JP2015225216A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的容易に所望の視点位置（例えば、観察者にとっての視認性が良好となる視点位置）において画像が観察可能となるように画像を表示する。
【手段】画像表示装置（１）は、レーザ光（ＬＢ）を出射する出射手段（１１）と、出射手段が出射するレーザ光が走査する走査面（１５３）に沿って規則的に配列すると共に夫々がレーザ光を拡散する複数の光学素子（１５２）を含む拡散手段（１５）と、複数の光学素子の夫々によってレーザ光が所望の拡散方向に向かって拡散されるように、走査面上でレーザ光が形成する光スポット（ＬＳ）の、複数の光学素子の夫々に対する形成位置を調整する調整手段（１４、１８３）とを備える
【選択図】図６

Description

本発明は、例えばヘッドアップディスプレイ等の画像表示装置の技術分野に関する。

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等の画像表示装置が提案されている。例えば特許文献１には、表示像を映し出す表示器と、表示器から投影された光が入射されることで虚像を表示するコンバイナとを備えるＨＵＤ（Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ：ヘッドアップディスプレイ）が開示されている。

このような画像表示装置は、所望の視点位置（例えば、観察者にとっての視認性が良好となる視点位置）において画像が観察可能となるように画像を表示することが好ましい。つまり、このような画像表示装置は、所望の視点位置に位置する観察者が画像を観察することができるように、画像を表示することが好ましい。そこで、特許文献１に記載されたＨＵＤは、所望の視点位置に画像を表示するために、コンバイナを移動させている。

尚、特許文献１の他に、先行技術文献として特許文献２から特許文献４があげられる。

特開２００６−０６２５０１号公報 特表２００７−５１７２５４号公報 国際公開第２０１３／１５３６５５号パンフレット 特許第５０７５５９５号

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、画像表示装置は、所望の視点位置において画像が観察可能となるように画像を表示するために、相対的にサイズが大きいコンバイナを移動させる必要がある。このため、特許文献１に記載された技術では、画像表示装置は、コンバイナを移動させるための相対的に複雑で且つサイズが大きい駆動機構を新たに備える必要がある。このため、画像表示装置のコスト及びサイズが増大してしまうという技術的問題点が生ずる。

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、比較的容易に所望の視点位置（例えば、観察者にとっての視認性が良好となる視点位置）において画像が観察可能となるように画像を表示することが可能な画像投影装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、画像表示装置は、レーザ光を出射する出射手段と、前記出射手段が出射する前記レーザ光が走査する走査面に沿って規則的に配列すると共に夫々が前記レーザ光を拡散する複数の光学素子を含む拡散手段と、前記複数の光学素子の夫々によって前記レーザ光が所望の拡散方向に向かって拡散されるように、前記走査面上で前記レーザ光が形成する光スポットの、前記複数の光学素子の夫々に対する形成位置を調整する調整手段とを備える。

本実施例の画像表示装置の構成を示すブロック図である レーザ光の光路に沿った方向（Ｚ軸方向）から観察されるスクリーンを示す平面図、及び、スクリーンのＩＩ−ＩＩ’断面図である。 レーザ光の光路に沿った方向から観察される走査位置検出板を示す平面図、スクリーンが備えるマイクロレンズと走査位置検出板が備える受光素子との位置関係を示す、マイクロレンズのレンズ面の中心に対してレーザ光の走査方向に交わる方向に沿ってレーザスポットの中心がずれている場合及びずれていない場合の、マイクロレンズを透過したレーザ光の受光素子による受光の様子を示す、マイクロレンズ及び受光素子の断面図、並びに、一対の受光素子から出力される差分信号と、マイクロレンズのレンズ面の中心に対するレーザスポットの中心のシフト量（ずれ量）との関係を示すグラフである。 各マイクロレンズにおけるレーザ光の拡散角度が相対的に小さい及び大きい場合のスクリーンによるレーザ光ＬＢの拡散の様子を示す説明図である。 マイクロレンズのレンズ面の中心に対するレーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ったビームスポットの形成位置のシフト量と、各マイクロレンズにおけるレーザ光の拡散方向との関係を示す説明図である。 所望の視点位置から観察可能な画像を画像表示装置が表示する場合のマイクロレンズのレンズ面の中心に対するビームスポットの形成位置を示す説明図である。 所望の視点位置から観察可能な画像を画像表示装置が表示する場合のマイクロレンズのレンズ面の中心に対するビームスポットの形成位置を示す説明図である。 複数の視点位置に画像を表示する例を示す説明図である。 複数の視点位置に画像を表示する例を示す説明図である。

以下、画像表示装置の実施形態について順に説明する。

＜１＞
本実施形態の画像表示装置は、レーザ光を出射する出射手段と、前記出射手段が出射する前記レーザ光が走査する走査面に沿って規則的に配列すると共に夫々が前記レーザ光を拡散する複数の光学素子を含む拡散手段と、前記複数の光学素子の夫々によって前記レーザ光が所望の拡散方向に向かって拡散されるように、前記走査面上で前記レーザ光が形成する光スポットの、前記複数の光学素子の夫々に対する形成位置を調整する調整手段とを備える。

本実施形態の画像表示装置によれば、出射手段は、レーザ光を出射する。レーザ光は、画像を表示する（言い換えれば、投影する又は描画する）ために用いられるレーザ光である。出射手段が出射したレーザ光は、拡散手段の走査面を走査するように、走査面に照射される。尚、レーザ光は、走査面を走査することで走査面上に中間像を描画している。走査面に照射されたレーザ光は、複数の光学素子の夫々によって拡散される。拡散されたレーザ光は、観察者に到達する。その結果、観察者は、レーザ光が走査面上に描画した中間像に応じた画像を、虚像として（或いは、場合によっては実像として）観察することができる。

本実施形態では特に、調整手段は、走査面上における光スポットの形成位置を調整することができる。より具体的には、調整手段は、複数の光学素子の夫々に対する光スポットの形成位置（言い換えれば、複数の光学素子の夫々と光スポットの形成位置との間の相対的な位置関係）を調整する。

ここで、各光学素子に対する光スポットの形成位置が変わると、各光学素子が拡散するレーザ光の拡散方向が変わる。レーザ光の拡散方向が変わると、当該レーザ光が表示する画像を観察可能な視点位置が変わる。逆に言えば、各光学素子が拡散するレーザ光の拡散方向が調整されることで、所望の視点位置（例えば、観察者にとっての視認性が良好となる視点位置）において画像が観察可能となるように画像が表示されると推定される。

このように、走査面上における光スポットの形成位置の調整は、レーザ光の拡散方向の調整につながる。更に、レーザ光の拡散方向の調整は、レーザ光によって表示される画像を観察可能な視点位置の調整に繋がる。従って、調整手段は、走査面上における光スポットの形成位置を調整することで、レーザ光の拡散方向を調整することができる。その結果、調整手段は、当該レーザ光によって表示される画像を観察可能な視点位置を調整することができる。例えば、調整手段は、拡散手段によってレーザ光が所望の拡散方向に向かって拡散されるように走査面上における光スポットの形成位置を調整することで、所望の視点位置において画像が観察可能となるように、画像を観察可能な視点位置を調整することができる。その結果、画像表示装置は、所望の視点位置（例えば、観察者にとっての視認性が良好となる視点位置）において画像が観察可能となるように画像を表示することができる。

