圖像顯示裝置制造方法及圖紙

圖像顯示裝置(100)能夠從目視框(E)的范圍內視覺辨認圖像，其特征在于，該圖像顯示裝置(100)具有光源部(110)、屏幕(140)、掃描部(130)及光學系統(155)。屏幕(140)包括配置了多個微鏡(3)的一片微鏡陣列(1)。掃描部(130)包括將從光源部(110)射出的光反射的反射鏡(130a)，通過使該反射鏡(130a)以可動中心(130c)為中心擺動，使光在屏幕(140)上掃描而形成圖像。光學系統(155)將屏幕(140)上的圖像引導至目視框(E)。由被屏幕(140)衍射的衍射光的光束中、通過目視框(E)的中心的0次衍射光和通過目視框(E)的中心的1次衍射光所成的角(θ

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】圖像顯示裝置
本專利技術涉及具有微鏡陣列(microlensarray)作為顯示圖像的屏幕的圖像顯示裝置。
技術介紹
頭戴式顯示器例如利用MEMS鏡(Micro-Electro-MechanicalSystemsMirror)等將圖像形成于屏幕上。形成于屏幕上的圖像作為圖像光被從屏幕射出。該圖像光由被稱為合并器(combiner)的反射鏡等反射并被放大元件等放大后，被引導至駕駛員的眼睛的位置(眼點(eyepoint))。形成于屏幕上的圖像作為虛像被從眼點視覺辨認。以往，提出了將周期性排列多個透鏡形成的微鏡陣列應用于頭戴式顯示器的屏幕的技術。但是，在將一片微鏡陣列應用于屏幕的情況下，產生由于微鏡陣列的周期性構造引起的衍射光導致的亮度不均，而成為問題。因此，在專利文獻1中使用了第1微鏡陣列部及第2微鏡陣列部這兩片微鏡陣列。兩片微鏡陣列在彼此分開比排列在第1微鏡陣列部中的微鏡陣列的焦距長的距離的位置處對置配置。并且，構成為在第1微鏡陣列部排列的微鏡彼此之間的間隔比在第2微鏡陣列部排列的微鏡彼此之間的間隔窄。由此，抑制了過度的亮點的產生。即，通過使用兩片微鏡陣列，能夠抑制因微鏡陣列的周期性的規則排列引起的衍射光的產生。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2012－226304號公報(第13-16頁，圖3)
技術實現思路
專利技術要解決的問題但是，由于使用兩片微鏡陣列，因而存在光的透過率降低、光的利用效率降低的問題。另外，由于使用兩片微鏡陣列，因而裝配變復雜，存在生產性降低、成本升高的問題。本專利技術正是為了解決上述的問題而完成的，能夠利用一片微鏡陣列來降低過度的亮點的視覺辨認性。即，能夠使得難以觀察到亮點。用于解決問題的手段本專利技術的圖像顯示裝置使得能夠在目視框的范圍內視覺辨認圖像，其特征在于，所述圖像顯示裝置具有：光源部，其發出光；屏幕，其包括配置了多個微鏡的一片微鏡陣列；掃描部，其包括對從所述光源部射出的光進行反射的反射鏡，通過使該反射鏡以可動中心為中心進行擺動，使得所述光在所述屏幕上掃描而形成所述圖像；以及光學系統，其將所述屏幕上的所述圖像引導至所述目視框，由被所述屏幕衍射的衍射光的光束中的、通過所述目視框的中心的0次衍射光和通過所述目視框的中心的1次衍射光所成的角小于最小視角。專利技術效果根據本專利技術的圖像顯示裝置，能夠通過一片微鏡陣列而使得難以觀察到亮點。附圖說明圖1是示出本專利技術的實施方式1所示的微鏡陣列的圖。圖2是示出在本專利技術的實施方式1所示的微鏡陣列的設計中使用的基本鏡格(primitivelattice)的圖。圖3是示出本專利技術的實施方式1所示的微鏡陣列的頂點的移動的圖。