JP6624275B2 - Image display device - Google Patents

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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。   The present invention relates to the technical field of an image display device such as a head-up display.

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。   Conventionally, an image display device such as a head-up display or a laser projector has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a HUD (Head Up Display: Head Up Display) including a display that projects a display image, and a combiner that displays a virtual image by receiving light projected from the display. I have.

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。   It is preferable that such an image display device displays an image so that the image can be observed at a desired viewpoint position (for example, a viewpoint position at which visibility is good for an observer). That is, it is preferable that such an image display device displays an image so that an observer located at a desired viewpoint position can observe the image. Therefore, the HUD described in Patent Document 1 moves a combiner in order to display an image at a desired viewpoint position.

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。   In addition to Patent Document 1, Patent Documents 2 to 4 are cited as prior art documents.

特開2006−062501号公報JP 2006-062501 A 特表2007−517254号公報JP-T-2007-517254 国際公開第2013/153655号パンフレットWO 2013/153655 pamphlet 特許第5075595号Patent No. 5075595

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。   However, in the technology described in Patent Literature 1, the image display device needs to move a relatively large combiner in order to display an image so that the image can be observed at a desired viewpoint position. . For this reason, in the technology described in Patent Literature 1, the image display device needs to newly include a relatively complicated and large-sized drive mechanism for moving the combiner. Therefore, there is a technical problem that the cost and size of the image display device increase.

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。   The problems to be solved by the present invention include those described above as examples. The present invention provides an image projection apparatus capable of relatively easily displaying an image so that the image can be observed at a desired viewpoint position (for example, a viewpoint position at which visibility is good for an observer). The task is to

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。前記調整手段は、前記所望の拡散方向に応じた前記光学素子の中心に対する前記光スポットのずれ量であるシフト量に基づき、前記光スポットの形成位置を変えることにより前記レーザ光により表示される画像が観察可能となる視点位置を調整する。
In order to solve the above-mentioned problem, an image display device includes: an emitting unit that emits a laser beam; and a laser beam emitted by the emitting unit is regularly arranged along a scanning surface on which the laser beam scans. Diffusing means including a plurality of optical elements for diffusing light, and light formed by the laser light on the scanning surface such that the laser light is diffused in a desired diffusion direction by each of the plurality of optical elements. Adjusting means for adjusting the formation position of the spot with respect to each of the plurality of optical elements. An image displayed by the laser light by changing a formation position of the light spot based on a shift amount that is a shift amount of the light spot with respect to a center of the optical element according to the desired diffusion direction; Adjusts the viewpoint position at which can be observed.

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FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image display device according to the present embodiment. 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。FIG. 2 is a plan view showing the screen viewed from a direction (Z-axis direction) along an optical path of laser light, and a cross-sectional view taken along line II-II ′ of the screen. 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。A plan view showing a scanning position detection plate observed from a direction along the optical path of the laser light, showing a positional relationship between a micro lens provided in the screen and a light receiving element provided in the scanning position detection plate, at the center of the lens surface of the micro lens. On the other hand, when the center of the laser spot is shifted along the direction intersecting with the scanning direction of the laser light, and when the laser spot is not shifted, the light receiving element of the laser light transmitted through the micro lens is shown by a micro lens and a light receiving element. FIG. 4 is a cross-sectional view of the element and a graph showing a relationship between a difference signal output from a pair of light receiving elements and a shift amount (shift amount) of the center of the laser spot with respect to the center of the lens surface of the micro lens. 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。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state of diffusion of laser light LB by a screen when a diffusion angle of laser light in each microlens is relatively small and large. 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。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a shift amount of a forming position of a beam spot along a direction intersecting a scanning direction of a laser beam LB with respect to a center of a lens surface of a microlens and a diffusion direction of a laser beam in each microlens. 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。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a beam spot formation position with respect to the center of the lens surface of the microlens when the image display device displays an image observable from a desired viewpoint position. 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。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a beam spot formation position with respect to the center of the lens surface of the microlens when the image display device displays an image observable from a desired viewpoint position. 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。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example in which images are displayed at a plurality of viewpoint positions. 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。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example in which images are displayed at a plurality of viewpoint positions.

以下、画像表示装置の実施形態について順に説明する。   Hereinafter, embodiments of the image display device will be described in order.

<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。
<1>
The image display device according to the present embodiment includes: an emission unit that emits a laser beam; and a plurality of emission units that are regularly arranged along a scanning surface on which the laser beam emitted by the emission unit scans and each diffuse the laser beam. A diffusing unit including an optical element, and a light spot formed by the laser light on the scanning surface, such that the laser light is diffused in a desired diffusion direction by each of the plurality of optical elements. Adjusting means for adjusting the formation position of each of the plurality of optical elements.

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。   According to the image display device of the present embodiment, the emitting unit emits a laser beam. The laser beam is a laser beam used to display an image (in other words, to project or draw). The laser beam emitted from the emission unit is applied to the scanning surface so as to scan the scanning surface of the diffusion unit. The laser beam scans the scanning surface to draw an intermediate image on the scanning surface. The laser light applied to the scanning surface is diffused by each of the plurality of optical elements. The diffused laser light reaches the observer. As a result, the observer can observe an image corresponding to the intermediate image drawn on the scanning surface by the laser light as a virtual image (or as a real image in some cases).

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。   In the present embodiment, in particular, the adjusting unit can adjust the formation position of the light spot on the scanning surface. More specifically, the adjusting means adjusts the light spot forming position for each of the plurality of optical elements (in other words, the relative positional relationship between each of the plurality of optical elements and the light spot forming position). I do.

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。   Here, when the formation position of the light spot with respect to each optical element changes, the diffusion direction of the laser light diffused by each optical element changes. When the diffusion direction of the laser light changes, the viewpoint position at which the image displayed by the laser light can be observed changes. Conversely, by adjusting the diffusion direction of the laser light that is diffused by each optical element, an image can be observed at a desired viewpoint position (for example, a viewpoint position where visibility is good for an observer). It is estimated that the image is displayed as follows.

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。   As described above, the adjustment of the formation position of the light spot on the scanning surface leads to the adjustment of the diffusion direction of the laser light. Further, adjustment of the diffusion direction of the laser light leads to adjustment of a viewpoint position at which an image displayed by the laser light can be observed. Therefore, the adjusting means can adjust the diffusion direction of the laser light by adjusting the position where the light spot is formed on the scanning surface. As a result, the adjusting means can adjust the viewpoint position at which the image displayed by the laser light can be observed. For example, the adjusting unit adjusts the formation position of the light spot on the scanning surface so that the laser light is diffused in a desired diffusion direction by the diffusion unit, so that an image can be observed at a desired viewpoint position. Thus, the viewpoint position at which the image can be observed can be adjusted. As a result, the image display device can display an image so that the image can be observed at a desired viewpoint position (for example, a viewpoint position at which visibility is good for an observer).

