光であっても、分割前ミラーＭｂと同等の機能を有ることから、当該光が入射したマイクロレンズ２１０ＡとＹ軸正方向に隣接するマイクロレンズ２１０Ｅに向かうように反射光の方向を適切に補正する。 The light indicated by the light rays 35a to 35c is incident on the microlens 210A at a larger incident angle than the light indicated by the light rays 34a to 34c, and then is reflected by the reflecting surface 22X and is adjacent to the microlens 210A in the Y axis positive direction. Pass through. At this time, the light indicated by the light rays 35a to 35c is condensed at a condensing point 211E on the main surface of the microlens 210E, and constitutes an intermediate image pixel. In this case, the reflecting surface 22X has a function equivalent to that of the pre-division mirror Mb even if the light has a large incident angle. Therefore, the microlens 210E adjacent to the microlens 210A on which the light has entered in the positive Y-axis direction. Correct the direction of the reflected light so that
　同様に、光線３６ａ～３６ｃが示す光は、光線３５ａ～３５ｃが示す光よりも大きい入射角度によりマイクロレンズ２１０Ｂに入射後、反射面２２Ｘにより反射されてマイクロレンズ２１０ＢとＹ軸正方向に隣接するマイクロレンズ２１０Ｆを通過する。このとき、光線３６ａ～３６ｃが示す光は、マイクロレンズ２１０Ｆの主面上の集光点２１１Ｆで集光し、中間像の画素を構成する。この場合、反射面２２Ｘは、マイクロレンズアレイ２１への光の入射角度によらず、当該光が入射したマイクロレンズ２１０ＢとＹ軸正方向に隣接するマイクロレンズ２１０Ｆに向かうように反射光の方向を適切に補正する。 Similarly, the light indicated by the light rays 36a to 36c is incident on the microlens 210B at a larger incident angle than the light indicated by the light rays 35a to 35c, and then is reflected by the reflecting surface 22X and is adjacent to the microlens 210B in the positive Y-axis direction. It passes through the micro lens 210F. At this time, the light indicated by the light rays 36a to 36c is condensed at a condensing point 211F on the main surface of the microlens 210F to constitute an intermediate image pixel. In this case, the reflecting surface 22X changes the direction of the reflected light so as to go to the microlens 210B where the light is incident and to the microlens 210F adjacent in the positive Y-axis direction regardless of the incident angle of the light to the microlens array 21. Correct appropriately.
　このように、各マイクロレンズ２１０に入射した光は、当該各マイクロレンズ２１０のＹ軸正方向に隣接するマイクロレンズ２１０で集光し、中間像の各画素を構成する。そして、集光された光は、光源１よりもＹ軸正方向に向かって射出される。従って、スクリーン１２Ｘで反射した光は、光源１と重ならない方向に射出されるため、光源１による死角が形成されない。 In this way, the light incident on each microlens 210 is collected by the microlens 210 adjacent to the microlens 210 in the positive Y-axis direction to constitute each pixel of the intermediate image. The condensed light is emitted from the light source 1 in the positive direction of the Y axis. Therefore, since the light reflected by the screen 12X is emitted in a direction not overlapping the light source 1, no blind spot is formed by the light source 1.
　次に、光源１の出射光が入射されるマイクロレンズ２１０と反射面２２Ｘからの反射光が集光するマイクロレンズ２１０との位置関係について、図１３を参照してさらに具体的に説明する。 Next, the positional relationship between the microlens 210 on which the light emitted from the light source 1 is incident and the microlens 210 on which the reflected light from the reflecting surface 22X is collected will be described more specifically with reference to FIG.
　図１３（Ａ）～（Ｃ）は、配列されたマイクロレンズ２１０に対して光源１の出射光が入射する箇所（「入射スポットＳＩ」とも呼ぶ。）と、反射面２２Ｘからの反射光が集光して射出する箇所（「射出スポットＳＯ」とも呼ぶ。）との位置関係を示す図である。 In FIGS. 13A to 13C, the locations where the light emitted from the light source 1 is incident on the arranged microlenses 210 (also referred to as “incident spot SI”) and the reflected light from the reflecting surface 22X are collected. It is a figure which shows the positional relationship with the location (it is also called "injection spot SO") which shines and inject | emits.
