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図面 (8)

課題

小型でありながら大きな拡大率投射画像を形成可能な遠視空中像投射装置を提供すること。

解決手段

遠視点空中像投射装置3において、第1反射拡大鏡6は、画像表示装置2の表示画像10を、拡大して、その入射方向とは異なる方向に反射する。第1反射拡大鏡6で反射された拡大反射画像は、第2反射拡大鏡8に入射し、ここで更に拡大されて、当該拡大反射画像の入射方向とは異なる遠視点12に向かう方向に反射される。遠視点12からは、大きく拡大された表示画像の虚像が、自然に近い画像として観察される。第1、第2反射拡大鏡6、8を光軸上に配置することで、反射光学系合成焦点距離を小さくでき、小型で大きな拡大像が得られる。

概要

背景

従来から、拡大鏡を用いた遠視点の虚像確認装置は、視力検査装置等として、多くの提案がなされている。これらの装置はいずれも、歪の少ない虚像を得るために、装置が大型化する傾向がある。また、明るさが要求される場合、外乱光の影響が大きい場所で使用される場合、小型化が要求される場合などにおける投射装置としては不向きである。

空中像を形成する方式として、ヘッドアップディスプレイに代表されるマイクロプロジェクターが提案されている(特開2014−194495号公報、特開2019−12238号公報)。これらは、小型化を達成するために、光源系に、R、G、Bからなるレーザー光LED光などの光をダイクロイックプリズムなどの波長合成ステムにより疑似白色光とし、この光を、駆動型マイクロミラーを用いた走査系により、外部に設けられたスクリーンに直接投射するものである。

また、空中像を形成する方式として、AIミラーを用いた方式(特開2014−235368号公報、特開2017−227683号公報)が提案されている。これは、積層マイクロミラーを直交配置した構成の特殊ミラーを用いた空中像投射装置であり、画像表示装置に対して、逆方向または同一方向に、空中像を構成する。この方式による装置は、ゲーム用、イベント用などに採用されているが、基本的に、表示画像と空中像がほぼ同一サイズ結像され、空中像に対する外乱光の影響が大きいので、自動車などの強い外乱光を受ける場所での使用には不向きである。

概要

小型でありながら大きな拡大率投射画像を形成可能な遠視点空中像投射装置を提供すること。遠視点空中像投射装置3において、第1反射拡大鏡6は、画像表示装置2の表示画像10を、拡大して、その入射方向とは異なる方向に反射する。第1反射拡大鏡6で反射された拡大反射画像は、第2反射拡大鏡8に入射し、ここで更に拡大されて、当該拡大反射画像の入射方向とは異なる遠視点12に向かう方向に反射される。遠視点12からは、大きく拡大された表示画像の虚像が、自然に近い画像として観察される。第1、第2反射拡大鏡6、8を光軸上に配置することで、反射光学系合成焦点距離を小さくでき、小型で大きな拡大像が得られる。A

目的

本発明の目的は、このような点に鑑みて、小型でありながら大きな拡大率で投射画像を形成可能な遠視点空中像投射装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

画像表示装置表示画像遠視点から観察できるように、当該表示画像を拡大して空中像として投射表示する遠視点空中像投射装置において、第1反射鏡および第2反射鏡を備えており、前記第1反射鏡は、前記表示画像が入射する位置に配置され、前記表示画像を前記入射方向に対して所定の傾き角だけ傾斜した方向に反射し、前記第2反射鏡は、前記第1反射鏡で反射された前記表示画像の反射画像が入射する位置に配置され、前記反射画像を前記遠視点に向けて反射し、前記第1、第2反射鏡のうちの少なくとも一方は反射拡大鏡であり、前記第1反射鏡が前記反射拡大鏡の場合には、前記表示画像を拡大して前記第2反射鏡に向けて反射し、前記第2反射鏡が前記反射拡大鏡の場合には、前記第1反射鏡からの反射画像を拡大して前記遠視点に向けて反射することを特徴とする遠視点空中像投射装置。

請求項2

請求項1に記載の遠視点空中投射装置において、前記第1反射鏡および前記第2反射鏡のそれぞれの投射角調整および光軸位置調整を行う調整機構を備えている遠視点空中像投射装置。