<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。
<2>
In another aspect of the image display device according to the present embodiment, the adjusting unit diffuses the laser beam in a desired direction by the diffusing unit so that an image displayed by the laser beam has a desired viewpoint position. The position where the light spot is formed is adjusted so that the light spot can be observed.

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。   According to this aspect, the adjusting unit adjusts the formation position of the light spot on the scanning surface so that the laser light is diffused in the desired diffusion direction by the diffusion unit, so that the image is formed at the desired viewpoint position. The viewpoint position at which the image can be observed can be adjusted so that the image can be observed.

<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。
<3>
In another aspect of the image display device according to the present embodiment, the plurality of optical elements are regularly arranged along a scanning direction of the laser light on the scanning surface, and the adjusting unit includes the laser light. The formation position of the light spot is adjusted so that the light spot moves in a direction intersecting the scanning direction of the light spot.

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。   According to this aspect, the adjusting unit adjusts the formation position of the light spot so that the light spot moves along the direction intersecting the scanning direction of the laser light, so that an image can be observed at a desired viewpoint position. Thus, the viewpoint position at which the image can be observed can be adjusted.

<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。
<4>
In another aspect of the image display device of the present embodiment, a viewpoint position at which a first image portion displayed by the laser light diffused by a first optical element of the plurality of optical elements can be observed, A viewpoint position at which a second image portion displayed by the laser light diffused by a second optical element different from the first optical element among the plurality of optical elements can be observed matches or overlaps The position where the light spot is formed is adjusted so that the light spot is formed.

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。   According to this aspect, the adjustment unit is configured to control the viewpoint position at which the image can be observed so that the image formed by combining the first image portion and the second image portion can be observed at the desired viewpoint position. Can be adjusted.

<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。
<5>
In another aspect of the image display device of the present embodiment, a diameter of the light spot is smaller than an arrangement interval between two adjacent optical elements among the plurality of optical elements.

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。   When the diameter of the light spot is smaller than the interval between the two adjacent optical elements, the adjustment of the formation position of the light spot on the scanning surface is performed by adjusting the diffusion direction of the laser light (further, display by the laser light is performed). (Adjustment of the viewpoint position at which the image to be observed can be observed). Therefore, according to this aspect, the adjusting means adjusts the formation position of the light spot having a diameter smaller than the arrangement interval of the two adjacent optical elements, so that the image displayed by the laser light can be observed. The position can be adjusted.

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。   Furthermore, according to this aspect, since the diameter of the light spot is relatively small, compared to the case where the diameter of the light spot is not smaller than the arrangement interval between two adjacent optical elements, the light spot is displayed by the laser light. The brightness of the image is increased. As a result, the image display device can display an image having a relatively large luminance so as to be observable at a desired viewpoint position. That is, the image display device can appropriately satisfy both requirements of the luminance of the image and the viewpoint position at which the image can be observed.

<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。
<6>
As described above, in another aspect of the image display device in which the diameter of the light spot is smaller than the arrangement interval between two adjacent optical elements, an image displayed by the laser light when the formation position of the light spot is not adjusted is reduced. The diffusion angle of the laser light that can be observed from a predetermined viewpoint position is α, and the diffusion angle of the laser light at which the image can be observed from the predetermined viewpoint position when adjusting the formation position of the light spot is α. Assuming β, the diameter of the light spot is the arrangement interval × β / α.

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。   According to this aspect, the adjusting unit adjusts the formation position of the light spot having a diameter corresponding to a value obtained by multiplying β / α with the arrangement interval between two adjacent optical elements, The viewpoint position at which the image displayed by the laser light can be observed can be adjusted. Further, the brightness of the image displayed by the laser light becomes α / β times as compared with the case where the diameter of the light spot is not smaller than the arrangement interval between two adjacent optical elements. As a result, the image display device can display an image having a relatively large luminance so as to be observable at a desired viewpoint position.

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。   The operation and other advantages of the present embodiment will become more apparent from the examples explained below.

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。   As described above, the image display device according to the present embodiment includes the emission unit, the diffusion unit, and the adjustment unit. Therefore, an image can be displayed relatively easily so that the image can be observed at a desired viewpoint position (for example, a viewpoint position at which visibility is good for an observer).

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。   Hereinafter, embodiments of the image display device will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the description will be given using an example in which the image display device is a head-up display. The head-up display can make a user observe an image as a virtual image. In other words, the head-up display can allow an image to be observed as a virtual image from the position of the user's eyes (a so-called eye point). However, the image display device may be any image display device other than the head-up display (for example, a MEMS display, a projector, or the like).

(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。
(1) Configuration of Image Display Device 1 First, the configuration of the image display device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the image display device 1 according to the present embodiment.

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。   As shown in FIG. 1, the image display device 1 includes a laser light source unit 11 as a specific example of “emission unit”, a condenser lens 13, a MEMS mirror 14 as a specific example of “adjustment unit”, A screen 15, which is a specific example of “diffusion unit”, a scanning position detection plate 16, a combiner 17, and a controller 18 are provided.

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。   The laser light source unit 11 emits a laser beam LB based on an image signal indicating an image to be displayed by the image display device 1 under the control of a laser controller 181 described later. The laser light source unit 11 emits the laser light LB toward the MEMS mirror 14 via the condenser lens 13.

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。   Although not shown for simplicity of the drawing, the laser light source unit 11 includes a laser diode that emits red laser light, a laser diode that emits green laser light, and a laser diode that emits blue laser light. May be provided. In this case, it is preferable that the three laser beams emitted from the three laser diodes 111 be combined into one laser beam LB by an optical element included in the laser light source unit 11. As a result, the image display device 1 can display a full-color image.

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。   The condenser lens 13 is arranged on the optical path of the laser light LB between the laser light source unit 11 and the MEMS scanner 14. The condenser lens 13 condenses the laser light LB emitted by the laser light source unit 11 on the reflection surface of the MEMS scanner 14.

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。   The MEMS scanner 14 reflects the laser beam LB collected by the condenser lens 13 toward the screen 15. For this reason, the MEMS scanner 14 includes a reflection surface that can reflect the laser beam LB toward the screen 15. The reflection surface included in the MEMS scanner 14 is controlled such that the laser light LB scans the scanning surface 153 (see FIGS. 2A and 2B) of the screen 15 under the control of the MEMS control unit 183 described later. Move around. As a result, the laser beam LB reflected by the MEMS scanner 14 can draw an image (for example, an intermediate image) on the screen 15.

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。   The screen 15 is a transmission screen through which the laser light LB reflected by the MEMS scanner 14 passes. Here, the configuration of the screen 15 will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). FIG. 2A is a plan view showing the screen 15 viewed from a direction (Z-axis direction) along the optical path of the laser light LB. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of the screen shown in FIG. 2A and 2B, the screen 15 will be described using an XYZ coordinate system including an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other, for convenience of description.