＜２＞
本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記調整手段は、前記拡散手段によって前記レーザ光が所望の方向に向かって拡散されることで当該レーザ光によって表示される画像が所望の視点位置から観察可能となるように、前記光スポットの形成位置を調整する。

この態様によれば、調整手段は、拡散手段によってレーザ光が所望の拡散方向に向かって拡散されるように走査面上における光スポットの形成位置を調整することで、所望の視点位置において画像が観察可能となるように、画像を観察可能な視点位置を調整することができる。

＜３＞
本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記複数の光学素子は、前記走査面上における前記レーザ光の走査方向に沿って規則的に配列しており、前記調整手段は、前記レーザ光の走査方向に交わる方向に沿って前記光スポットが移動するように、前記光スポットの形成位置を調整する。

この態様によれば、調整手段は、レーザ光の走査方向に交わる方向に沿って光スポットが移動するように光スポットの形成位置を調整することで、所望の視点位置において画像が観察可能となるように、画像を観察可能な視点位置を調整することができる。

＜４＞
本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記複数の光学素子のうちの第１の光学素子によって拡散される前記レーザ光によって表示される第１の画像部分を観察可能な視点位置と、前記複数の光学素子のうちの前記第１の光学素子とは異なる第２の光学素子によって拡散される前記レーザ光によって表示される第２の画像部分を観察可能な視点位置とが一致する又は重複するように、前記光スポットの形成位置を調整する。

この態様によれば、調整手段は、第１の画像部分と第２の画像部分とを組み合わせることで構成される画像が所望の視点位置において観察可能となるように、画像を観察可能な視点位置を調整することができる。

＜５＞
本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記光スポットの径は、前記複数の光学素子のうち隣り合う２つの光学素子の配列間隔よりも小さい。

隣り合う２つの光学素子の配列間隔よりも光スポットの径が小さくなる場合には、走査面上における光スポットの形成位置の調整は、レーザ光の拡散方向の調整（更には、レーザ光によって表示される画像を観察可能な視点位置の調整）に繋がる又は繋がりやすくなる。従って、この態様によれば、調整手段は、隣り合う２つの光学素子の配列間隔よりも小さい径を有する光スポットの形成位置を調整することで、レーザ光によって表示される画像を観察可能な視点位置を調整することができる。

更に、この態様によれば、光スポットの径が相対的に小さくなるがゆえに、光スポットの径が隣り合う２つの光学素子の配列間隔よりも小さくない場合と比較して、レーザ光によって表示される画像の輝度が大きくなる。その結果、画像表示装置は、相対的に大きな輝度の画像を、所望の視点位置において観察可能となるように表示することができる。つまり、画像表示装置は、画像の輝度と画像を観察可能な視点位置との双方の要求を相応に満たすことができる。

＜６＞
上述の如く隣り合う２つの光学素子の配列間隔よりも光スポットの径が小さくなる画像表示装置の他の態様では、前記光スポットの形成位置を調整しない場合に前記レーザ光によって表示される画像が所定の視点位置から観察可能となる前記レーザ光の拡散角度をαとし、前記光スポットの形成位置を調整する場合に前記画像が前記所定の視点位置から観察可能となる前記レーザ光の拡散角度をβとすると、前記光スポットの径は、前記配列間隔×β／αである。

この態様によれば、調整手段は、隣り合う２つの光学素子の配列間隔に対してβ／αを掛け合わせることで得られる値に相当する径を有する光スポットの形成位置を調整することで、レーザ光によって表示される画像を観察可能な視点位置を調整することができる。更には、光スポットの径が隣り合う２つの光学素子の配列間隔よりも小さくない場合と比較して、レーザ光によって表示される画像の輝度がα／β倍になる。その結果、画像表示装置は、相対的に大きな輝度の画像を、所望の視点位置において観察可能となるように表示することができる。

本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から更に明らかにされる。

以上説明したように、本実施形態の画像表示装置は、出射手段と、拡散手段と、調整手段とを備える。従って、比較的容易に所望の視点位置（例えば、観察者にとっての視認性が良好となる視点位置）において画像が観察可能となるように画像を表示することができる。

以下、図面を参照しながら、画像表示装置の実施例について説明する。尚、本実施例では、画像表示装置がヘッドアップディスプレイである例を用いて説明を進める。ヘッドアップディスプレイは、画像を虚像としてユーザに観察させることができる。言い換えれば、ヘッドアップディスプレイは、画像を、ユーザの目の位置（いわゆる、アイポイント）から虚像として観察させることができる。但し、画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイ以外の任意の画像表示装置（例えば、ＭＥＭＳディスプレイや、プロジェクタ等）であってもよい。

（１）画像表示装置１の構成
はじめに、図１を参照しながら、本実施例の画像表示装置１の構成について説明する。図１は、本実施例の画像表示装置１の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、画像表示装置１は、「出射手段」の一具体例であるレーザ光源ユニット１１と、集光レンズ１３と、「調整手段」の一具体例であるＭＥＭＳミラー１４と、「拡散手段」の一具体例であるスクリーン１５と、走査位置検出板１６と、コンバイナ１７と、コントローラ１８とを備える。

レーザ光源ユニット１１は、後述するレーザ制御部１８１の制御の下で、画像表示装置１が表示するべき画像を示す画像信号に基づいて、レーザ光ＬＢを出射する。レーザ光源ユニット１１は、集光レンズ１３を介して、レーザ光ＬＢをＭＥＭＳミラー１４に向けて出射する。

尚、図面の簡略化のために図示していないものの、レーザ光源ユニット１１は、赤色レーザ光を出射するレーザダイオードと、緑色レーザ光を出射するレーザダイオードと、青色レーザ光を出射するレーザダイオードとを備えていてもよい。この場合、３つのレーザダイオード１１１が出射した３つのレーザ光は、レーザ光源ユニット１１が備える光学素子によって１つのレーザ光ＬＢに合波されることが好ましい。その結果、画像表示装置１は、フルカラーの画像を表示することができる。

集光レンズ１３は、レーザ光源ユニット１１とＭＥＭＳスキャナ１４との間におけるレーザ光ＬＢの光路上に配置されている。集光レンズ１３は、レーザ光源ユニット１１が出射したレーザ光ＬＢを、ＭＥＭＳスキャナ１４の反射面に集光する。

ＭＥＭＳスキャナ１４は、集光レンズ１３によって集光されたレーザ光ＬＢをスクリーン１５に向けて反射する。このため、ＭＥＭＳスキャナ１４は、レーザ光ＬＢをスクリーン１５に向けて反射可能な反射面を含んでいる。ＭＥＭＳスキャナ１４が含む反射面は、後述するＭＥＭＳ制御部１８３の制御の下で、レーザ光ＬＢがスクリーン１５の走査面１５３（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）を走査するように遥動する。その結果、ＭＥＭＳスキャナ１４によって反射されたレーザ光ＬＢは、スクリーン１５上に画像（例えば、中間像）を描画することができる。