請求項3

請求項1または2に記載の遠視点空中像投射装置において、前記第1反射鏡に入射する前記表示画像が、入射光軸に対して、当該第1反射鏡の傾き角と同一の角で傾斜している遠視点空中像投射装置。

請求項4

請求項1ないし3のうちのいずれか一つの項に記載の遠視点空中像投射装置において、前記第1反射鏡は凹面鏡からなる第1反射拡大鏡であり、前記第2反射鏡は凹面鏡からなる第2反射拡大鏡である遠視点空中像投射装置。

請求項5

請求項4に記載の遠視点空中像投射装置において、前記第1反射拡大鏡の曲率半径をR1とし、前記第2反射拡大鏡の曲率半径をR2とすると、R1≧R2である遠視点空中像投射装置。

請求項6

請求項4または5に記載の遠視点空中像投射装置において、前記第1反射拡大鏡の曲率半径をR1とし、前記第2反射拡大鏡の曲率半径をR2とすると、0<R2/R1である遠視点空中像投射装置。

請求項7

請求項1ないし4のうちのいずれか一つの項に記載の遠視点空中像投射装置において、前記反射拡大鏡は、非球面反射鏡である遠視点空中像投射装置。

請求項8

請求項1ないし7のうちのいずれか一つの項に記載の遠視点空中像投射装置において、前記第1反射鏡の入射側に配置された投射光学系を備えており、前記投射光学系は、入射側および射出側の双方においてテレセントリックになるように構成されており、前記表示画像は、前記投射光学系を介して、前記第1反射鏡に入射する遠視点空中像投射装置。

請求項9

請求項1ないし7のうちのいずれか一つの項に記載の遠視点空中像投射装置において、前記第1反射鏡の入射側に配置されたコリメートレンズおよび光学拡散板を備え、前記表示画像は前記コリメートレンズおよび前記光学拡散板を順次に経由して、前記第1反射鏡に入射するように配列されており、前記画像表示装置は光走査装置であり、前記光走査装置による光走査面の近傍に前記コリメートレンズの結像点が位置するように、前記光走査装置に対する前記コリメートレンズの配置位置が設定されている遠視点空中像投射装置。

請求項10

請求項1ないし9のうちのいずれか一つの項に記載の遠視点空中像投射装置において、前記画像表示装置から前記第1反射鏡に入射する前記表示画像の入射光路と、前記第2反射鏡で反射されて前記遠視点に向かう前記表示画像の拡大反射画像の反射光路とが交差するように、前記画像表示装置、前記第1反射鏡、前記第2反射鏡および前記遠視点の位置関係が設定されている遠視点空中像投射装置。

請求項11

請求項10に記載の遠視点空中像投射装置において、前記入射光路は垂直方向に延びる光路であり、前記反射光路は水平方向に延びる光路であり、前記画像表示装置に対して前記第1反射鏡は下方の位置に配置され、前記第2反射鏡は、前記画像表示装置よりも下側の位置であって、前記第1反射鏡に対して斜め上方の位置に配置されている遠視点空中像投射装置。

技術分野

0001

本発明は、画像表示装置に表示される表示画像を拡大して空中像として投射表示する遠視点空中像投射装置に関する。

背景技術

0002

従来から、拡大鏡を用いた遠視点の虚像確認装置は、視力検査装置等として、多くの提案がなされている。これらの装置はいずれも、歪の少ない虚像を得るために、装置が大型化する傾向がある。また、明るさが要求される場合、外乱光の影響が大きい場所で使用される場合、小型化が要求される場合などにおける投射装置としては不向きである。

0003

空中像を形成する方式として、ヘッドアップディスプレイに代表されるマイクロプロジェクターが提案されている(特開2014−194495号公報、特開2019−12238号公報)。これらは、小型化を達成するために、光源系に、R、G、Bからなるレーザー光LED光などの光をダイクロイックプリズムなどの波長合成ステムにより疑似白色光とし、この光を、駆動型マイクロミラーを用いた走査系により、外部に設けられたスクリーンに直接投射するものである。