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。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the screen 15 is a plate-shaped member irradiated with the laser light LB (in other words, scanned by the laser light LB1). However, the screen 15 may be a member having a shape (for example, a disk shape) different from the plate shape.

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。   The screen 15 includes a microlens array 151 in which a plurality of microlenses 152 are arranged. As shown in FIG. 2B, each micro lens 152 diffuses (in other words, disperses) the laser light LB incident on the lens surface of the micro lens 152. Therefore, the microlens array 151 diffuses the laser beam LB at a diffusion angle determined according to the curvature of the microlens 152 constituting the microlens array 151 and the like.

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。   The microlens array 151 is regularly (in other words, periodically) arranged along the scanning direction (Y-axis direction in FIG. 2) of the laser light LB indicated by the dotted arrow in FIG. A plurality of micro lenses 152 are included. A lens group composed of a plurality of microlenses 152 regularly arranged along the scanning direction of the laser light LB has a direction X crossing the scanning direction of the laser light LB (in FIG. 2A and FIG. (Axial direction). That is, the plurality of micro lenses 152 are arranged in a matrix or a lattice.

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。   The outer shape of each lens surface of the plurality of micro lenses 152 is a regular hexagon in plan view (that is, on the XY plane). However, the outer shape of at least one lens surface of the plurality of microlenses 152 has an arbitrary shape other than a regular hexagon in plan view (for example, a circle, a square, an arbitrary rectangle, or any other shape). There may be.

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。   The characteristics (for example, the outer shape and curvature of the lens surface) of the plurality of micro lenses 152 are the same. However, at least some of the characteristics of the plurality of microlenses 152 may be different from at least some of the other characteristics of the plurality of microlenses 152.

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。   The shape of one lens surface of each micro lens 152 is a convex lens shape. The other lens surface of each micro lens 152 has a planar shape.

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。   The plurality of microlenses 152 are arranged such that the lens surface of each microlens 152 intersects the optical path of the laser light LB. Therefore, the lens surfaces of the plurality of microlens arrays 152 (particularly, the lens surfaces irradiated with the laser light LB) constitute a scanning surface 153 on which the laser light LB scans. Therefore, the scanning surface 153 is a surface that intersects the optical path of the laser light LB.

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。   The laser beam LB applied to the scanning surface 153 forms a laser spot LS on the scanning surface 153. The laser spot LS moves with the scanning of the laser beam LB. For example, the laser light LB scans the scanning surface 153 so as to be sequentially diffused by the plurality of micro lenses 152. In this case, the laser spot LS moves so as to be sequentially positioned on the lens surfaces of the plurality of microlenses 152 with the scanning of the laser beam LB.

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。   The spot diameter of the laser spot LS is smaller than the arrangement interval between two adjacent micro lenses 152. Therefore, the laser light source unit 11 may emit an appropriate laser beam LB such that the spot diameter of the laser spot LS is smaller than the interval between two adjacent microlenses 152. Alternatively, the image display device 1 adjusts the beam diameter of the laser light LB emitted from the laser light source unit 11 so that the spot diameter of the laser spot LS is smaller than the arrangement interval between two adjacent microlenses 152. (For example, a beam expander).

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。   Referring again to FIG. 1, the scanning position detection plate 16 is a member arranged to be adjacent to the screen 15 along the optical path of the laser light LB. The scanning position detection plate 16 is a member that detects a scanning position of the laser beam LB on the screen 15. That is, the scanning position detection plate 16 is a member that detects the formation position of the laser spot LS on the scanning surface 153 of the screen 15.

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。   Here, the configuration of the scanning position detection plate 16 will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (e). FIG. 3A is a plan view showing the scanning position detection plate 16 observed from a direction along the optical path of the laser light LB. FIG. 3B is a cross-sectional view of the microlens 152 and the light receiving element 162 showing a positional relationship between the micro lens 152 provided in the screen 15 and the light receiving element 162 provided in the scanning position detection plate 16. FIG. 3C shows the laser beam transmitted through the microlens 152 when the center of the laser spot LS is not displaced from the center of the lens surface of the microlens 152 along the direction intersecting the scanning direction of the laser beam LB. FIG. 9 is a cross-sectional view of the microlens 152 and the light receiving element 162, showing how light is received by the light receiving element 162 of LB. FIG. 3D shows a laser transmitted through the microlens 152 when the center of the laser spot LS is shifted from the center of the lens surface of each microlens 152 along a direction intersecting the scanning direction of the laser light LB. FIG. 9 is a cross-sectional view of the microlens 152 and the light receiving element 162, showing how light LB is received by the light receiving element 162. FIG. 3E is a graph showing a relationship between a difference signal output from the pair of light receiving elements 162 and a shift amount (shift amount) of the center of the laser spot LS with respect to the center of the lens surface of the micro lens 152. In FIG. 3, similarly to the description of the screen 15, the scanning position detection plate 16 will be described using an XYZ coordinate system including an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis, which are orthogonal to each other, for convenience of description.

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。   As shown in FIG. 3A, the scanning position detection plate 16 is a plate-shaped member. However, the scanning position detection plate 16 may be a member having a shape (for example, a disk shape) different from the plate shape.

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。   The scanning position detection plate 16 is arranged such that a detection surface 161 which is a surface facing the screen 15 among the surfaces of the scanning position detection plate 16 is parallel to the scanning surface 153 of the screen 15. In at least a part of the detection surface 161 of the scanning position detection plate 16, a plurality of light receiving elements 162 arranged along a direction (X-axis direction) intersecting the scanning direction of the laser light LB are arranged. I have. In the example shown in FIG. 2, both ends of the microlens array 151 (scanning surface 153) along the scanning direction (Y-axis direction) of the laser light LB overlap with each of the two ends along the optical path (Z-axis direction) of the laser light LB. A plurality of light receiving elements 162 arranged in a direction (X-axis direction) intersecting with the scanning direction of the laser light LB are arranged in a partial area of the detection surface 161.

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。   The plurality of light receiving elements 162 are arranged so as to have a predetermined positional relationship with the plurality of micro lenses 152. Specifically, as shown in FIG. 3B, a pair of light receiving elements 162 adjacent in a direction (X-axis direction) intersecting the scanning direction of the laser light LB corresponds to one microlens array 152. , A plurality of light receiving elements 162 are arranged. In other words, as shown in FIG. 3B, a pair of light receiving elements 162 and one microlens array 152 adjacent to each other along a direction (X-axis direction) intersecting the scanning direction of the laser light LB are formed by the laser light LB. A plurality of light receiving elements 162 are arranged adjacent to each other along the optical path (Z-axis direction). In particular, the plurality of light receiving elements 162 are arranged along the optical path of the laser light LB such that the center of the lens surface of each micro lens 152 and the boundary between the pair of light receiving elements 162 are aligned.