スクリーン１５は、ＭＥＭＳスキャナ１４によって反射されたレーザ光ＬＢが透過する透過型のスクリーンである。ここで、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照しながら、スクリーン１５の構成について説明する。図２（ａ）は、レーザ光ＬＢの光路に沿った方向（Ｚ軸方向）から観察されるスクリーン１５を示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すスクリーンのＩＩ−ＩＩ’断面図である。尚、図２（ａ）及び図２（ｂ）では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸から構成されるＸＹＺ座標系を用いて、スクリーン１５の説明を進める。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、スクリーン１５は、レーザ光ＬＢが照射される（言い換えれば、レーザ光ＬＢ１が走査する）板状の部材である。但し、スクリーン１５は、板状の形状とは異なる形状（例えば、円盤状）の部材であってもよい。

スクリーン１５は、複数のマイクロレンズ１５２が配列されているマイクロレンズアレイ１５１を含んでいる。図２（ｂ）に示すように、各マイクロレンズ１５２は、当該マイクロレンズ１５２のレンズ面に入射するレーザ光ＬＢを拡散する（言い換えれば、分散させる）。従って、マイクロレンズアレイ１５１は、当該マイクロレンズアレイ１５１を構成するマイクロレンズ１５２の曲率等に応じて定まる拡散角度でレーザ光ＬＢを拡散する。

マイクロレンズアレイ１５１は、図２（ａ）中に点線の矢印で示すレーザ光ＬＢの走査方向（図２では、Ｙ軸方向）に沿って規則的に（言い換えれば、周期的に）配列される複数のマイクロレンズ１５２を含んでいる。レーザ光ＬＢの走査方向に沿って規則的に配列される複数のマイクロレンズ１５２からなるレンズ群は、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向（図２（ａ）及び図２（ｂ）では、Ｘ軸方向）に沿って配列されている。つまり、複数のマイクロレンズ１５２は、マトリクス状に又は格子状に配列されている。

複数のマイクロレンズ１５２の夫々のレンズ面の外形は、平面視において（つまり、ＸＹ平面上において）正六角形である。但し、複数のマイクロレンズ１５２のうちの少なくとも一つレンズ面の外形は、平面視において正六角形以外の任意の形状（例えば、円形や、四角形や、任意の矩形や、その他任意の形状等）であってもよい。

複数のマイクロレンズ１５２の特性（例えば、レンズ面の外形や曲率等）は同一である。但し、複数のマイクロレンズ１５２の少なくとも一部の特性は、複数のマイクロレンズ１５２の少なくとも他の一部の特性と異なっていてもよい。

各マイクロレンズ１５２の一方のレンズ面の形状は、凸レンズ状である。各マイクロレンズ１５２の他方のレンズ面の形状は、平面状である。

複数のマイクロレンズ１５２は、各マイクロレンズ１５２のレンズ面がレーザ光ＬＢの光路に交わるように配列されている。従って、複数のマイクロレンズアレイ１５２のレンズ面（特に、レーザ光ＬＢが照射されるレンズ面）は、レーザ光ＬＢが走査する走査面１５３を構成している。このため、走査面１５３は、レーザ光ＬＢの光路に交わる面となる。

走査面１５３に照射されるレーザ光ＬＢは、走査面１５３上でレーザスポットＬＳを形成する。レーザスポットＬＳは、レーザ光ＬＢの走査に伴って移動する。例えば、レーザ光ＬＢは、複数のマイクロレンズ１５２によって順番に拡散されるように、走査面１５３を走査する。この場合、レーザスポットＬＳは、レーザ光ＬＢの走査に伴って、複数のマイクロレンズ１５２のレンズ面上に順に位置することになるように移動する。

レーザスポットＬＳのスポット径は、隣り合う２つのマイクロレンズ１５２の配列間隔よりも小さい。従って、レーザ光源ユニット１１は、レーザスポットＬＳのスポット径が隣り合う２つのマイクロレンズ１５２の配列間隔よりも小さくなるように、適切なレーザ光ＬＢを出射してもよい。或いは、画像表示装置１は、レーザスポットＬＳのスポット径が隣り合う２つのマイクロレンズ１５２の配列間隔よりも小さくなるように、レーザ光源ユニット１１が出射したレーザ光ＬＢのビーム径を調整する光学素子（例えば、ビームエキスパンダ）を備えていてもよい。

再び図１において、走査位置検出板１６は、レーザ光ＬＢの光路に沿ってスクリーン１５と隣接するように配置される部材である。走査位置検出板１６は、スクリーン１５上におけるレーザ光ＬＢの走査位置を検出する部材である。つまり、走査位置検出板１６は、スクリーン１５の走査面１５３上におけるレーザスポットＬＳの形成位置を検出する部材である。

ここで図３（ａ）から図３（ｅ）を参照しながら、走査位置検出板１６の構成について説明する。図３（ａ）は、レーザ光ＬＢの光路に沿った方向から観察される走査位置検出板１６を示す平面図である。図３（ｂ）は、スクリーン１５が備えるマイクロレンズ１５２と走査位置検出板１６が備える受光素子１６２との位置関係を示す、マイクロレンズ１５２及び受光素子１６２の断面図である。図３（ｃ）は、マイクロレンズ１５２のレンズ面の中心に対してレーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ってレーザスポットＬＳの中心がずれていない場合の、マイクロレンズ１５２を透過したレーザ光ＬＢの受光素子１６２による受光の様子を示す、マイクロレンズ１５２及び受光素子１６２の断面図である。図３（ｄ）は、各マイクロレンズ１５２のレンズ面の中心に対してレーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ってレーザスポットＬＳの中心がずれている場合の、マイクロレンズ１５２を透過したレーザ光ＬＢの受光素子１６２による受光の様子を示す、マイクロレンズ１５２及び受光素子１６２の断面図である。図３（ｅ）は、一対の受光素子１６２から出力される差分信号と、マイクロレンズ１５２のレンズ面の中心に対するレーザスポットＬＳの中心のシフト量（ずれ量）との関係を示すグラフである。尚、図３では、スクリーン１５の説明と同様に、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸から構成されるＸＹＺ座標系を用いて、走査位置検出板１６の説明を進める。

図３（ａ）に示すように、走査位置検出板１６は、板状の部材である。但し、走査位置検出板１６は、板状の形状とは異なる形状（例えば、円盤状）の部材であってもよい。

走査位置検出板１６は、走査位置検出板１６の表面のうちスクリーン１５に対向する表面である検出面１６１がスクリーン１５の走査面１５３と平行になるように配置される。走査位置検出板１６の検出面１６１のうちの少なくとも一部の領域には、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向（Ｘ軸方向）に沿って配列されている複数の受光素子１６２が配置されている。図２に示す例では、レーザ光ＬＢの走査方向（Ｙ軸方向）に沿ったマイクロレンズアレイ１５１（走査面１５３）の両端部の夫々とレーザ光ＬＢの光路（Ｚ軸方向）に沿って重なる検出面１６１の一部の領域に、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向（Ｘ軸方向）に沿って配列されている複数の受光素子１６２が配置されている。