　図１３（Ａ）の例では、正六角形のマイクロレンズ２１０が格子状に配列されている。そして、射出スポットＳＯが存在するマイクロレンズ２１０Ｙは、入射スポットＳＩが存在するマイクロレンズ２１０Ｘに対してＹ軸正方向に隣接した位置に存在する。また、図１３（Ｂ）の例では、正方形のマイクロレンズ２１０がＸ軸方向及びＹ軸方向に整列された状態で配列されている。そして、射出スポットＳＯが存在するマイクロレンズ２１０Ｖは、入射スポットＳＩが存在するマイクロレンズ２１０Ｚに対してＹ軸正方向に隣接した位置に存在する。図１３（Ｃ）の例では、正六角形のマイクロレンズ２１０が格子状に配列されている。そして、射出スポットＳＯが存在するマイクロレンズ２１０Ｙは、入射スポットＳＩが存在するマイクロレンズ２１０ＷとＸ軸上で同一位置に存在し、かつ、マイクロレンズ２１０Ｘにより隔てられた位置に存在する。 In the example of FIG. 13A, regular hexagonal microlenses 210 are arranged in a lattice pattern. The microlens 210Y where the exit spot SO exists is present at a position adjacent to the microlens 210X where the incident spot SI exists in the positive direction of the Y axis. In the example of FIG. 13B, the square microlenses 210 are arranged in a state of being aligned in the X-axis direction and the Y-axis direction. The microlens 210V where the exit spot SO exists is located at a position adjacent to the microlens 210Z where the incident spot SI exists in the positive direction of the Y axis. In the example of FIG. 13C, regular hexagonal microlenses 210 are arranged in a lattice pattern. The microlens 210Y where the exit spot SO is present is present at the same position on the X axis as the microlens 210W where the incident spot SI is present, and is present at a position separated by the microlens 210X.
　このように、射出スポットＳＯが存在するマイクロレンズ２１０は、入射スポットＳＩが存在するマイクロレンズ２１０と所定個数（図１３（Ａ）、（Ｂ）では１、図１３（Ｃ）では２）だけＹ軸正方向に離れた位置に存在する。このようにすることで、光源１を避けるように反射面２２Ｘで反射方向がＹ軸正方向に補正されて拡散するため、光源１により死角が形成されない。また、射出スポットＳＯが存在するマイクロレンズ２１０は、入射スポットＳＩが存在するマイクロレンズ２１０とＸ軸上で同一位置に存在する。このようにすることで、スクリーン１２Ｘからの反射光は、Ｘ軸方向に対して左右対称に拡散するため、光源１及びスクリーン１２Ｘの配置調整が容易となる。 In this way, the microlens 210 where the exit spot SO exists is equal to the predetermined number of microlenses 210 where the incident spot SI exists (1 in FIGS. 13A and 13B and 2 in FIG. 13C). It exists in the position away in the axial positive direction. By doing so, the reflection direction is corrected to the positive direction of the Y-axis on the reflection surface 22X so as to avoid the light source 1, and the light source 1 does not form a blind spot. Further, the microlens 210 where the exit spot SO exists is located at the same position on the X axis as the microlens 210 where the incident spot SI exists. By doing so, the reflected light from the screen 12X diffuses symmetrically with respect to the X-axis direction, so that the arrangement adjustment of the light source 1 and the screen 12X becomes easy.
　以上説明したように、第２実施例に係るスクリーン１２Ｘは、複数のマイクロレンズ２１０が配列されたマイクロレンズアレイ２１と、マイクロレンズアレイ２１と対向して配置された反射面２２Ｘとを備える。そして、マイクロレンズアレイ２１を通過した光は、反射面２２Ｘで反射された後、入射したマイクロレンズ２１０以外のマイクロレンズ２１０に集光する。このようにすることで、スクリーン１２Ｘは、入射方向である光源１とは異なる方向に光を反射することができ、光源１により死角が形成されるのを好適に抑制することができる。 As described above, the screen 12X according to the second embodiment includes the microlens array 21 in which a plurality of microlenses 210 are arranged, and the reflection surface 22X arranged to face the microlens array 21. The light that has passed through the microlens array 21 is reflected by the reflecting surface 22X, and then condensed on the microlens 210 other than the incident microlens 210. By doing in this way, the screen 12X can reflect light in the direction different from the light source 1 which is an incident direction, and it can suppress suitably that a blind spot is formed by the light source 1. FIG.
　［変形例］
　次に、第２実施例に好適な変形例について説明する。第２実施例では、第１実施例の変形例１～変形例３及び変形例５に加えて、以下に述べる変形例６及び変形例７を任意に組み合わせて適用することができる。 [Modification]
Next, a modified example suitable for the second embodiment will be described. In the second embodiment, in addition to Modifications 1 to 3 and Modification 5 of the first embodiment, Modifications 6 and 7 described below can be applied in any combination.