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。   Since the plurality of light receiving elements 162 are arranged so as to have a predetermined positional relationship with the plurality of micro lenses 152, the laser light LB of the laser light LB is determined based on the light receiving results of the pair of light receiving elements 162 corresponding to each micro lens 152. The formation position of the laser spot LS with respect to each micro lens 152 along the direction intersecting the scanning direction is detected. Specifically, as shown in FIG. 3C, when the center of the laser spot LS is not displaced from the center of the lens surface of each micro lens 152 along a direction intersecting the scanning direction of the laser beam LB. Is, the laser light LB is evenly applied to the pair of light receiving elements 162 corresponding to each micro lens 152. Therefore, the signal level of the difference signal (so-called push-pull signal) of the light receiving result of the pair of light receiving elements 162 corresponding to each micro lens 152 becomes zero. On the other hand, as shown in FIG. 3D, when the center of the laser spot LS is displaced from the center of the lens surface of each micro lens 152 along a direction intersecting the scanning direction of the laser light LB, The laser light LB is not evenly applied to the pair of light receiving elements 162 corresponding to each micro lens 152. Therefore, the signal level of the difference signal of the light reception result of the pair of light receiving elements 162 corresponding to each micro lens 152 does not become zero.

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。   For this reason, as shown in FIG. 3E, the signal level of the difference signal is based on the center of the lens surface of each micro lens 152, and the laser spot LS along the direction intersecting with the scanning direction of the laser light LB. The signal level is in accordance with the center shift amount (shift amount). That is, the signal level of the difference signal is a signal level corresponding to the formation position of the laser spot LS with respect to each microlens 152 along the direction intersecting the scanning direction of the laser light LB. Therefore, based on the signal level of the difference signal of the light reception result of the pair of light receiving elements 162 corresponding to each micro lens 152, the position where the laser spot LS is formed for each micro lens 152 along the direction intersecting the scanning direction of the laser light LB. Is detected. Conversely, if control is performed to match the signal level of the difference signal to the desired signal level, the position at which the laser spot LS is formed is adjusted along the direction crossing the scanning direction of the laser beam LB.

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。   3A to 3E, a pair of light receiving elements 162 adjacent to each other along a direction (X-axis direction) intersecting with the scanning direction of the laser beam LB corresponds to one microlens array 152. , A plurality of light receiving elements 162 are arranged. In this case, as described above, based on the signal level of the difference signal, the shift amount of the center of the laser spot LS along the direction intersecting with the scanning direction of the laser beam LB with respect to the center of the lens surface of each microlens 152 Is detected. On the other hand, the plurality of light receiving elements 162 are arranged such that four light receiving elements 162 adjacent in a grid along the scanning direction of the laser beam LB and a direction intersecting the scanning direction correspond to one microlens array 152. May be. In this case, the shift amount of the center of the laser spot LS along an arbitrary direction based on the center of the lens surface of each micro lens 152 is detected based on the signal level of the difference signal.

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。   In FIG. 1 again, the combiner 17 reflects the laser light LB (that is, diffused light) transmitted through the screen 15 toward the observer. As a result, the observer can observe an image displayed by the laser light LB transmitted through the screen 15 (in other words, an image formed on the screen 15 by the laser light LB) as a virtual image.

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。   The controller 18 is a central processing unit that controls the image display device 1. In this embodiment, in particular, the controller 18 includes a laser control unit 181 and a MEMS control unit 183, which is a specific example of “adjustment unit”, as logical processing blocks implemented therein.

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。   The laser controller 181 controls the laser light source unit 11. Specifically, the laser control unit 181 determines an emission pattern of the laser light LB by the laser light source unit 11 based on the image signal. Thereafter, the laser control unit 181 controls the laser light source unit 11 to emit the laser beam LB in the determined emission pattern while synchronizing with the swing timing of the MEMS scanner 14 swinging under the control of the MEMS control unit 183. I do.

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。   The MEMS control unit 183 controls the MEMS scanner 14. Specifically, the MEMS control unit 183 controls the MEMS scanner 14 so that the MEMS scanner 14 moves in synchronization with the emission pattern of the laser light LB by the laser light source unit 11. That is, the MEMS control unit 183 controls the MEMS scanner 14 so that the laser light LB reflected by the MEMS scanner 14 appropriately scans the scanning surface 153 of the screen 15.

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)。   In addition, the MEMS control unit 183 controls the MEMS scanner 14 based on the detection result of the scanning position detection unit 16 so as to adjust the formation position of the laser spot LS on the scanning surface 153. More specifically, based on the detection result of the scanning position detection unit 16, the MEMS control unit 183 forms a laser spot LS forming position (for example, the scanning of the laser light LB) along a direction intersecting the scanning direction of the laser light LB. The MEMS scanner 14 is controlled so as to adjust the position of the laser spot LS with respect to each microlens 152 along the direction crossing the direction. In this case, the MEMS control unit 183 adjusts the formation position of the laser spot LS by, for example, adjusting the swing mode (eg, swing timing, swing angle, swing amount, and the like) of the MEMS scanner 14. The MEMS scanner 14 is controlled as described above. The adjustment operation of the formation position of the laser spot LS performed under the control of the MEMS control unit 182 will be described later in detail (see FIGS. 5A to 5E).

(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。
(2) Relationship between luminance of image and viewpoint position at which image can be observed Subsequently, with reference to FIG. 4, luminance of an image displayed by laser light LB diffused by screen 15 and the image can be observed. The relationship with the various viewpoint positions will be described. FIG. 4A is an explanatory diagram illustrating a state of diffusion of the laser light LB by the screen 15 when the diffusion angle of the laser light LB in each micro lens 152 is relatively small. FIG. 4B is an explanatory diagram showing a state of diffusion of the laser light LB by the screen 15 when the diffusion angle of the laser light LB in each micro lens 152 is relatively large.

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。   As shown in FIG. 4A, when the diffusion angle of the laser light LB in each micro lens 152 is relatively small, each micro lens 152 diffuses the laser light LB toward a relatively narrow range. . When the diffusion angle of the laser light LB is relatively small (that is, each micro lens 152 diffuses the laser light LB toward a relatively narrow range), the laser light LB reaching the observer located at a certain viewpoint position Becomes relatively large. When the light amount of the laser light LB reaching the observer becomes relatively large, the observer recognizes that the luminance of the image displayed by the laser light LB is relatively large (that is, relatively high).

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。   However, when the diffusion angle of the laser light LB in each microlens 152 is relatively small, the area where all of the laser light diffused by the plurality of microlenses 152 of the screen 15 reaches becomes relatively narrow. That is, when the diffusion angle of the laser beam LB in each micro lens 152 is relatively small, the viewpoint position at which the entire image displayed by the laser beam LB diffused by the screen 15 can be observed is within a relatively narrow range. Will be distributed. For example, in the example shown in FIG. 4A, at the viewpoint position A1, all of the laser light diffused by the plurality of microlenses 152 included in the screen 15 arrives. The entire displayed image is observable. On the other hand, at the viewpoint position A2, the laser light LB diffused by a part of the plurality of microlenses 152 of the screen 15 corresponding to the pixels D and E does not reach. In other words, at the viewpoint position A2, the laser LB does not reach while the laser light LB is scanning some of the microlenses 152 corresponding to the pixels D and E. Therefore, at the viewpoint position A2, the entire image displayed by the laser light LB diffused by the screen 15 cannot be observed. Typically, at the viewpoint position A2, a part of an image displayed by the laser light LB diffused by the screen 15 (for example, an image lacking the pixels D and E) is observed.