複数の受光素子１６２は、複数のマイクロレンズ１５２と所定の位置関係を有するように配置されている。具体的には、図３（ｂ）に示すように、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向（Ｘ軸方向）に沿って隣接する一対の受光素子１６２が１つのマイクロレンズアレイ１５２に対応するように、複数の受光素子１６２が配置されている。言い換えれば、図３（ｂ）に示すように、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向（Ｘ軸方向）に沿って隣接する一対の受光素子１６２と１つのマイクロレンズアレイ１５２とがレーザ光ＬＢの光路（Ｚ軸方向）に沿って隣接するように、複数の受光素子１６２が配置されている。特に、レーザ光ＬＢの光路に沿って、各マイクロレンズ１５２のレンズ面の中心と一対の受光素子１６２の境界線とが並ぶように、複数の受光素子１６２が配置されている。

複数の受光素子１６２が複数のマイクロレンズ１５２と所定の位置関係を有するように配置されているがゆえに、各マイクロレンズ１５２に対応する一対の受光素子１６２の受光結果に基づいて、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿った各マイクロレンズ１５２に対するレーザスポットＬＳの形成位置が検出される。具体的には、図３（ｃ）に示すように、各マイクロレンズ１５２のレンズ面の中心に対してレーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ってレーザスポットＬＳの中心がずれていない場合には、レーザ光ＬＢは、各マイクロレンズ１５２に対応する一対の受光素子１６２に均等に照射される。従って、各マイクロレンズ１５２に対応する一対の受光素子１６２の受光結果の差分信号（いわゆる、プッシュプル信号）の信号レベルはゼロになる。一方で、図３（ｄ）に示すように、各マイクロレンズ１５２のレンズ面の中心に対してレーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ってレーザスポットＬＳの中心がずれている場合には、レーザ光ＬＢは、各マイクロレンズ１５２に対応する一対の受光素子１６２に均等に照射されない。従って、各マイクロレンズ１５２に対応する一対の受光素子１６２の受光結果の差分信号の信号レベルはゼロにならない。

このため、図３（ｅ）に示すように、差分信号の信号レベルは、各マイクロレンズ１５２のレンズ面の中心を基準とする、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ったレーザスポットＬＳの中心のシフト量（ずれ量）に応じた信号レベルとなる。つまり、差分信号の信号レベルは、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿った各マイクロレンズ１５２に対するレーザスポットＬＳの形成位置に応じた信号レベルとなる。従って、各マイクロレンズ１５２に対応する一対の受光素子１６２の受光結果の差分信号の信号レベルに基づいて、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿った各マイクロレンズ１５２に対するレーザスポットＬＳの形成位置が検出される。逆に言えば、差分信号の信号レベルを所望の信号レベルに一致させる制御が行われると、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ってレーザスポットＬＳの形成位置が調整される。

尚、図３（ａ）から図３（ｅ）では、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向（Ｘ軸方向）に沿って隣接する一対の受光素子１６２が１つのマイクロレンズアレイ１５２に対応するように、複数の受光素子１６２が配置されている。この場合、上述したように、差分信号の信号レベルに基づいて、各マイクロレンズ１５２のレンズ面の中心を基準とするレーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ったレーザスポットＬＳの中心のシフト量が検出される。一方で、レーザ光ＬＢの走査方向及び当該走査方向に交わる方向に沿って格子状に隣接する４つの受光素子１６２が１つのマイクロレンズアレイ１５２に対応するように、複数の受光素子１６２が配置されていてもよい。この場合、差分信号の信号レベルに基づいて、各マイクロレンズ１５２のレンズ面の中心を基準とする任意の方向に沿ったレーザスポットＬＳの中心のシフト量が検出される。

再び図１において、コンバイナ１７は、スクリーン１５を透過したレーザ光ＬＢ（つまり、拡散光）を観察者に向けて反射する。その結果、観察者は、スクリーン１５を透過したレーザ光ＬＢによって表示される画像（言い換えれば、レーザ光ＬＢがスクリーン１５上に形成する画像）を、虚像として観察することができる。

コントローラ１８は、画像表示装置１を制御する中央処理装置である。本実施例では特に、コントローラ１８は、その内部に実現される論理的な処理ブロックとして、レーザ制御部１８１と、「調整手段」の一具体例であるＭＥＭＳ制御部１８３とを備えている。

レーザ制御部１８１は、レーザ光源ユニット１１を制御する。具体的には、レーザ制御部１８１は、画像信号に基づいて、レーザ光源ユニット１１によるレーザ光ＬＢの出射パターンを決定する。その後、レーザ制御部１８１は、ＭＥＭＳ制御部１８３の制御下で遥動するＭＥＭＳスキャナ１４の遥動タイミングに同期しながら、決定した出射パターンでレーザ光ＬＢを出射するようにレーザ光源ユニット１１を制御する。

ＭＥＭＳ制御部１８３は、ＭＥＭＳスキャナ１４を制御する。具体的には、ＭＥＭＳ制御部１８３は、レーザ光源ユニット１１によるレーザ光ＬＢの出射パターンに同期しながらＭＥＭＳスキャナ１４が遥動するように、ＭＥＭＳスキャナ１４を制御する。つまり、ＭＥＭＳ制御部１８３は、ＭＥＭＳスキャナ１４が反射したレーザ光ＬＢがスクリーン１５の走査面１５３を適切に走査するように、ＭＥＭＳスキャナ１４を制御する。

加えて、ＭＥＭＳ制御部１８３は、走査位置検出部１６の検出結果に基づいて、走査面１５３上におけるレーザスポットＬＳの形成位置を調整するようにＭＥＭＳスキャナ１４を制御する。より具体的には、ＭＥＭＳ制御部１８３は、走査位置検出部１６の検出結果に基づいて、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ったレーザスポットＬＳの形成位置（例えば、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿った各マイクロレンズ１５２に対するレーザスポットＬＳの形成位置）を調整するようにＭＥＭＳスキャナ１４を制御する。この場合、ＭＥＭＳ制御部１８３は、例えば、ＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様（例えば、遥動タイミングや、遥動角度や、遥動量等）を調整することで、レーザスポットＬＳの形成位置を調整するようにＭＥＭＳスキャナ１４を制御する。尚、ＭＥＭＳ制御部１８２の制御下で行われるレーザスポットＬＳの形成位置の調整動作は、後に詳述する（図５（ａ）から図５（ｅ）参照）。

（２）画像の輝度と画像を観察可能な視点位置との関係について
続いて、図４を参照しながら、スクリーン１５によって拡散されたレーザ光ＬＢによって表示される画像の輝度と当該画像を観察可能な視点位置との関係について説明する。図４（ａ）は、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に小さい場合のスクリーン１５によるレーザ光ＬＢの拡散の様子を示す説明図である。図４（ｂ）は、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に大きい場合のスクリーン１５によるレーザ光ＬＢの拡散の様子を示す説明図である。