0004

また、空中像を形成する方式として、AIミラーを用いた方式(特開2014−235368号公報、特開2017−227683号公報)が提案されている。これは、積層マイクロミラーを直交配置した構成の特殊ミラーを用いた空中像投射装置であり、画像表示装置に対して、逆方向または同一方向に、空中像を構成する。この方式による装置は、ゲーム用、イベント用などに採用されているが、基本的に、表示画像と空中像がほぼ同一サイズ結像され、空中像に対する外乱光の影響が大きいので、自動車などの強い外乱光を受ける場所での使用には不向きである。

先行技術

0005

特開2014−194495号公報
特開2019−12238号公報
特開2014−235368号公報
特開2017−227683号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、このような点に鑑みて、小型でありながら大きな拡大率投射画像を形成可能な遠視点空中像投射装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記の課題を解決するために、本発明は、画像表示装置の表示画像を遠視点から観察できるように、当該表示画像を拡大して空中像として投射表示する遠視点空中像投射装置において、第1反射鏡および第2反射鏡を備えている。第1反射鏡は、表示画像が入射する位置に配置され、表示画像を入射方向に対して所定の傾き角だけ傾斜した方向に反射する。第2反射鏡は、第1反射鏡で反射された表示画像の反射画像が入射する位置に配置され、反射画像を遠視点に向けて反射する。第1、第2反射鏡のうちの少なくとも一方は反射拡大鏡である。第1反射鏡が反射拡大鏡の場合には、表示画像を拡大して第2反射鏡に向けて反射し、第2反射鏡が反射拡大鏡の場合には、第1反射鏡からの反射画像を拡大して遠視点に向けて反射する。

0008

表示画像は、反射拡大鏡によって、拡大されると共に、それらの傾き角に基づき光路変更がなされて空中像として遠視点に向かう。遠視点からは、拡大された虚像が自然に近い画像として観察される。第1、第2反射鏡を配置することにより、反射光学系合成焦点距離を小さくすることができ、これにより、小型でありながら大きな拡大像を得ることができる。

0009

ここで、第1反射鏡および第2反射鏡の双方を反射拡大鏡とすることができる。第1反射鏡を第1反射拡大鏡とし、第2反射鏡を第2反射拡大鏡とすると、第1反射拡大鏡は、表示画像が入射する位置に配置され、表示画像を拡大してその入射方向に対して所定の角度だけ傾斜した方向に反射し、第2反射拡大鏡は、第1反射拡大鏡で反射された表示画像の拡大反射画像が入射する位置に配置され、拡大反射画像を更に拡大して、当該拡大反射画像の入射方向に対して所定の角度だけ傾斜した遠視点に向かう方向に反射する。

0010

この場合においても、表示画像は、第1反射拡大鏡および第2反射拡大鏡によって、拡大されると共に、それらの傾き角に基づき光路変更がなされて空中像として遠視点に向かう。遠視点からは、拡大された虚像が自然に近い画像として観察される。第1、第2反射拡大鏡を配置することにより、反射光学系の合成焦点距離を小さくすることができ、これにより、小型でありながら大きな拡大像を得ることができる。

0011

第1反射鏡(第1反射拡大鏡)に入射する表示画像は、入射光軸に対して、当該第1反射拡大鏡の傾き角と同程度に傾斜していることが望ましい。これにより、投射画像の歪を小さく抑えることができる。また、第1反射鏡(第1反射拡大鏡)および第2反射鏡(第2反射拡大鏡)のそれぞれの投射角度の調整と光軸調整ディセンター調整)を行う調整機構を備えていることが望ましい。これらの投射角度の調整と光軸調整を行うことにより、投射画像の歪を調整でき、また、遠視ポイントの変化に対しても調整が可能である。

0012

ここで、投射画像の歪を抑制するには、第1反射拡大鏡の曲率半径をR1とし、第2反射拡大鏡の曲率半径をR2とすると、R1≧R2であることが望ましい。また、装置の小型化のためには、0<R2/R1であることが望ましい。さらに、装置の更なる小型化と投射画像の歪を抑制するためには、第1、第2反射鏡の双方を共に、反射拡大鏡とすることが望ましい。(第1反射鏡の曲率半径および第2反射鏡の曲率半径は、共に有限数値とされる。)