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。   As described above, when the diffusion angle of the laser light LB in each micro lens 152 becomes relatively small, the brightness of the image displayed by the laser light LB becomes relatively large, but the image displayed by the laser light LB is observed. Possible viewpoint positions are distributed in a relatively narrow range. Therefore, the observer who observes the image displayed by the image display device 1 needs to adjust the observer's viewpoint to a viewpoint position distributed in a relatively narrow range (that is, a viewpoint position at which the image can be observed). Be restricted. In other words, it may be difficult for an observer who observes the image displayed by the image display device 1 to observe the image from a desired viewpoint position.

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。   Therefore, in order to widen the distribution range of the viewpoint position at which the image displayed by the laser light LB can be observed, a countermeasure to increase the diffusion angle of the laser light LB in each micro lens 152 relatively is assumed. Note that the diffusion angle of the laser beam LB in each micro lens 152 increases as the spot diameter of the laser spot LS increases.

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。   In this case, as shown in FIG. 4B, the area where all of the laser light diffused by the plurality of microlenses 152 provided in the screen 15 reaches becomes relatively large. That is, when the diffusion angle of the laser light LB in each microlens 152 is relatively large, the viewpoint position at which the entire image displayed by the laser light LB diffused by the screen 15 can be observed is relatively large. It will be distributed over a wide range. For example, in the example shown in FIG. 4B, at the viewpoint position B1, all of the laser light diffused by the plurality of microlenses 152 included in the screen 15 reaches, and thus the laser light LB diffused by the screen 15 causes The entire displayed image is observable. As can be seen by comparing FIGS. 4A and 4B, the distribution range of the viewpoint position B1 is wider than the distribution range of the viewpoint position A1.

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。   However, when the diffusion angle of the laser light LB in each micro lens 152 is relatively large, each micro lens 152 diffuses the laser light LB toward a relatively wide range. When the diffusion angle of laser light LB is relatively large (that is, each micro lens 152 diffuses laser light LB toward a relatively wide range), laser light LB reaching an observer located at a certain viewpoint position Is relatively small. When the amount of the laser light LB reaching the observer is relatively small, the observer recognizes that the brightness of the image displayed by the laser light LB is relatively small (that is, relatively low).

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。   As described above, when the diffusion angle of the laser light LB in each microlens 152 becomes relatively large, the viewpoint position at which the image displayed by the laser light LB can be observed is distributed in a relatively wide range, but the laser light LB is distributed. , The brightness of the image displayed becomes relatively small. Therefore, the observer may observe a relatively dark image.

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。   In other words, it is difficult for the image display device 1 to display an image that is relatively large in luminance and can be observed from a desired viewpoint position only by adjusting the diffusion angle of the laser beam LB in each microlens 152. It is presumed that there is.

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。   Therefore, the image display apparatus 1 of the present embodiment first maintains a state in which the diffusion angle of the laser beam LB in each micro lens 152 is relatively small (for example, the spot diameter of the laser spot LS is set to two adjacent micro lenses). By making the pitch smaller than the arrangement pitch of 152 (or smaller than the diameter of the lens surface of each micro lens 152), the brightness of the displayed image is increased. Then, the image display device 1 displays an image that can be observed from a desired viewpoint position by adjusting the diffusion direction of the laser light LB in each micro lens 152. As a result, the image display device 1 can display an image whose luminance is relatively large and which can be observed from a desired viewpoint position.

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。   In order to adjust the diffusion direction of the laser light LB in each microlens 152, the image display device 1 forms a laser spot LS along a direction intersecting the scanning direction of the laser light LB (for example, the scanning direction of the laser light LB). (The position at which the laser spot LS is formed with respect to each microlens 152 along the direction intersecting with).

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。   Hereinafter, the adjustment operation of the formation position of the laser spot LS performed for adjusting the diffusion direction of the laser beam LB in each micro lens 152 will be further described.

(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。
(3) Adjusting operation of laser spot LS forming position by MEMS control unit 183 Next, referring to FIGS. 5A to 5B and FIGS. 6 and 7, the laser spot LS by the MEMS control unit 183 will be described. The adjustment operation of the formation position of will be described. FIGS. 5A to 5E respectively show a shift amount of the formation position of the beam spot LS along a direction intersecting the scanning direction of the laser beam LB with respect to the center of the lens surface of the microlens 152, and each microlens 152. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a laser beam LB and a diffusion direction in FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the formation position of the beam spot LS with respect to the center of the lens surface of the micro lens 152 when the image display device 1 displays an image observable from the desired viewpoint position # 6. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the formation position of the beam spot LS with respect to the center of the lens surface of the micro lens 152 when the image display device 1 displays an image that can be observed from the desired viewpoint position # 7.

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。   As shown in FIGS. 5A to 5E, the laser light in each microlens 152 is formed according to the formation position of the laser spot LS with respect to each microlens 152 along the direction intersecting the scanning direction of the laser light LB. The LB diffusion direction changes. More specifically, when a certain microlens 152 is irradiated with the laser beam LB, the position of the laser spot LS along a direction intersecting the scanning direction of the laser beam LB with respect to the certain microlens 152 is determined. Then, the diffusion direction of the laser light LB in the certain micro lens 152 changes. Hereinafter, a description will be given of a case where the laser beam LB is irradiated to the microlens 152 # 5 as an example.

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。   For example, as shown on the left side of FIG. 5A, the shift amount of the formation position of the beam spot LS along the direction intersecting the scanning direction of the laser beam LB with respect to the center of the lens surface of the micro lens 152 # 5 is -d1. Assume that it is. 5 (a) to 5 (e), a shift toward the right with respect to the traveling direction of the laser beam LB (from FIG. 5 (a) to FIG. 5 (e), a direction from the left to the right). The amount (in FIGS. 5A to 5E, the amount of shift toward the lower side in the drawing) is defined as a positive shift amount. In this case, as shown in the center of FIG. 5A, the diffusion direction of the laser light LB in the micro lens 152 # 5 is the first direction D1.