図４（ａ）に示すように、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に小さい場合には、各マイクロレンズ１５２は、レーザ光ＬＢを相対的に狭い範囲に向けて拡散する。レーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に小さい（つまり、各マイクロレンズ１５２がレーザ光ＬＢを相対的に狭い範囲に向けて拡散する）と、ある視点位置に位置する観察者に到達するレーザ光ＬＢの光量が相対的に多くなる。観察者に到達するレーザ光ＬＢの光量が相対的に多くなると、当該観察者は、当該レーザ光ＬＢによって表示される画像の輝度が相対的に大きい（つまり、相対的に高い）と認識する。

しかしながら、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に小さい場合には、スクリーン１５が備える複数のマイクロレンズ１５２によって拡散されたレーザ光の全てが到達する領域が相対的に狭くなる。つまり、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に小さい場合には、スクリーン１５によって拡散されたレーザ光ＬＢによって表示される画像全体を観察可能な視点位置は、相対的に狭い範囲に分布することになる。例えば、図４（ａ）に示す例では、視点位置Ａ１では、スクリーン１５が備える複数のマイクロレンズ１５２によって拡散されたレーザ光の全てが到達するがゆえに、スクリーン１５によって拡散されたレーザ光ＬＢによって表示される画像全体が観察可能である。一方で、視点位置Ａ２では、スクリーン１５が備える複数のマイクロレンズ１５２のうち画素Ｄ及び画素Ｅに対応する一部のマイクロレンズ１５２によって拡散されたレーザ光ＬＢが到達しない。言い換えれば、視点位置Ａ２では、画素Ｄ及び画素Ｅに対応する一部のマイクロレンズ１５２をレーザ光ＬＢが走査している間は、当該レーザＬＢが到達しない。このため、視点位置Ａ２では、スクリーン１５によって拡散されたレーザ光ＬＢによって表示される画像全体が観察可能ではない。典型的には、視点位置Ａ２では、スクリーン１５によって拡散されたレーザ光ＬＢによって表示される画像の一部（例えば、画素Ｄ及び画素Ｅが欠けた画像）が観察される。

このように、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に小さくなると、レーザ光ＬＢによって表示される画像の輝度が相対的に大きくなるものの、レーザ光ＬＢによって表示される画像を観察可能な視点位置が相対的に狭い範囲に分布する。従って、画像表示装置１が表示する画像を観察する観察者は、当該観察者の視点を相対的に狭い範囲に分布する視点位置（つまり、画像を観察可能な視点位置）に合わせる必要があるという制約を受ける。言い換えれば、画像表示装置１が表示する画像を観察する観察者は、所望の視点位置から画像を観察することが困難になる可能性がある。

そこで、レーザ光ＬＢによって表示される画像を観察可能な視点位置の分布範囲を広げるべく、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度を相対的に大きくする対応策が想定される。尚、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度は、レーザスポットＬＳのスポット径が大きくなるほど大きくなる。

この場合、図４（ｂ）に示すように、スクリーン１５が備える複数のマイクロレンズ１５２によって拡散されたレーザ光の全てが到達する領域が相対的に広くなる。つまり、つまり、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に大きい場合には、スクリーン１５によって拡散されたレーザ光ＬＢによって表示される画像全体を観察可能な視点位置は、相対的に広い範囲に分布することになる。例えば、図４（ｂ）に示す例では、視点位置Ｂ１では、スクリーン１５が備える複数のマイクロレンズ１５２によって拡散されたレーザ光の全てが到達するがゆえに、スクリーン１５によって拡散されたレーザ光ＬＢによって表示される画像全体が観察可能である。図４（ａ）及び図４（ｂ）を比較して分かるように、視点位置Ｂ１の分布範囲は、視点位置Ａ１の分布範囲よりも広くなっている。

しかしながら、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に大きい場合には、各マイクロレンズ１５２は、レーザ光ＬＢを相対的に広い範囲に向けて拡散する。レーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に大きい（つまり、各マイクロレンズ１５２がレーザ光ＬＢを相対的に広い範囲に向けて拡散する）と、ある視点位置に位置する観察者に到達するレーザ光ＬＢの光量が相対的に少なくなる。観察者に到達するレーザ光ＬＢの光量が相対的に少なくなると、当該観察者は、当該レーザ光ＬＢによって表示される画像の輝度が相対的に小さい（つまり、相対的に低い）と認識する。

このように、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に大きくなると、レーザ光ＬＢによって表示される画像を観察可能な視点位置が相対的に広い範囲に分布するものの、レーザ光ＬＢによって表示される画像の輝度が相対的に小さくなってしまう。従って、観察者が相対的に暗い画像を観察することになってしまうおそれがある。

つまり、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度を調整するだけでは、画像表示装置１は、輝度が相対的に大きく、且つ、所望の視点位置から観察可能な画像を表示することが困難であると推定される。

そこで、本実施例の画像表示装置１は、まず、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に小さい状態を維持する（例えば、レーザスポットＬＳのスポット径を隣り合う２つのマイクロレンズ１５２の配列ピッチ（或いは、各マイクロレンズ１５２のレンズ面の径）よりも小さくする）ことで、表示される画像の輝度を大きくする。その上で、画像表示装置１は、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向を調整することで、所望の視点位置から観察可能な画像を表示する。その結果、画像表示装置１は、輝度が相対的に大きく、且つ、所望の視点位置から観察可能な画像を表示することができる。

画像表示装置１は、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向を調整するために、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ったレーザスポットＬＳの形成位置（例えば、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿った各マイクロレンズ１５２に対するレーザスポットＬＳの形成位置）を調整する。

以下、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向を調整するために行われるレーザスポットＬＳの形成位置の調整動作について更に説明する。

（３）ＭＥＭＳ制御部１８３によるレーザスポットＬＳの形成位置の調整動作
続いて、図５（ａ）から図５（ｂ）並びに図６及び図７を参照して、ＭＥＭＳ制御部１８３によるレーザスポットＬＳの形成位置の調整動作について説明する。図５（ａ）から図５（ｅ）は夫々、マイクロレンズ１５２のレンズ面の中心に対するレーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ったビームスポットＬＳの形成位置のシフト量と、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向との関係を示す説明図である。図６は、所望の視点位置＃６から観察可能な画像を画像表示装置１が表示する場合のマイクロレンズ１５２のレンズ面の中心に対するビームスポットＬＳの形成位置を示す説明図である。図７は、所望の視点位置＃７から観察可能な画像を画像表示装置１が表示する場合のマイクロレンズ１５２のレンズ面の中心に対するビームスポットＬＳの形成位置を示す説明図である。

図５（ａ）から図５（ｅ）に示すように、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿った各マイクロレンズ１５２に対するレーザスポットＬＳの形成位置に応じて、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向が変わる。より具体的には、あるマイクロレンズ１５２にレーザ光ＬＢが照射されている場合には、当該あるマイクロレンズ１５２に対するレーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ったレーザスポットＬＳの形成位置に応じて、当該あるマイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向が変わる。以下、マイクロレンズ１５２＃５にレーザ光ＬＢが照射されている場合を例にあげて説明を進める。