0013

一方、投射画像の歪を抑制するために、第1、第2反射鏡(第1、第2反射拡大鏡)の一方あるいは双方を、シリンダー形状を含む非球面反射境としてもよい。

0014

次に、遠視点空中像投射装置の小型化を図るためには、画像表示装置から第1反射鏡に入射する表示画像の入射光路と、第2反射鏡で反射されて遠視点に向かう表示画像の拡大反射画像の反射光路とが交差するように、画像表示装置、第1反射鏡、第2反射鏡および遠視点の位置関係を設定することが望ましい。

0015

例えば、入射光路が垂直方向に延びる光路、反射光路が水平方向に延びる光路となるように、画像表示装置に対して第1反射鏡を下方の位置に配置し、第2反射鏡を、画像表示装置よりも下側の位置であって、第1反射鏡に対して斜め上方の位置に配置する。このように各光学素子の配置を採用することで、遠視点空中像投射装置の小型化を達成できる。

図面の簡単な説明

0016

本発明を適用した実施の形態1に係る遠視点空中像投射装置を示す概略構成図である。
実施の形態1の変形例を示す概略構成図である。
本発明を適用した実施の形態2に係る遠視点空中像投射装置を示す概略構成図である。
実施の形態2の変形例を示す概略構成図である。
本発明を適用した実施の形態3に係る遠視点空中像投射装置を示す概略構成図である。
実施の形態3の変形例を示す概略構成図である。
本発明を適用した遠視点空中像投射装置における小型化に有利な光学素子レイアウトの一例を示す概略斜視図および概略構成図である。

実施例

0017

以下に、図面を参照して、本発明を適用した遠視点空中像投射装置の実施の形態を説明する。なお、本発明は、各実施の形態の構成に限定されるものではない。

0018

(実施の形態1)
図1Aは実施の形態1に係る遠視点空中像投射装置を備えた投射システムを示す概略構成図である。投射システム1Aは、画像表示装置2、および、画像表示装置2の表示画像10を拡大して空中像として投射表示する遠視点空中像投射装置3(以下、単に「投射装置3」という。)を備えている。投射装置3は、投射光学系4、第1駆動装置5に搭載された第1反射拡大鏡6、第2駆動装置7に搭載された第2反射拡大鏡8、並びに、第1、第2反射拡大鏡6、8の投射角調整および光軸調整(ディセンター調整)のために第1、第2駆動装置5、7を駆動制御するミラー駆動制御回路9を備えている。

0019

投射装置3の投射光学系4は、入射側および射出側の双方において概ねテレセントリックになるように構成されており、画像表示装置2の表示画像10を、概ねテレセントリックとなるような第1像11として射出する。第1像11は空中像であり、投射光学系4のf1とf2の間隔を変えることにより、この第1像11の倍率を変えることが可能である。第1像11は、第1反射拡大鏡6の凹状反射面6aに投射される。第1像11は投射光学系4の光軸4Aに対して、第1反射拡大鏡6の傾き角θ1と同程度に傾いていることが望ましい。

0020

第1反射拡大鏡6は凹状反射面6aを備え、凹状反射面6aの光軸中心は、投射光学系4の光軸4A上に位置し、当該光軸4Aに対して、凹状反射面6aは所定の傾き角で傾斜している。第1反射拡大鏡6の傾き角θ1(投射角)および光軸位置は、第1駆動装置5によって調整可能である。第1反射拡大鏡6の凹状反射面6aに投射した第1像11は、当該凹状反射面6aによって反射され、その傾き角に基づき光路変更されて、第2反射拡大鏡8に拡大投射される。

