WO2012117495A1 - 光学素子、ヘッドアップディスプレイ及び光学素子の製造方法 - Google Patents

光学素子、ヘッドアップディスプレイ及び光学素子の製造方法 Download PDF

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microlens array
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lens
microlenses
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育也 菊池
野本　貴之
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Pioneer Corp
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • the present invention relates to an optical element using a microlens array.
  • Patent Document 1 proposes an image forming apparatus including a laser projector that uses a laser beam as a light source and projects an image formed by an array of a plurality of pixels, and a microlens array in which a plurality of microlenses are arrayed. Yes.
  • a microlens array is used, incident light can be appropriately dispersed and a necessary diffusion angle can be freely designed.
  • Patent Documents 2 and 3 and Non-Patent Document 1 propose that a screen is configured using two microlens arrays or two diffraction gratings.
  • Non-Patent Document 1 there is a tendency that uneven brightness occurs when only one microlens array is used. However, such uneven brightness occurs when two microlens arrays are used. It is described that can be suppressed.
  • the focal length of the microlens is 2.
  • the two microlens arrays are arranged so that the microlens arrays are separated from each other, and the vertex directions of the hexagonal shape or the quadrangular shape, which are the lens contours of the microlenses, coincide. In such a conventional configuration, it is necessary to strictly adjust the positions of the two microlens arrays.
  • Examples of the problem to be solved by the present invention include the above. It is an object of the present invention to provide an optical element, a head-up display, and a method for manufacturing an optical element that can appropriately suppress an influence due to a positional deviation between microlens arrays and can be easily created. To do.
  • each of the plurality of microlenses has a polygonal lens profile in plan view.
  • the first and second microlens array units are arranged to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens, and are arranged in the first microlens array unit.
  • the angle between the apex direction of the lens contour of the microlens and the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the second microlens array unit is shifted.
  • a head-up display includes the optical element according to any one of the first to ninth aspects, and an image formed by the optical element is visually recognized as a virtual image from a position of a user's eyes.
  • the polygonal shape that is the lens contour of the microlens has a predetermined angle.
  • a first step of generating the first and second microlens array portions by forming the plurality of microlenses arranged in a state rotated by a half angle on one surface, and the first step A second step of generating the optical element by disposing the first and second microlens array portions generated in step 1 at positions separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens.
  • the plurality of microlenses are formed on one surface. And a first step of generating the first and second microlens array portions, and the first and second microlens array portions are arranged opposite to each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens.
  • the apex direction of the polygonal shape that is the lens contour of the microlens formed in the first microlens array portion and the apex of the polygonal shape that is the lens contour of the microlens formed in the second microlens array portion By disposing the first and second microlens array portions so that the angle difference with the direction becomes a predetermined angle, Comprising a second step of generating the academic element.
  • the optical element having the first and second microlens array portions each having a plurality of microlenses arranged therein is a regular polygonal lens in plan view.
  • the first and second microlens array portions have a contour, and are arranged opposite to each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens, and are arranged in the first microlens array portion.
  • the angle between the lens contour vertex direction of the microlens and the vertex direction of the lens contour of the microlens arranged in the second microlens array portion is half the inner angle of 1 included in the regular polygon shape. The angle is shifted.
  • the optical element having the first and second microlens array portions in which a plurality of microlenses are arranged at equal intervals, the microlens is arranged around the one microlens, The first and second microlens array portions are arranged opposite to each other at a distance that is at least longer than the focal length of the microlens.
  • the microlens arranged in the first microlens array part and the microlens arranged in the second microlens array part are shifted by an angle half of the predetermined angle with respect to the first microlens. Configured.
  • the structure of the image display apparatus which concerns on a present Example is shown.
  • the perspective view of the screen which concerns on a present Example is shown.
  • the structure of the microlens array part which concerns on a present Example is shown.
  • action and effect of the screen which concerns on a present Example is shown.
  • the figure for demonstrating the manufacturing method of the screen which concerns on a present Example is shown.
  • the structure of the screen which concerns on the modification 1 is shown.
  • the structure of the screen which concerns on the modification 2 is shown.
  • the structure of the screen which concerns on the modification 3 is shown.
  • the structure of the screen which concerns on the modification 4 is shown.
  • the specific structure of the screen which concerns on the other example of the modification 4 is shown.
  • the specific structure of the screen which concerns on the modification 5 is shown.
  • the specific structure of the screen which concerns on the modification 6 is shown.
  • an optical element having first and second microlens array units each having a plurality of microlenses arranged therein has a polygonal lens profile in plan view.
  • the first and second microlens array units are configured to be opposed to each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens and the microarrays arranged in the first microlens array unit.
  • the angle between the apex direction of the lens contour of the lens and the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the second microlens array unit is shifted.
  • the above-described optical element has first and second microlens array portions each having a plurality of microlenses arranged therein.
  • the optical element corresponds to a screen.
  • Each of the plurality of microlenses is configured with a polygonal lens contour (meaning the contour (outer shape) of one microlens constituting the first and second microlens array portions; hereinafter the same) in a plan view.