例えば、図５（ａ）の左側に示すように、マイクロレンズ１５２＃５のレンズ面の中心に対するレーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿ったビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が−ｄ１となっている場合を想定する。尚、図５（ａ）から図５（ｅ）では、レーザ光ＬＢの進行方向（図５（ａ）から図５（ｅ）では、図面左側から右側に向かう方向）に対して右側に向かうシフト量（図５（ａ）から図５（ｅ）では、図面下側に向かうシフト量）を正のシフト量と定義する。この場合、図５（ａ）の中央に示すように、マイクロレンズ１５２＃５におけるレーザ光ＬＢの拡散方向は、第１の方向Ｄ１となる。

尚、図５（ａ）の右側は、ビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が−ｄ１となる状況下で走査面１５３上のある１つの走査ラインに沿って走査しているレーザ光ＬＢの拡散角度の分布（つまり、スクリーン１５によるレーザ光ＬＢの拡散分布）を示す。つまり、図５（ａ）の右側は、ビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が−ｄ１となる状況下で走査面１５３上のある１つの走査ラインに沿って走査しているレーザ光ＬＢがスクリーン１５によって拡散された後に仮想的な投影面に投影された場合の、当該投影面上でのレーザ光ＬＢの投影分布を示す。従って、図５（ａ）の右側において、レーザ光ＬＢが到達している領域（相対的に明るい領域）は、当該レーザ光ＬＢによって表示される画像を観察可能な視点位置を示している。以下の図５（ｂ）から図５（ｅ）の夫々の右側も、ビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が異なると言う点を除いて、図５（ａ）の右側と同様のレーザ光ＬＢの拡散角度の分布を示している。

続いて、図５（ｂ）の左側に示すように、ＭＥＭＳ制御部１８３が、ビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が−ｄ１から−ｄ２（但し、ｄ１＞ｄ２）へと変わるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整した場合を想定する。この場合、図５（ｂ）の中央に示すように、マイクロレンズ１５２＃５におけるレーザ光ＬＢの拡散方向は、第１の方向Ｄ１とは異なる第２の方向Ｄ２に変わる。その結果、図５（ｂ）の右側に示すように、マイクロレンズ１５２＃５によって拡散されたレーザ光が到達している領域（つまり、当該レーザ光ＬＢによって表示される画像を観察可能な視点位置）もまた変わる。

続いて、図５（ｃ）の左側に示すように、ＭＥＭＳ制御部１８３が、ビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が−ｄ２から０へと変わるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整した場合を想定する。この場合、図５（ｃ）の中央に示すように、マイクロレンズ１５２＃５におけるレーザ光ＬＢの拡散方向は、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２とは異なる第３の方向Ｄ３に変わる。その結果、図５（ｃ）の右側に示すように、マイクロレンズ１５２＃５によって拡散されたレーザ光が到達している領域（つまり、当該レーザ光ＬＢによって表示される画像を観察可能な視点位置）もまた変わる。

続いて、図５（ｄ）の左側に示すように、ＭＥＭＳ制御部１８３が、ビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が０から＋ｄ２へと変わるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整した場合を想定する。この場合、図５（ｄ）の中央に示すように、マイクロレンズ１５２＃５におけるレーザ光ＬＢの拡散方向は、第１の方向Ｄ１から第３の方向Ｄ３とは異なる第４の方向Ｄ４に変わる。その結果、図５（ｄ）の右側に示すように、マイクロレンズ１５２＃５によって拡散されたレーザ光が到達している領域（つまり、当該レーザ光ＬＢによって表示される画像を観察可能な視点位置）もまた変わる。

続いて、図５（ｅ）の左側に示すように、ＭＥＭＳ制御部１８３が、ビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が＋ｄ２から＋ｄ１へと変わるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整した場合を想定する。この場合、図５（ｅ）の中央に示すように、マイクロレンズ１５２＃５におけるレーザ光ＬＢの拡散方向は、第１の方向Ｄ１から第４の方向Ｄ４とは異なる第５の方向Ｄ５に変わる。その結果、図５（ｅ）の右側に示すように、マイクロレンズ１５２＃５によって拡散されたレーザ光が到達している領域（つまり、当該レーザ光ＬＢによって表示される画像を観察可能な視点位置）もまた変わる。

このように、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向に沿った各マイクロレンズ１５２に対するレーザスポットＬＳの形成位置に応じて、各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向が変わることが分かる。そうすると、逆に、レーザスポットＬＳの形成位置をマイクロレンズ１５２毎に調整すれば、各マイクロレンズ１５２は、レーザ光ＬＢを所望の視点位置に対応する所望の拡散方向に向けて拡散することができると想定される。

例えば、図６に示すように、画像表示装置１が視点位置＃６から観察可能な画像を表示する場合を想定する。

この場合、ＭＥＭＳ制御部１８３は、画素Ａに対応するマイクロレンズ１５２＃Ａに対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が−ｄ６１となるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。この場合、マイクロレンズ１５２＃Ａは、視点位置＃６に対応する拡散方向＃６Ａ（つまり、視点位置＃６にレーザ光ＬＢを到達させることが可能な拡散方向＃６Ａ）に向けてレーザ光ＬＢを拡散する。

同様に、ＭＥＭＳ制御部１８３は、画素Ｂに対応するマイクロレンズ１５２＃Ｂに対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が−ｄ６２となるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。この場合、マイクロレンズ１５２＃Ｂは、視点位置＃６に対応する拡散方向＃６Ｂ（つまり、視点位置＃６にレーザ光ＬＢを到達させることが可能な拡散方向＃６Ｂ）に向けてレーザ光ＬＢを拡散する。

同様に、ＭＥＭＳ制御部１８３は、画素Ｃに対応するマイクロレンズ１５２＃Ｃに対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が０となるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。この場合、マイクロレンズ１５２＃Ｃは、視点位置＃６に対応する拡散方向＃６Ｃ（つまり、視点位置＃６にレーザ光ＬＢを到達させることが可能な拡散方向＃６Ｃ）に向けてレーザ光ＬＢを拡散する。

同様に、ＭＥＭＳ制御部１８３は、画素Ｄに対応するマイクロレンズ１５２＃Ｄに対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が＋ｄ６２となるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。この場合、マイクロレンズ１５２＃Ｄは、視点位置＃６に対応する拡散方向＃６Ｄ（つまり、視点位置＃６にレーザ光ＬＢを到達させることが可能な拡散方向＃６Ｄ）に向けてレーザ光ＬＢを拡散する。

同様に、ＭＥＭＳ制御部１８３は、画素Ｅに対応するマイクロレンズ１５２＃Ｅに対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が＋ｄ６１となるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。この場合、マイクロレンズ１５２＃Ｅは、視点位置＃６に対応する拡散方向＃６Ｅ（つまり、視点位置＃６にレーザ光ＬＢを到達させることが可能な拡散方向＃６Ｅ）に向けてレーザ光ＬＢを拡散する。