0021

第2反射拡大鏡8も凹状反射面8aを備えており、この凹状反射面8aの光軸中心は、第1反射拡大鏡6からの反射光像主光軸上に位置している。第2反射拡大鏡8の凹状反射面8aは、主光軸に対して所定の傾き角θ2で傾斜している。第1、第2反射拡大鏡6、8の傾き角θ1、θ2は同一、あるいは僅かに異なる角度に設定されている。例えば、傾き角θ1を、1〜3度程度の僅かな角度だけ、傾き角θ2よりも大きくする。第2反射拡大鏡8の傾き角θ2および光軸位置は、第2駆動装置7によって調整可能である。第2反射拡大鏡8の凹状反射面8aに拡大投射された第1像11は、当該凹状反射面8aで反射され、その傾き角に基づいて光路変更され、遠視点12に向けて拡大投射される。これにより、画像表示装置2の表示画像10を、遠視点12から、第2反射拡大鏡8を介して、その後方虚像として観察できる。

0022

空中像である第1像11は、第1反射拡大鏡6および第2反射拡大鏡8の傾き角θ1、θ2に基づき光路変更がなされ、遠視点12に到達する虚像は、より自然に近い画像として観察することが可能である。また、第1反射拡大鏡6と第2反射拡大鏡8の双方を光軸4A上に配置することにより、反射系の合成焦点距離を小さくすることが可能である。これにより、小型でありながら大きな拡大像を得ることができる。

0023

第1像11は、第1反射拡大鏡6の傾き角θ1と同程度に保つことが望ましい。これにより、投射画像の歪を小さく抑えることができる。また、第1、第2反射拡大鏡6、8は、ミラー駆動用制御回路9によって駆動制御される第1、第2駆動装置5、7を用いて、投射角度の調整と光軸調整(ディセンター調整)とを行うことで、投射画像の歪を調整でき、また、遠視点12の変化に対しても調整が可能である。

0024

なお、以下に述べる実施の形態2の場合のように、第1像11を、光学拡散板に投射し、拡散角の大きな像を形成することも可能である。また、遠視点空中拡大装置では、いずれの場合も煽り投射を行うため、縦方向と横方向の倍率に差異が発生することになる。この歪を補正するためには、画像表示装置2に、逆補正回路を組み込めばよい。これにより、歪の少ない拡大像が得られる。

0025

さらに、上記の第1反射拡大鏡6および第2反射拡大鏡8のうち、いずれか一方の反射鏡を、平面鏡または凸面鏡とすることも可能である。図1Bは、第1反射拡大鏡6の代わりに、凸面鏡からなる第1反射鏡6Bを備えた投射システム1Bを示す概略構成図である。第1反射鏡6B以外の構成は、上記の投射システム1Aと同一であるので、対応する部位には同一の符号を付してある。

0026

(実施の形態2)
図2Aは実施の形態2に係る投射システムを示す概略構成図である。投射システム20Aは、画像表示装置としての走査型マイクロミラー駆動装置22、および、この走査型マイクロミラー駆動装置22によって形成される走査画像を拡大して空中像として投射表示する遠視点空中像投射装置23(以下、単に「投射装置23」という。)を備えている。

0027

投射装置23は、走査画像から空中像である第1像31を形成するための光学系として、第1コリメートレンズ24aおよび光学拡散板24bを備えている。また、投射装置23は、実施の形態1の場合と同様に、第1駆動装置25に搭載された第1反射拡大鏡26、第2駆動装置27に搭載された第2反射拡大鏡28、および、第1、第2反射拡大鏡26、28の傾き角(投射角)および光軸位置を調整するために第1、第2駆動装置25、27を駆動制御するミラー駆動用制御回路29とを備えている。

0028

走査型マイクロミラー駆動装置22は、一般に、微小ミラーを駆動させることにより画面を形成するように構成されている。光源には、赤(R)、緑(G)、青(B)のレーザー光等の光ビームを用いることが多く、これらの光ビームをダイクロイックミラーで合成し、疑似的に白色光を作っている。画像信号に基づいて変調された光走査ビームの径は極めて細く、また高いエネルギを持つので、直視には不向きである。本例では、走査角θ(22)を基準として、第1像の大きさに必要な走査型マイクロミラー駆動装置22とコリメートレンズ24aとの間隔Lを設定し、コリメートレンズ(f2)24aの射出側に光学拡散板24bを設け、ここに走査ビームを当てることにより、拡散角の大きな像を形成している。間隔Lを変えることにより、第1像31の大きさを任意に変えることが可能である。光学拡散板24bは、一般的に、微小レンズアレイを設けることで、LEDやレーザー光のように指向性の強いビーム光拡散するように構成されている。