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。   The right side of FIG. 5A illustrates the diffusion of the laser beam LB that scans along one scanning line on the scanning surface 153 under the condition that the shift amount of the formation position of the beam spot LS is −d1. 3 shows the angle distribution (ie, the diffusion distribution of the laser beam LB by the screen 15). In other words, on the right side of FIG. 5A, the laser beam LB that scans along one scanning line on the scanning surface 153 under the condition that the shift amount of the formation position of the beam spot LS is −d1 is the screen. 15 shows a projection distribution of the laser beam LB on the virtual projection plane when the laser light LB is projected on a virtual projection plane after being diffused by the laser light 15. Therefore, on the right side of FIG. 5A, an area where the laser light LB reaches (a relatively bright area) indicates a viewpoint position at which an image displayed by the laser light LB can be observed. 5B to FIG. 5E, the same laser light LB as that on the right side of FIG. 5A except that the shift amount of the formation position of the beam spot LS is different. 3 shows the distribution of the diffusion angle.

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。   Subsequently, as shown on the left side of FIG. 5B, the MEMS control unit 183 controls the MEMS scanner so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS changes from −d1 to −d2 (where d1> d2). It is assumed that 14 swing modes are adjusted. In this case, as shown in the center of FIG. 5B, the diffusion direction of the laser light LB in the micro lens 152 # 5 changes to a second direction D2 different from the first direction D1. As a result, as shown on the right side of FIG. 5B, a region where the laser light diffused by the microlens 152 # 5 reaches (that is, a viewpoint position at which an image displayed by the laser light LB can be observed) ) Also changes.

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。   Subsequently, as shown on the left side of FIG. 5C, the MEMS control unit 183 adjusts the swing mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS changes from -d2 to 0. Assume the case. In this case, as shown in the center of FIG. 5C, the diffusion direction of the laser light LB in the micro lens 152 # 5 changes to a third direction D3 different from the first direction D1 and the second direction D2. . As a result, as shown on the right side of FIG. 5C, the region where the laser light diffused by the microlens 152 # 5 reaches (that is, the viewpoint position where the image displayed by the laser light LB can be observed) ) Also changes.

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。   Subsequently, as shown on the left side of FIG. 5D, when the MEMS control unit 183 adjusts the swinging mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS changes from 0 to + d2. Is assumed. In this case, as shown in the center of FIG. 5D, the diffusion direction of the laser beam LB in the micro lens 152 # 5 changes from the first direction D1 to a fourth direction D4 different from the third direction D3. . As a result, as shown on the right side of FIG. 5D, a region where the laser light diffused by the microlens 152 # 5 reaches (that is, a viewpoint position at which an image displayed by the laser light LB can be observed) ) Also changes.

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。   Subsequently, as shown on the left side of FIG. 5E, the MEMS control unit 183 adjusts the oscillating mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS changes from + d2 to + d1. Is assumed. In this case, as shown in the center of FIG. 5E, the diffusion direction of the laser beam LB in the micro lens 152 # 5 changes from the first direction D1 to a fifth direction D5 different from the fourth direction D4. . As a result, as shown on the right side of FIG. 5E, a region where the laser light diffused by the microlens 152 # 5 reaches (that is, a viewpoint position at which an image displayed by the laser light LB can be observed) ) Also changes.

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。   As described above, it can be seen that the diffusion direction of the laser light LB in each microlens 152 changes according to the formation position of the laser spot LS with respect to each microlens 152 along the direction intersecting the scanning direction of the laser light LB. Then, conversely, if the formation position of the laser spot LS is adjusted for each microlens 152, each microlens 152 can diffuse the laser light LB in a desired diffusion direction corresponding to a desired viewpoint position. Is assumed.

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。   For example, as shown in FIG. 6, it is assumed that the image display device 1 displays an image observable from the viewpoint position # 6.

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。   In this case, the MEMS control unit 183 adjusts the swing mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the microlens 152 # A corresponding to the pixel A becomes −d61. In this case, the microlens 152 # A emits the laser beam LB in the diffusion direction # 6A corresponding to the viewpoint position # 6 (that is, the diffusion direction # 6A in which the laser beam LB can reach the viewpoint position # 6). To spread.

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。   Similarly, the MEMS control unit 183 adjusts the oscillating mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the microlens 152 # B corresponding to the pixel B becomes −d62. In this case, the micro lens 152 # B causes the laser beam LB to move in the diffusion direction # 6B corresponding to the viewpoint position # 6 (that is, the diffusion direction # 6B that allows the laser beam LB to reach the viewpoint position # 6). To spread.

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。   Similarly, the MEMS control unit 183 adjusts the swing mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the microlens 152 # C corresponding to the pixel C becomes zero. In this case, the microlens 152 # C causes the laser beam LB to move in the diffusion direction # 6C corresponding to the viewpoint position # 6 (that is, the diffusion direction # 6C in which the laser beam LB can reach the viewpoint position # 6). To spread.

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。   Similarly, the MEMS control unit 183 adjusts the swinging mode of the MEMS scanner 14 such that the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the microlens 152 # D corresponding to the pixel D becomes + d62. In this case, the microlens 152 # D transmits the laser light LB toward the diffusion direction # 6D corresponding to the viewpoint position # 6 (that is, the diffusion direction # 6D that allows the laser light LB to reach the viewpoint position # 6). To spread.

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。   Similarly, the MEMS control unit 183 adjusts the swinging mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the micro lens 152 # E corresponding to the pixel E becomes + d61. In this case, the microlens 152 # E emits the laser beam LB in the diffusion direction # 6E corresponding to the viewpoint position # 6 (that is, the diffusion direction # 6E in which the laser beam LB can reach the viewpoint position # 6). To spread.

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。   The MEMS control unit 183 performs beam spots on the other microlenses 152 such that the other microlenses 152 diffuse the laser beam LB in the diffusion direction corresponding to the viewpoint position # 6. The swinging mode of the MEMS scanner 14 is adjusted so that the shift amount of the LS formation position becomes a predetermined amount.

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。   As a result, all of the laser beams diffused by the plurality of microlenses 152 of the screen 15 reach the viewpoint position # 6. Therefore, the observer located at the viewpoint position # 6 can observe the entire image displayed by the laser light LB diffused by the screen 15. That is, the image display device 1 can display an image observable from the viewpoint position # 6.

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。   On the other hand, for example, as shown in FIG. 7, the image display device 1 newly replaces the image observable from the viewpoint position # 6 with an image observable from the viewpoint position # 7 different from the viewpoint position # 6. Assume that it is displayed.

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。   In this case, the MEMS control unit 183 adjusts the swinging mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the microlens 152 # A corresponding to the pixel A changes from -d61 to -d71. In this case, the microlens 152 # A moves the laser toward the diffusion direction # 7A corresponding to the viewpoint position # 7 (that is, the diffusion direction # 7A that allows the laser light LB to reach the viewpoint position # 7). Diffuses light LB.

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。   Similarly, the MEMS control unit 183 adjusts the swinging mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the micro lens 152 # B corresponding to the pixel B changes from -d62 to -d72. In this case, the micro lens 152 # B causes the laser beam LB to move in the diffusion direction # 7B corresponding to the viewpoint position # 7 (that is, the diffusion direction # 7B that allows the laser beam LB to reach the viewpoint position # 7). To spread.