圖4是概略性示出本專利技術的實施方式1所示的圖像顯示裝置的圖。圖5是示出從本專利技術的實施方式1所示的圖像顯示裝置射出的光的光路的圖。圖6是概略性示出本專利技術的實施方式1所示的圖像顯示裝置的光學結構的圖。圖7是示出本專利技術的實施方式1所示的圖像顯示裝置的仿真結果的圖。圖8是示出從本專利技術的實施方式2所示的圖像顯示裝置射出的光的光路的圖。圖9是概略性示出本專利技術的實施方式2所示的圖像顯示裝置的光學結構的圖。圖10是示出本專利技術的實施方式3所示的微鏡陣列的圖。圖11是示出在本專利技術的實施方式3所示的微鏡陣列的設計中使用的基本鏡格的圖。圖12是用于說明本專利技術的實施方式3所示的微鏡陣列的設計的圖。圖13是用于說明本專利技術的實施方式3所示的微鏡陣列的設計的圖。圖14是示出本專利技術的實施方式3所示的微鏡陣列所包含的微鏡的頂點的位置的圖。圖15是示出本專利技術的實施方式4所示的微鏡陣列中彼此不同的基本模式透鏡組的配置的圖。圖16是用于說明本專利技術的實施方式4所示的微鏡陣列的特性的圖。具體實施方式以往，提出了在頭戴式顯示器(Head-UpDisplay)中應用微鏡陣列的技術。微鏡陣列是將多個微鏡(microlens)周期性地排列形成的光學元件。該微鏡陣列是用于將駕駛員能夠觀察到的顯示圖像作為中間像來形成的光學元件。并且，該微鏡陣列是用于擴大駕駛員能夠觀察到顯示圖像的范圍的光學元件。在將微鏡陣列應用于頭戴式顯示器的情況下，微鏡陣列被用作投影圖像光的屏幕。在此，“圖像光”是指具有圖像信息的光。在將微鏡陣列用作頭戴式顯示器的屏幕的情況下，需要較大的屏幕尺寸。因此，微鏡陣列需要多個微鏡。例如，在制作尺寸為75[mm]×25[mm]的屏幕的情況下，在屏幕上存在約135萬個微鏡。在此，屏幕上的微鏡的配置為蜂窩構造。并且，將微鏡彼此之間的間隔設為40[μm]。即，微鏡的重復周期是40[μm]。作為現有技術，公開了使微鏡的頂點在規定的條件下進行移位且不規則(隨機)地排列微鏡的微鏡陣列。例如，記載于作為專利文獻的日本特開2007-108400號公報的第0021段中。但是，在增大微鏡陣列的情況下，在專利文獻1所記載的方法中需要對多個微鏡的配置進行設定，存在屏幕的設計數據變得龐大的問題。本專利技術能夠解決該問題。即，能夠提供相比以往減少了設計數據的微鏡陣列。并且，能夠提供相比以往減少了被用作屏幕的微鏡陣列的設計數據的圖像顯示裝置。并且，如上所述，在專利文獻1所記載的由兩片微鏡陣列構成的屏幕中，存在顯示圖像的點狀的像素由于亮度不均而醒目的問題。在本專利技術中，能夠消除因亮度不均引起的顯示圖像的點狀的像素醒目的情況。實施方式1<微鏡陣列1的結構>圖1是示出本專利技術的實施方式1的微鏡陣列1的圖。如圖1的粗線的四方框所示，微鏡陣列1包括多個基本模式透鏡組(basicpatternlensgroup)2。例如，基本模式透鏡組2呈矩形形狀。基本模式透鏡組2的縱向長度和橫向長度分別是長度L1和長度L2。在圖1中，特別示出了基本模式透鏡組2是正方形的情況。即，圖1的基本模式透鏡組2的L1＝L2＝L。圖1所示的微鏡陣列1采取將多個基本模式透鏡組2縱向排列兩個、橫向排列三個的結構。即，圖1所示的微鏡陣列1按照2×3來排列基本模式透鏡組2。各個基本模式透鏡組2隔著邊界線B1～B7相鄰配置。即，微鏡陣列1的微鏡3的配置是將基本模式透鏡組2的微鏡3的配置模式重復而得的結構。邊界線B1～B7相當于第1邊界線。另外，在下文中例如“B1～B7”這樣的表述表示“B1、B2、B3、B4、B5、B6及B7”。該表述在“B1”等不同時也同樣。