0029

なお、実施の形態1の画像表示装置の場合と同様に、走査型マイクロミラー駆動装置22には、走査画像の縦方向と横方向の倍率差異に起因する画像の歪を補正するための逆補正回路が組み込まれており、これにより、歪の少ない拡大投射画像が、第1、第2反射拡大鏡26、28を介して形成されて、遠視点32に到達する。また、第1、第2反射拡大鏡26、28の傾き角θ1、θ2は同一、あるいは僅かに異なる角度に設定されている。例えば、傾き角θ1を、1〜3度程度の僅かな角度だけ、傾き角θ2よりも大きくする。さらに、投射画像の歪を小さく抑えるために、第1像31は、主光軸に対して、第1、第2反射拡大鏡26、28の傾き角θ1、θ2と同程度の角度となるように設定されている。

0030

本例の投射システム20Aにおいても、空中像である第1像11は、第1反射拡大鏡26および第2反射拡大鏡28の傾き角θ1、θ2に基づき光路変更がなされ、遠視点32に到達する虚像は、より自然に近い画像として観察することが可能である。また、第1反射拡大鏡26と第2反射拡大鏡28の双方を光軸上に配置することにより、反射系の合成焦点距離を小さくすることが可能である。これにより、小型でありながら大きな拡大像を得ることができる。さらに、第1、第2反射拡大鏡26、28は、ミラー駆動用制御回路29によって駆動制御される第1、第2駆動装置25、27を用いて、投射角度の調整と光軸調整(ディセンター調整)とを行うことで、投射画像の歪を調整でき、遠視点32の変化に対しても調整が可能である。

0031

なお、実施の形態2においても、第1反射拡大鏡26および第2反射拡大鏡28のうち、いずれか一方の反射鏡を、平面鏡または凸面鏡とすることが可能である。図2Bは、第1反射拡大鏡26の代わりに、凸面鏡からなる第1反射鏡26Bを備えた投射システム20Bを示す概略構成図である。第1反射鏡26B以外の構成は、上記の投射システム20Aと同一であるので、対応する部位には同一の符号を付してある。

0032

(実施の形態3)
図3Aは実施の形態3に係る投射システムを示す概略構成図である。投射システム40Aは、画像表示装置42、および、画像表示装置42の表示画像50を拡大して空中像として投射表示する遠視点空中像投射装置43(以下、単に「投射装置43」という。)を備えている。投射装置43は、実施の形態1の投射装置3から投射光学系4を省略した構成となっている。すなわち、投射装置43は、第1駆動装置45に搭載された第1反射拡大鏡46と、第2駆動装置47に搭載された第2反射拡大鏡48と、第1、第2反射拡大鏡46、48の傾き角θ1、θ2(投射角)および光軸位置を調整するために第1、第2駆動装置45、47を駆動制御するミラー駆動用制御回路49とを備えている。なお、ミラー駆動用制御回路49を省略することも可能である。

0033

画像表示装置42の表示画像50は、直接に第1反射拡大鏡46に入射し、この第1反射拡大鏡46により光路変更がなされ、第1次の拡大像に拡大されて、第2反射拡大鏡48に入射する。第1次の拡大像は、第2反射拡大鏡48により、再度の光路変更がされ、最終的に拡大された虚像が、当該第2反射拡大鏡48の後方に作り出される。遠視点52から、表示画像50の拡大虚像観察可能になる。

0034

投射装置43は少なくとも2枚より成る反射拡大鏡を光軸上に配置することにより、小型でありながら反射拡大鏡の合成焦点距離を小さくすることが可能となり、この結果、小さな投射装置のサイズで大きな投射像を得ることができる。また、第1、第2反射拡大鏡46、48は、第1、第2駆動装置45、47により投射角度の調整と、光軸調整(ディセンター調整)を行うことで、空中像に生じる歪を調整できる。

0035

なお、本例の画像表示装置42においても、実施の形態1、2の場合と同様に、縦方向と横方向の倍率差異の補正のために、逆補正回路が組み込まれており、歪の少ない拡大像が得られるようになっている。