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。   Similarly, the MEMS control unit 183 adjusts the swinging mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the microlens 152 # C corresponding to the pixel C changes from 0 to -d73. In this case, the micro lens 152 # C causes the laser beam LB to move in the diffusion direction # 7C corresponding to the viewpoint position # 7 (that is, the diffusion direction # 7C in which the laser beam LB can reach the viewpoint position # 7). To spread.

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。   Similarly, the MEMS control unit 183 adjusts the swinging mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the microlens 152 # D corresponding to the pixel D changes from + d62 to -d74. In this case, the microlens 152 # D outputs the laser light LB toward the diffusion direction # 7D corresponding to the viewpoint position # 7 (that is, the diffusion direction # 7D that allows the laser light LB to reach the viewpoint position # 7). To spread.

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。   Similarly, the MEMS control unit 183 adjusts the swinging mode of the MEMS scanner 14 so that the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the micro lens 152 # E corresponding to the pixel E changes from + d61 to -d75. In this case, the microlens 152 # E emits the laser light LB toward the diffusion direction # 7E corresponding to the viewpoint position # 7 (that is, the diffusion direction # 7E that allows the laser light LB to reach the viewpoint position # 7). To spread.

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。   The MEMS control unit 183 performs beam spots on the other microlenses 152 so that the other microlenses 152 diffuse the laser beam LB in the diffusion direction corresponding to the viewpoint position # 7. The swinging mode of the MEMS scanner 14 is adjusted so that the shift amount of the LS formation position becomes a predetermined amount.

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。   As a result, all of the laser beams diffused by the plurality of microlenses 152 of the screen 15 reach the viewpoint position # 7. Therefore, the observer located at the viewpoint position # 7 can observe the entire image displayed by the laser light LB diffused by the screen 15. Alternatively, even when the observer's viewpoint moves from the viewpoint position # 6 to the viewpoint position # 7, the observer still observes the entire image displayed by the laser light LB diffused by the screen 15. Can be.

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。   As described above, the image display device 1 of the present embodiment can increase the brightness of the displayed image by maintaining a state where the diffusion angle of the laser beam LB in each microlens 152 is relatively small. . Furthermore, the image display device 1 of the present embodiment can display an image that can be observed from a desired viewpoint position by adjusting the diffusion direction of the laser light LB in each microlens 152. In other words, the image display apparatus 1 of the present embodiment adjusts the diffusion direction of the laser beam LB in each microlens 152 to substantially distribute the viewpoint position at which the image can be observed in a relatively wide range. Can be done. As a result, the image display device 1 can display an image whose luminance is relatively large and which can be observed from a desired viewpoint position.

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。   Adjustment of the formation position of the laser spot LS leads to adjustment of the diffusion direction of the laser light LB in the microlens 152, typically when the spot diameter of the laser spot LS is smaller than the arrangement pitch of the microlenses 152. It is. That is, when the spot diameter of the laser spot LS is larger than the arrangement pitch of the microlenses 152, the adjustment of the formation position of the laser spot LS does not or does not easily lead to the adjustment of the diffusion direction of the laser light LB in the microlens 152. Therefore, in addition to or instead of the purpose of increasing the brightness of the image, the laser spot LS is also adjusted for the purpose of realizing the adjustment of the diffusion direction of the laser beam LB in the microlens 152 by adjusting the formation position of the laser spot LS. Is preferably smaller than the arrangement pitch of the micro lenses 152.

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。   Here, when the image display device 1 displays an image observable from a certain viewpoint position, the diffusion angle of the laser beam LB in the microlens 152 is defined as β. On the other hand, when the image display device of the comparative example that does not adjust the formation position of the laser spot LS displays an image image that can be observed from the same viewpoint position, the diffusion angle of the laser beam LB in the microlens 152 is defined as α. . In this case, it is preferable that the spot diameter of the laser spot LS and the arrangement pitch of the micro lenses 152 have a relationship of: spot diameter of the laser spot LS = array pitch of the micro lenses 152 × (β / α). In this case, both the image display device 1 and the image display device of the comparative example can display an image observable from a certain viewpoint position. On the other hand, the brightness of the image displayed by the image display device 1 is (α / β) times the brightness of the image displayed by the image display device of the comparative example. Therefore, the image display device 1 can display an image observable from a certain viewpoint position with relatively large brightness as compared with the image display device of the comparative example.

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。   In addition, in this embodiment, the image display device 1 can display an image observable from a desired viewpoint position by adjusting the swinging mode of the MEMS scanner 14. That is, the image display device 1 can display an image that can be observed from a desired viewpoint position without moving the combiner 17 (or other physical components) having a relatively large size. Therefore, a relatively low cost and a relatively small size of the image display device 1 are realized.

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。   The configuration and operation of the image display device 1 described with reference to FIGS. 1 to 7 are examples. Therefore, at least part of the configuration and operation of the image display device 1 may be appropriately modified. Hereinafter, an example of modification of at least a part of the configuration and operation of the image display device 1 will be described.

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。   The MEMS control unit 183 may automatically adjust the oscillating mode of the MEMS scanner 14 according to the viewpoint position of the observer. For example, the MEMS control unit 183 may automatically adjust the swing mode of the MEMS scanner 14 so as to display an image observable from the viewpoint position of the observer. In this case, it is preferable that the image display device 1 detects the viewpoint position of the observer or obtains information on the viewpoint position of the observer. Alternatively, the MEMS control unit 183 may adjust the oscillating mode of the MEMS scanner 14 in accordance with the contents of an instruction of the observer specifying the viewpoint position. For example, the MEMS control unit 183 may adjust the swing mode of the MEMS scanner 14 so as to display an image that can be observed from a viewpoint position designated by the observer.

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。   The above-described screen 15 is a transmission screen that transmits the laser beam LB. However, a reflective screen that reflects the laser beam LB may be used as the screen 15.

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。   The screen 15 may include, in addition to or in place of the microlens array 151, any optical element in which element portions or element regions capable of diffusing the laser light LB are periodically arranged. The screen 15 may be any optical element in which element portions or element regions capable of diffusing the laser light LB are periodically arranged in addition to or instead of the microlens array 151. An example of such an optical element is a diffractive optical element (DOE: Diffractive Optical Element).

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。   The image display device 1 may display the same or different images at a plurality of viewpoint positions in addition to or instead of displaying an image at a single viewpoint position. Hereinafter, an example in which images are displayed at a plurality of viewpoint positions will be described with reference to FIGS. 8 and 9. 8 and 9 are explanatory diagrams each showing an example of displaying an image at a plurality of viewpoint positions.