ＭＥＭＳ制御部１８３は、その他全てのマイクロレンズ１５２についても、その他のマイクロレンズ１５２が視点位置＃６に対応する拡散方向に向けてレーザ光ＬＢを拡散するように、その他のマイクロレンズ１５２に対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が所定量となるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。

その結果、スクリーン１５が備える複数のマイクロレンズ１５２によって拡散されたレーザ光の全てが、視点位置＃６に到達する。従って、視点位置＃６に位置する観察者は、スクリーン１５によって拡散されたレーザ光ＬＢによって表示される画像全体を観察することができる。つまり、画像表示装置１は、視点位置＃６から観察可能な画像を表示することができる。

一方で、例えば、図７に示すように、画像表示装置１が、視点位置＃６から観察可能な画像に代えて、視点位置＃６とは異なる視点位置＃７から観察可能な画像を新たに表示する場合を想定する。

この場合、ＭＥＭＳ制御部１８３は、画素Ａに対応するマイクロレンズ１５２＃Ａに対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が−ｄ６１から−ｄ７１に変わるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。この場合、マイクロレンズ１５２＃Ａは、視点位置＃７に対応する拡散方向＃７Ａ（つまり、視点位置＃７にレーザ光ＬＢを到達させることが可能な拡散方向＃７Ａ）対応するに向けてレーザ光ＬＢを拡散する。

同様に、ＭＥＭＳ制御部１８３は、画素Ｂに対応するマイクロレンズ１５２＃Ｂに対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が−ｄ６２から−ｄ７２に変わるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。この場合、マイクロレンズ１５２＃Ｂは、視点位置＃７に対応する拡散方向＃７Ｂ（つまり、視点位置＃７にレーザ光ＬＢを到達させることが可能な拡散方向＃７Ｂ）に向けてレーザ光ＬＢを拡散する。

同様に、ＭＥＭＳ制御部１８３は、画素Ｃに対応するマイクロレンズ１５２＃Ｃに対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が０から−ｄ７３に変わるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。この場合、マイクロレンズ１５２＃Ｃは、視点位置＃７に対応する拡散方向＃７Ｃ（つまり、視点位置＃７にレーザ光ＬＢを到達させることが可能な拡散方向＃７Ｃ）に向けてレーザ光ＬＢを拡散する。

同様に、ＭＥＭＳ制御部１８３は、画素Ｄに対応するマイクロレンズ１５２＃Ｄに対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が＋ｄ６２から−ｄ７４に変わるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。この場合、マイクロレンズ１５２＃Ｄは、視点位置＃７に対応する拡散方向＃７Ｄ（つまり、視点位置＃７にレーザ光ＬＢを到達させることが可能な拡散方向＃７Ｄ）に向けてレーザ光ＬＢを拡散する。

同様に、ＭＥＭＳ制御部１８３は、画素Ｅに対応するマイクロレンズ１５２＃Ｅに対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が＋ｄ６１から−ｄ７５に変わるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。この場合、マイクロレンズ１５２＃Ｅは、視点位置＃７に対応する拡散方向＃７Ｅ（つまり、視点位置＃７にレーザ光ＬＢを到達させることが可能な拡散方向＃７Ｅ）に向けてレーザ光ＬＢを拡散する。

ＭＥＭＳ制御部１８３は、その他全てのマイクロレンズ１５２についても、その他のマイクロレンズ１５２が視点位置＃７に対応する拡散方向に向けてレーザ光ＬＢを拡散するように、その他のマイクロレンズ１５２に対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量が所定量となるようにＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整する。

その結果、スクリーン１５が備える複数のマイクロレンズ１５２によって拡散されたレーザ光の全てが、視点位置＃７に到達する。従って、視点位置＃７に位置する観察者は、スクリーン１５によって拡散されたレーザ光ＬＢによって表示される画像全体を観察することができる。或いは、観察者の視点が視点位置＃６から視点位置＃７に移動した場合であっても、観察者は、依然として、スクリーン１５によって拡散されたレーザ光ＬＢによって表示される画像全体を観察することができる。

このように、本実施例の画像表示装置１は、主として各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度が相対的に小さい状態を維持することで、表示される画像の輝度を大きくすることができる。更に、本実施例の画像表示装置１は、主として各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向を調整することで、所望の視点位置から観察可能な画像を表示することができる。つまり、本実施例の画像表示装置１は、主として各マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向を調整することで、実質的には、画像を観察可能な視点位置を相対的に広い範囲に分布させることができる。その結果、画像表示装置１は、輝度が相対的に大きく、且つ、所望の視点位置から観察可能な画像を表示することができる。

尚、レーザスポットＬＳの形成位置の調整がマイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向の調整に繋がるのは、典型的には、レーザスポットＬＳのスポット径がマイクロレンズ１５２の配列ピッチよりも小さい場合である。つまり、レーザスポットＬＳのスポット径がマイクロレンズ１５２の配列ピッチよりも大きい場合には、レーザスポットＬＳの形成位置の調整がマイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向の調整に繋がらない又は繋がりにくい。従って、画像の輝度を大きくする目的に加えて又は代えて、レーザスポットＬＳの形成位置の調整によってマイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散方向の調整を実現するという目的のためにも、レーザスポットＬＳのスポット径はマイクロレンズ１５２の配列ピッチよりも小さいことが好ましい。

ここで、ある視点位置から観察可能な画像を画像表示装置１が表示する場合の、マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度をβと定義する。一方で、レーザスポットＬＳの形成位置を調整しない比較例の画像表示装置が同一の視点位置から観察可能な画画像を表示する場合の、マイクロレンズ１５２におけるレーザ光ＬＢの拡散角度をαと定義する。この場合、レーザスポットＬＳのスポット径及びマイクロレンズ１５２の配列ピッチは、レーザスポットＬＳのスポット径＝マイクロレンズ１５２の配列ピッチ×（β／α）という関係を有することが好ましい。この場合、画像表示装置１及び比較例の画像表示装置は、共にある視点位置から観察可能な画像を表示可能である。一方で、画像表示装置１が表示する画像の輝度は、比較例の画像表示装置が表示する画像の輝度の（α／β）倍となる。従って、画像表示装置１は、比較例の画像表示装置と比較して、ある視点位置から観察可能な画像を相対的に大きな輝度で表示することができる。

加えて、本実施例では、画像表示装置１は、ＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整することで、所望の視点位置から観察可能な画像を表示することができる。つまり、画像表示装置１は、比較的サイズの大きいコンバイナ１７（或いは、その他の物理的な構成要素）を移動させることなく、所望の視点位置から観察可能な画像を表示することができる。従って、画像表示装置１の相対的な低コスト化及び相対的な小型化が実現される。

尚、図１から図７を用いて説明した画像表示装置１の構成及び動作は一例である。従って、画像表示装置１の構成及び動作の少なくとも一部が適宜改変されてもよい。以下、画像表示装置１の構成及び動作の少なくとも一部の改変の例について説明する。