0036

また、実施の形態3においても、第1反射拡大鏡46および第2反射拡大鏡48のうち、いずれか一方の反射鏡を平面鏡とすることが可能である。図3Bは、第1反射拡大鏡46の代わりに、凸面鏡からなる第1反射鏡46Bを備えた投射システム40Bを示す概略構成図である。第1反射鏡46B以外の構成は、上記の投射システム40Aと同一であるので、対応する部位には同一の符号を付してある。

0037

(投射画像の歪補正と装置の小型化のための条件)
上記の各実施の形態において、煽り投射による縦倍率横倍率の差異を補正する手段として、第1、第2反射拡大鏡6、26、46、8、28、48を、シリンダー形状を含む非球面反射境とすることにより、歪の少ない投射像を得ることできる。

0038

また、上記の各実施の形態において、投射画像の歪を抑制するためには、第1反射拡大鏡6、26、46の曲率半径をR1とし、第2反射拡大鏡8、28、48の曲率半径をR2とすると、以下の条件(1)を満たすことが望ましい。
条件(1)
R1 ≧ R2

0039

さらに、上記の各実施の形態において、装置の小型化を図るためには、第1反射拡大鏡6、26、46の曲率半径R1、第2反射拡大鏡8、28、48の曲率半径R2は、以下の条件(2)を満たすことが望ましい。
条件(2)
0 < R2/R1

0040

これに加えて、上記の各実施の形態において、装置の更なる小型化と歪補正の安定化を図るためには、光軸上に配置される2枚の反射鏡を共に反射拡大鏡とする(それらの曲率半径を共に有限の数値とする)ことが望ましい。

0041

(小型化のための配置例)
次に、図4(a)および(b)は、上記の各実施の形態に係る遠視点空中像投射装置を備えた投射システムの小型化を図るために有利な各光学素子の配置例を示す概略斜視図および概略構成図である。これらの図に示す光学素子の空間的配列は、図1A図2A図3Aに示す投射システム1A、20A、40Aに適用することができる。

0042

これらの図に示す投射システムの空間的配列例においては、画像表示装置62から第1反射鏡66に入射する表示画像の入射光路60Aと、第2反射鏡68で反射されて遠視点72に向かう表示画像の拡大反射画像の反射光路60Bとが交差するように、画像表示装置62、第1反射鏡66、第2反射鏡68および遠視点72の位置関係が設定される。

0043

例えば、図4において、矢印Yを前後方向(水平方向)、矢印Zを上下方向(垂直方向)とすると、入射光路60Aが上下方向Zの下方に延びる光路、反射光路60Bが前後方向Yの後方に延びる光路となるように各部が配置される。画像表示装置62は、その画像表示面が下向きとなるように配置され、その真下の位置に、第1反射鏡66が斜め前方に傾斜した姿勢で配置される。第2反射鏡68は、画像表示装置62よりも下側の位置であって、第1反射鏡66に対して上方かつ前側の位置において、第1反射鏡66に対峙するように後方に向けて斜め下向きの姿勢に配置される。

0044

このような各光学素子の空間的配置関係を採用することで、図1A図2A図3Aに示す投射システム1A、20A、40Aの小型化を実現できる。なお、図4に示す投射システムにおける各光学素子の光学的な位置関係、第1、第2反射鏡66、68の反射面の曲率半径などの条件は、上記の各実施の形態の場合と同様である。

0045

1A、1B、20A、20B、40A、40B投射システム
2、42画像表示装置
3、23、43投射装置(遠視点空中像投射装置)
4投射光学系
4A光軸
5、25、45 第1駆動装置
6、26、46 第1反射拡大鏡(第1反射鏡)
6a、8a凹状反射面
7、27、47 第2駆動装置
8、28、48 第2反射拡大鏡(第2反射鏡)
9、29、49ミラー駆動用制御回路
10、50表示画像
11、31 第1像(空中像)
12、32、52、72 遠視点
22走査型マイクロミラー駆動装置
24aコリメートレンズ
24b光学拡散板
60A入射光路
60B反射光路
62 画像表示装置
66 第1反射鏡
68 第2反射鏡

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