并且，邊界線B1～B7包含直線。在圖1中，邊界線B1～B7用直線表示。在圖1中示出了微鏡陣列1的一部分區域。但是，在實際的微鏡陣列1中，沿縱向及橫向反復排列有6個以上的相同的基本模式透鏡組2。在一個基本模式透鏡組2的區域內配置有多個微鏡3。微鏡3的邊界線例如形成為多邊形。微鏡3內部的黑點表示微鏡2的頂點4。頂點4存在于微鏡陣列1所包含的所有的微鏡3中。但是，在圖1中為了簡化起見，僅對一部分的微鏡3示出了頂點4的位置。頂點4是指相對于成為微鏡陣列1的基準的面的、在微鏡3的透鏡面上最突出的位置。成為基準的面例如是指，成為為了形成微鏡陣列1而配置多個微鏡3的基礎的面。即，在成為基準的面上配置多個微鏡3來形成微鏡陣列1。在此，對實施方式1的基本模式透鏡組2的重復周期長度L[mm]進行說明。重復周期長度L[mm]是微鏡陣列1所包含的重復構造的最小單位。在圖1中，相當于基本模式透鏡組2的一條邊的長度L[mm]。在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種圖像顯示裝置，其使得能夠從目視框的范圍內視覺辨認圖像，其特征在于，所述圖像顯示裝置具有：光源部，其發出光；屏幕，其包括配置了多個微鏡的一個微鏡陣列；掃描部，其包括對從所述光源部射出的光進行反射的反射鏡，所述掃描部通過使該反射鏡以可動中心為中心進行擺動，使所述光在所述屏幕上掃描而形成所述圖像；以及光學系統，其將所述屏幕上的所述圖像引導至所述目視框，由被所述屏幕衍射的衍射光的光束中的、通過所述目視框的中心的0次衍射光和通過所述目視框的中心的1次衍射光所成的角小于最小視角。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.09.03 JP 2014-1792641.一種圖像顯示裝置，其使得能夠從目視框的范圍內視覺辨認圖像，其特征在于，所述圖像顯示裝置具有：光源部，其發出光；屏幕，其包括配置了多個微鏡的一個微鏡陣列；掃描部，其包括對從所述光源部射出的光進行反射的反射鏡，所述掃描部通過使該反射鏡以可動中心為中心進行擺動，使所述光在所述屏幕上掃描而形成所述圖像；以及光學系統，其將所述屏幕上的所述圖像引導至所述目視框，由被所述屏幕衍射的衍射光的光束中的、通過所述目視框的中心的0次衍射光和通過所述目視框的中心的1次衍射光所成的角小于最小視角。2.根據權利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述微鏡陣列重復配置了多個基本模式透鏡組，該基本模式透鏡組是隨機配置了所述微鏡的頂點的區域。3.根據權利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，在設從所述光源部射出的光的波長為λ、設與通過所述目視框的中心的0次衍射光對應的入射到屏幕的光線和與通過目視框的中心的1次衍射光對應的入射到屏幕(140)的光線所成的角為θ0、設所述微陣列鏡的1次衍射光的衍射角為θin時，當設所述光學系統與所述目視框之間的距離為D2、所述光學系統的焦距為f、所述人的視力為a時，相鄰的所述基本模式透鏡組的各自對應的位置處的所述微鏡間的距離即基本模式透鏡組的重復周期長度L，在下式的范圍中，滿足下式：4.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：中川望，中原宏勛，岸上智，竹下伸夫，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：發明
國別省市：日本,JP