　（変形例６）
　本変形例は、第１実施例の変形例４を第２実施例に適用した場合の具体例を示す。図１４は、光源（プロジェクター）１と、スクリーン１２Ｘとを有する第２実施例に係る投影システムの構成例である。この構成では、ユーザは、光源１からスクリーン１２Ｘに光が出射され、スクリーン１２Ｘ上に投影表示された実像を視認する。この場合、光源１から出射された光は、Ｙ軸正方向に反射方向が補正されてスクリーン１２Ｘで反射される。従って、この構成によれば、第１実施例の変形例４による作用効果に加え、光源１による死角が形成されないという作用効果を奏し、観察者は、好適にスクリーン１２Ｘに投影表示された映像を視認することができる。 (Modification 6)
This modification shows a specific example when the modification 4 of the first embodiment is applied to the second embodiment. FIG. 14 is a configuration example of a projection system according to the second embodiment having a light source (projector) 1 and a screen 12X. In this configuration, the user emits light from the light source 1 to the screen 12X, and visually recognizes the real image projected and displayed on the screen 12X. In this case, the light emitted from the light source 1 is reflected by the screen 12X with the reflection direction corrected in the positive direction of the Y axis. Therefore, according to this configuration, in addition to the function and effect of the modification 4 of the first embodiment, the effect that the blind spot by the light source 1 is not formed is achieved, and the observer preferably displays the image projected and displayed on the screen 12X. It can be visually recognized.
　（変形例７）
　図１３の説明では、射出スポットＳＯが存在するマイクロレンズ２１０は、入射スポットＳＩが存在するマイクロレンズ２１０と所定個数だけＹ軸正方向に離れた位置に存在した。しかし、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。これに代えて、射出スポットＳＯが存在するマイクロレンズ２１０は、入射スポットＳＩが存在するマイクロレンズ２１０と所定個数だけＹ軸負方向又はＸ軸方向に離れた位置に存在してもよい。これについて、図１５を参照して説明する。 (Modification 7)
In the description of FIG. 13, the microlens 210 where the exit spot SO exists is located at a position away from the microlens 210 where the incident spot SI exists by a predetermined number in the Y-axis positive direction. However, the configuration to which the present invention is applicable is not limited to this. Alternatively, the microlens 210 where the exit spot SO exists may exist at a position that is a predetermined number away from the microlens 210 where the incident spot SI exists in the Y-axis negative direction or the X-axis direction. This will be described with reference to FIG.
　図１５（Ａ）、（Ｂ）は、変形例において入射スポットＳＩと射出スポットＳＯとの位置関係を示す図である。図１５（Ａ）の例では、射出スポットＳＯが存在するマイクロレンズ２１０Ｗは、入射スポットＳＩが存在するマイクロレンズ２１０ＸとＸ軸方向において一致し、かつ、Ｙ軸負方向に隣接した位置に存在する。この場合、スクリーン１２Ｘで反射した光は、光源１よりもＹ軸負方向にずれた位置を通過する。従って、この場合であっても、光源１による死角が形成されない。 15A and 15B are diagrams showing the positional relationship between the incident spot SI and the exit spot SO in the modification. In the example of FIG. 15A, the microlens 210W where the exit spot SO exists coincides with the microlens 210X where the incident spot SI exists in the X-axis direction, and is present at a position adjacent to the Y-axis negative direction. . In this case, the light reflected by the screen 12X passes through a position shifted in the negative Y-axis direction from the light source 1. Therefore, even in this case, a blind spot due to the light source 1 is not formed.
　図１５（Ｂ）の例では、射出スポットＳＯが存在するマイクロレンズ２１０Ｈは、入射スポットＳＩが存在するマイクロレンズ２１０ＧとＹ軸方向において一致し、かつ、Ｘ軸負方向に１つ分だけずれた位置に存在する。この場合、スクリーン１２Ｘで反射した光は、光源１よりもＸ軸負方向にずれた位置を通過する。従って、この場合、光源１による死角が形成されない。同様に、図１５（Ｃ）の例では、射出スポットＳＯが存在するマイクロレンズ２１０Ｉは、入射スポットＳＩが存在するマイクロレンズ２１０ＧとＹ軸方向において一致し、かつ、Ｘ軸正方向に１つ分だけずれた位置に存在する。この場合、スクリーン１２Ｘで反射した光は、光源１よりＸ軸正方向にずれた位置を通過する。従って、この場合についても、光源１による死角が形成されない。 In the example of FIG. 15B, the microlens 210H where the exit spot SO exists coincides with the microlens 210G where the incident spot SI exists in the Y-axis direction and is shifted by one in the negative X-axis direction. Exists in position. In this case, the light reflected by the screen 12X passes through a position shifted in the negative direction of the X axis from the light source 1. Accordingly, in this case, a blind spot due to the light source 1 is not formed. Similarly, in the example of FIG. 15C, the microlens 210I in which the exit spot SO exists coincides with the microlens 210G in which the incident spot SI exists in the Y-axis direction and is one in the X-axis positive direction. It exists in the position shifted only. In this case, the light reflected by the screen 12X passes through a position shifted in the X axis positive direction from the light source 1. Therefore, also in this case, the blind spot by the light source 1 is not formed.