ＭＥＭＳ制御部１８３は、観察者の視点位置に応じて、いわば自動的にＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整してもよい。例えば、ＭＥＭＳ制御部１８３は、観察者の視点位置から観察可能な画像を表示するように、自動的にＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整してもよい。この場合、画像表示装置１は、観察者の視点位置を検出する又は観察者の視点位置に関する情報を取得することが好ましい。或いは、ＭＥＭＳ制御部１８３は、視点位置を指定する観察者の指示内容に応じて、ＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整してもよい。例えば、ＭＥＭＳ制御部１８３は、観察者が指定した視点位置から観察可能な画像を表示するように、ＭＥＭＳスキャナ１４の遥動態様を調整してもよい。

上述したスクリーン１５は、レーザ光ＬＢを透過する透過型のスクリーンである。しかしながら、レーザ光ＬＢを反射する反射型のスクリーンが、スクリーン１５として用いられてもよい。

スクリーン１５は、マイクロレンズアレイ１５１に加えて又は代えて、レーザ光ＬＢを拡散可能な素子部分又は素子領域が周期的に配列されている任意の光学素子を含んでいてもよい。スクリーン１５は、マイクロレンズアレイ１５１に加えて又は代えて、レーザ光ＬＢを拡散可能な素子部分又は素子領域が周期的に配列されている任意の光学素子であってもよい。このような光学素子として、例えば、回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）が一例としてあげられる。

画像表示装置１は、単一の視点位置に画像を表示することに加えて又は代えて、複数の視点位置に同一の又は異なる画像を表示してもよい。以下、図８及び図９を参照しながら、複数の視点位置に画像を表示する例について説明する。図８及び図９は、夫々、複数の視点位置に画像を表示する例を示す説明図である。

図８に示すように、ＭＥＭＳ制御部１８３は、スクリーン１５の相対的に一方側（図８では、上側）に位置するマイクロレンズ１５２＃Ａ及び１５２＃Ｂが視点位置＃８−１に対応する拡散方向＃８−１に向けてレーザ光ＬＢを拡散するように、マイクロレンズ１５２＃Ａ及び１５２＃Ｂの夫々に対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量を調整してもよい。一方で、ＭＥＭＳ制御部１８３は、スクリーン１５の相対的に他方側（図８では、下側）に位置するマイクロレンズ１５２＃Ｃ、１５２＃Ｄ及び１５２＃Ｅが視点位置＃８−２に対応する拡散方向＃８−２に向けてレーザ光ＬＢを拡散するように、マイクロレンズ１５２＃Ｃ、１５２＃Ｄ及び１５２＃Ｅの夫々に対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量を調整してもよい。ＭＥＭＳ制御部１８３は、その他全てのマイクロレンズ１５２についても、その他のマイクロレンズ１５２が視点位置＃８−１及び＃８−２のいずれかに対応する拡散方向に向けてレーザ光ＬＢを拡散するように、その他のマイクロレンズ１５２に対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量を調整してもよい。その結果、画像表示装置＃１は、視点位置＃８−１から観察可能な第１の画像及び視点位置＃８−２から観察可能な第２の画像（但し、第２の画像は、第１の画像と同じであってもよいし、異なっていてもよい）を実質的に同時に表示することができる。例えば、画像表示装置＃１が車両に搭載されている場合には、画像表示装置＃１は、運転席に対応する視点位置＃８−１及び助手席に対応する視点位置＃８−２の双方から観察可能なナビゲーション用の画像を実質的に同時に表示することができる。或いは、例えば、画像表示装置＃１が車両に搭載されている場合には、画像表示装置＃１は、相対的に上方から見下ろす視点位置＃８−１から観察可能な速度計に相当する画像及び相対的に下方から見上げる視点位置＃８−２から観察可能なナビゲーション用の画像を実質的に同時に表示することができる。

図９に示すように、ＭＥＭＳ制御部１８３は、レーザ光ＬＢの走査方向に交わる方向（図９では、上下方向）に沿って隣り合う２つのマイクロレンズ１５２が夫々異なる視点位置に対応する拡散方向に向けてレーザ光ＬＢを拡散するように、マイクロレンズ１５２に対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量を調整してもよい。例えば、ＭＥＭＳ制御部１８３は、マイクロレンズ１５２＃Ｂ及び１５２＃Ｄが視点位置＃８−１に対応する拡散方向＃８−１に向けてレーザ光ＬＢを拡散するように、マイクロレンズ１５２＃Ｂ及び１５２＃Ｄの夫々に対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量を調整してもよい。一方で、例えば、ＭＥＭＳ制御部１８３は、マイクロレンズ１５２＃Ａ、１５２＃Ｃ及び１５２＃Ｅが視点位置＃８−２に対応する拡散方向＃８−２に向けてレーザ光ＬＢを拡散するように、マイクロレンズ１５２＃Ａ、１５２＃Ｃ及び１５２＃Ｅの夫々に対するビームスポットＬＳの形成位置のシフト量を調整してもよい。

また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う画像表示装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

１ 画像表示装置
１１ レーザ光源ユニット
１３ 集光レンズ
１４ ＭＥＭＳスキャナ
１５ スクリーン
１５１ マイクロレンズアレイ
１５２ マイクロレンズ
１５３ 走査面
１６ 走査位置検出板
１６１ 検出面
１６２ 受光素子
１７ コンバイナ
１８ コントローラ
１８１ レーザ制御部
１８３ ＭＥＭＳ制御部
ＬＢ レーザ光
ＬＳ レーザスポット

Claims (6)

1. レーザ光を出射する出射手段と、
   前記出射手段が出射する前記レーザ光が走査する走査面に沿って規則的に配列すると共に夫々が前記レーザ光を拡散する複数の光学素子を含む拡散手段と、
   前記複数の光学素子の夫々によって前記レーザ光が所望の拡散方向に向かって拡散されるように、前記走査面上で前記レーザ光が形成する光スポットの、前記複数の光学素子の夫々に対する形成位置を調整する調整手段と
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記調整手段は、前記拡散手段によって前記レーザ光が所望の方向に向かって拡散されることで当該レーザ光によって表示される画像が所望の視点位置から観察可能となるように、前記光スポットの形成位置を調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記複数の光学素子は、前記走査面上における前記レーザ光の走査方向に沿って規則的に配列しており、
   前記調整手段は、前記レーザ光の走査方向に交わる方向に沿って前記光スポットが移動するように、前記光スポットの形成位置を調整する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 前記調整手段は、前記複数の光学素子のうちの第１の光学素子によって拡散される前記レーザ光によって表示される第１の画像部分を観察可能な視点位置と、前記複数の光学素子のうちの前記第１の光学素子とは異なる第２の光学素子によって拡散される前記レーザ光によって表示される第２の画像部分を観察可能な視点位置とが一致する又は重複するように、前記光スポットの形成位置を調整する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
5. 前記光スポットの径は、前記複数の光学素子のうち隣り合う２つの光学素子の配列間隔よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 前記光スポットの形成位置を調整しない場合に前記レーザ光によって表示される画像が所定の視点位置から観察可能となる前記レーザ光の拡散角度をαとし、前記光スポットの形成位置を調整する場合に前記画像が前記所定の視点位置から観察可能となる前記レーザ光の拡散角度をβとすると、前記光スポットの径は、前記配列間隔×β／αである
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。

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