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。   As shown in FIG. 8, the MEMS control unit 183 determines that the microlenses 152 # A and 152 # B located relatively on one side (the upper side in FIG. 8) of the screen 15 correspond to the viewpoint position # 8-1. The shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to each of the micro lenses 152 # A and 152 # B may be adjusted so that the laser light LB is diffused in the diffusion direction # 8-1. On the other hand, the MEMS control unit 183 determines that the micro lenses 152 # C, 152 # D, and 152 # E located relatively on the other side (the lower side in FIG. 8) of the screen 15 correspond to the viewpoint position # 8-2. The shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to each of the micro lenses 152 # C, 152 # D and 152 # E may be adjusted so as to diffuse the laser light LB in the diffusion direction # 8-2. . The MEMS control unit 183 also causes all the other microlenses 152 to diffuse the laser light LB in the diffusion direction corresponding to one of the viewpoint positions # 8-1 and # 8-2. Alternatively, the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to the other micro lenses 152 may be adjusted. As a result, the image display device # 1 displays the first image observable from the viewpoint position # 8-1 and the second image observable from the viewpoint position # 8-2 (however, the second image is the first image (Which may be the same as or different from the image of the above) can be displayed substantially simultaneously. For example, when the image display device # 1 is mounted on a vehicle, the image display device # 1 controls both the viewpoint position # 8-1 corresponding to the driver's seat and the viewpoint position # 8-2 corresponding to the passenger seat. Can be displayed substantially simultaneously. Alternatively, for example, when the image display device # 1 is mounted on a vehicle, the image display device # 1 can display an image corresponding to a speedometer that can be observed from a viewpoint position # 8-1 that is relatively looked down from above. It is possible to display navigation images observable from viewpoint position # 8-2, which is relatively relatively viewed from below, at substantially the same time.

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。   As illustrated in FIG. 9, the MEMS control unit 183 determines that two adjacent microlenses 152 along a direction intersecting the scanning direction of the laser beam LB (in FIG. 9, the vertical direction) correspond to different diffusion directions corresponding to different viewpoint positions. The amount of shift of the formation position of the beam spot LS with respect to the micro lens 152 may be adjusted so that the laser beam LB is diffused toward. For example, the MEMS control unit 183 controls the micro lenses 152 # B and 152 # D such that the micro lenses 152 # B and 152 # D diffuse the laser light LB in the diffusion direction # 8-1 corresponding to the viewpoint position # 8-1. And the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to each of the beam spots 152 and 152 # D. On the other hand, for example, the MEMS control unit 183 causes the micro lenses 152 # A, 152 # C, and 152 # E to diffuse the laser light LB in the diffusion direction # 8-2 corresponding to the viewpoint position # 8-2. Alternatively, the shift amount of the formation position of the beam spot LS with respect to each of the micro lenses 152 # A, 152 # C, and 152 # E may be adjusted.

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。   In addition, the present invention can be appropriately changed within a scope that does not contradict the gist or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an image display device with such a change is also a technical idea of the present invention. include.

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display apparatus 11 Laser light source unit 13 Condensing lens 14 MEMS scanner 15 Screen 151 Microlens array 152 Microlens 153 Scanning surface 16 Scanning position detection plate 161 Detection surface 162 Light receiving element 17 Combiner 18 Controller 181 Laser control unit 183 MEMS control unit LB laser light LS laser spot

Claims (5)

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
前記調整手段は、前記所望の拡散方向に応じた前記光学素子の中心に対する前記光スポットのずれ量であるシフト量に基づき、前記光スポットの形成位置を変えることにより前記レーザ光により表示される画像が観察可能となる視点位置を調整することを特徴とする画像表示装置。
Emitting means for emitting laser light;
Diffusion means including a plurality of optical elements that are regularly arranged along a scanning surface scanned by the laser light emitted by the emission means and each diffuse the laser light,
Forming position of a light spot formed by the laser light on the scanning surface with respect to each of the plurality of optical elements so that the laser light is diffused in a desired diffusion direction by each of the plurality of optical elements. and an adjustment means for adjusting the,
An image displayed by the laser light by changing a formation position of the light spot based on a shift amount that is a shift amount of the light spot with respect to a center of the optical element according to the desired diffusion direction; An image display device for adjusting a viewpoint position at which an image can be observed .
前記複数の光学素子は、一又は複数の第1の光学素子と、前記一又は複数の第1光学素子とは異なる一又は複数の第2の光学素子とを含み、The plurality of optical elements includes one or more first optical elements, and one or more second optical elements different from the one or more first optical elements,
前記調整手段は、前記一又は複数の第1の光学素子によって拡散される前記レーザ光により表示される第1の画像部分が第1の視点位置で観察可能となり、前記一又は複数の第2の光学素子によって拡散される前記レーザ光により表示される第2の画像部分が前記第1の視点位置とは異なる第2の視点位置で観察可能となるように、前記光スポットの形成位置を変える、The adjusting means enables a first image portion displayed by the laser light diffused by the one or more first optical elements to be observed at a first viewpoint position, and the one or more second Changing a formation position of the light spot so that a second image portion displayed by the laser light diffused by an optical element can be observed at a second viewpoint position different from the first viewpoint position;
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。The image display device according to claim 1, wherein:
前記複数の光学素子は、前記レーザ光の走査方向に沿って配列された複数の第1光学素子と、前記走査方向に沿って配列され前記複数の第1光学素子とは異なる複数の第2光学素子と、を備え、The plurality of optical elements are arranged along a scanning direction of the laser beam, and the plurality of first optical elements are arranged along the scanning direction and a plurality of second optical elements arranged differently from the plurality of first optical elements. And an element,
前記調整手段は、第1の前記シフト量に応じて前記複数の第1光学素子の夫々に対する前記光スポットの形成位置を変え、第2の前記シフト量に応じて前記複数の第2の光学素子の夫々に対する前記光スポットの形成位置を変える、The adjusting unit changes the position of the light spot with respect to each of the plurality of first optical elements according to a first shift amount, and adjusts the plurality of second optical elements according to a second shift amount. Changing the formation position of the light spot with respect to each of
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。The image display device according to claim 1, wherein:
観察者の視点位置を検出する検出手段を備え、A detecting means for detecting a viewpoint position of the observer,
前記調整手段は、前記レーザ光により表示される画像が観察可能となる視点位置が前記検出手段により検出された視点位置になるように、前記光スポットの形成位置を変える、The adjusting means changes the formation position of the light spot so that a viewpoint position at which an image displayed by the laser light becomes observable is a viewpoint position detected by the detection means.
請求項1乃到3の何れか1項に記載の画像表示装置。The image display device according to claim 1.
視点位置を指定する視点位置指定手段を備え、A viewpoint position designating means for designating a viewpoint position;
前記調整手段は、前記レーザ光により表示される画像が観察可能となる視点位置が前記視線位置指定手段により指定された視点位置になるように、前記光スポットの形成位置を変える、The adjusting unit changes the formation position of the light spot so that a viewpoint position at which an image displayed by the laser light can be observed is a viewpoint position designated by the line-of-sight position designation unit.
請求項1乃到3の何れか1項に記載の画像表示装置。The image display device according to claim 1.
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