　本発明に係る光学素子は、ヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイなどで用いられる中間像生成用の光学素子や、プロジェクタ用スクリーンなどに好適に利用することができる。 The optical element according to the present invention can be suitably used for an optical element for generating an intermediate image used in a head-up display, a head-mounted display, or the like, a projector screen, or the like.
　１　光源
　２　画像入力部
　３　ビデオＡＳＩＣ
　７　レーザドライバＡＳＩＣ
　８　ＭＥＭＳ制御部
　９　レーザ光源部
　１０　ＭＥＭＳミラー
　１２、１２Ａ～１２Ｄ、１２Ｘ　スクリーン
　１３　コンバイナ
　２１　マイクロレンズアレイ
　２２、２２Ｘ　反射面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Image input part 3 Video ASIC
7 Laser driver ASIC
8 MEMS control unit 9 Laser light source unit 10 MEMS mirror 12, 12A to 12D, 12X screen 13 Combiner 21 Micro lens array 22, 22X Reflecting surface

Claims (11)

  1. 　複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイ部と、
    　前記マイクロレンズアレイ部と対向して配置された反射部とを備え、
    　前記マイクロレンズアレイ部を通過した光は、前記反射部で反射された後、入射したマイクロレンズに集光することを特徴とする光学素子。     A microlens array section in which a plurality of microlenses are arranged;
    A reflective portion disposed opposite to the microlens array portion,
    The light that has passed through the microlens array unit is reflected by the reflection unit and then condensed on the incident microlens.
  2. 　前記マイクロレンズアレイ部を通過した光は、前記反射部で反射された後、入射したマイクロレンズの主面に集光することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。 2. The optical element according to claim 1, wherein the light that has passed through the microlens array part is reflected by the reflection part and then collected on the main surface of the incident microlens.
  3. 　前記マイクロレンズアレイ部は、光源からの出射光が入射され、
    　前記マイクロレンズアレイ部を通過した光は、前記反射部で反射された後、入射したマイクロレンズに集光し、前記光源側に射出されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子。     The microlens array unit receives light emitted from a light source,
    3. The optical device according to claim 1, wherein the light that has passed through the microlens array unit is reflected by the reflecting unit, then converges on an incident microlens, and is emitted to the light source side. element.
  4. 　前記反射部は、正のパワーを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflecting portion has a positive power.
  5. 　前記反射部は、正のパワーを有するミラーを分割して厚みを減らしたミラーであることを特徴とする請求項４に記載の光学素子。 The optical element according to claim 4, wherein the reflecting portion is a mirror in which a mirror having a positive power is divided to reduce a thickness.
  6. 　前記マイクロレンズアレイ部と、前記反射部とは、一体構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 5, wherein the microlens array part and the reflection part are integrally formed.
  7. 　前記複数のマイクロレンズの各々には、１つの画素に対応する光が入射され、前記１つの画素に対応する反射光が集光することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学素子。 The light corresponding to one pixel is incident on each of the plurality of microlenses, and the reflected light corresponding to the one pixel is collected. The optical element described.
  8. 　プロジェクタ用スクリーンであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学素子。 The optical element according to claim 1, wherein the optical element is a projector screen.
  9. 　請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学素子と、
    　前記光学素子に表示像を構成する光を出射する光源と、
    を有することを特徴とする光源ユニット。     An optical element according to any one of claims 1 to 7,
    A light source that emits light constituting a display image on the optical element;
    A light source unit comprising:
  10. 　前記光源は、レーザスキャン型光源であることを特徴とする請求項９に記載の光源ユニット。 10. The light source unit according to claim 9, wherein the light source is a laser scan type light source.
  11. 　請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学素子を備え、前記光学素子によって形成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。 A head-up display comprising the optical element according to any one of claims 1 to 7, wherein an image formed by the optical element is visually recognized as a virtual image from a position of a user's eyes.
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