  • the first and second microlens array portions are arranged to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens.
  • the first and second microlens array units include a polygonal apex direction that is a lens contour of the microlens arranged in the first microlens array unit, and a microarray arranged in the second microlens array unit.
  • the angle difference with the apex direction of the polygonal shape that is the lens contour of the lens is configured to be a predetermined angle. That is, a plurality of microlenses are arranged in the first and second microlens array portions so that the polygonal shape that is the lens contour is rotated by a predetermined angle.
  • the light is appropriately dispersed by using the two first and second microlens array units disposed opposite to each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens. And a uniform image with little unevenness can be formed.
  • the apex direction of the lens contour in the first microlens array unit is shifted from the apex direction of the lens contour in the second microlens array unit, unnecessary interference due to a polygonal image that may occur on the incident surface is suppressed. Therefore, it is possible to appropriately suppress the influence of the positional deviation in the first and second microlens array units.
  • it is not necessary to strictly adjust the positions of the first and second microlens array portions, and therefore it is possible to create an optical element easily and at low cost.
  • the microlenses constituting the first and second microlens array portions have a polygonal lens contour, and the sides constituting the polygonal shape are adjacent to each other. It is arranged.
  • the first and second microlens array portions are arranged to face each other at a position separated by a distance not less than 1.5 times and not more than 3 times the focal length of the microlens. Yes.
  • the polygonal shape is a regular hexagonal shape
  • the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the first microlens array unit, and the second microlens array unit The angle difference between the microlenses arranged in the direction of the apex of the lens contour is approximately 30 degrees or approximately 90 degrees. According to this aspect, it is possible to effectively suppress the influence due to the displacement in the first and second microlens array portions.
  • the polygonal shape is a square shape
  • the apex direction of the lens contour of the microlens arranged in the first microlens array portion, and the second microlens array The angle difference between the microlenses arranged in the section and the apex direction of the lens contour is approximately 45 degrees or approximately 135 degrees. According to this aspect, it is possible to effectively suppress the influence due to the displacement in the first and second microlens array portions.
  • the optical element includes a first lens array having the first microlens array portion on one surface and a second lens array having the second microlens array portion on one surface. Is done.
  • the first and second microlens array units are configured separately, and each of the plurality of microlenses is formed on one surface.
  • the first microlens array part and the second microlens array part are formed on opposing surfaces of the first lens array and the second lens array, respectively.
  • each of the first and second microlens array units has the plurality of microlenses formed on the opposing surfaces of the first and second microlens array units.
  • the first microlens array portion is formed on a surface of the first lens array that does not face the surface of the second lens array on which the second microlens array portion is formed. ing.
  • one of the first and second microlens array portions has the plurality of microlenses formed on the opposing surfaces of the first and second microlens array portions, and the first and second microlens array portions.
  • the other of the lens array sections has the plurality of microlenses formed on the surface opposite to the facing surface.
  • first microlens array part and the second microlens array part are formed on surfaces of the first lens array and the second lens array that are not opposed to each other.
  • each of the first and second microlens array units has the plurality of microlenses formed on the surface opposite to the opposing surface of the first and second microlens array units.
  • the first microlens array portion is provided on one surface, and the second microlens array portion is provided on the other surface.
  • the first and second microlens array portions are integrally formed, and the plurality of microlenses are formed on opposite surfaces of the optical element. According to this aspect, since the two microlens array portions are integrally formed, it is only necessary to create one component on which the microlens array is formed, thereby further reducing the cost required for the optical element. It becomes possible.
  • the above-described optical element can be suitably applied to a head-up display that allows an image to be viewed as a virtual image from the position of the user's eyes.
  • a polygonal shape that is a lens contour of the microlens is half of a predetermined angle.
  • a method of manufacturing an optical element having first and second microlens array portions each having a plurality of microlenses arranged includes forming the plurality of microlenses on one surface.
  • the first and second microlens array portions are disposed opposite to each other at a position separated from the first step of generating the first and second microlens array portions by a distance at least longer than the focal length of the microlenses.
  • the apex direction of the polygonal shape that is the lens contour of the microlens formed in the first microlens array portion and the polygonal shape that is the lens contour of the microlens formed in the second microlens array portion By disposing the first and second microlens array portions so that the angle difference with the apex direction becomes a predetermined angle, Comprising a second step of generating the academic element.
  • the optical element can be easily and inexpensively produced.
  • an optical element having first and second microlens array portions each having a plurality of microlenses arranged therein has a regular polygonal lens profile in plan view. And the first and second microlens array units are arranged to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlens and arranged in the first microlens array unit.
  • the angle between the lens contour vertex direction of the microlens and the vertex direction of the lens contour of the microlens arranged in the second microlens array portion is an angle that is half the inner angle of 1 included in the regular polygon shape It is composed by shifting.
  • an optical element having first and second microlens array portions each having a plurality of microlenses arranged at equal intervals, the microlens is arranged around the one microlens, The first and second microlens array portions are arranged opposite to each other at a distance that is at least longer than the focal length of the microlens.
  • the microlens arranged in the first microlens array part and the microlens arranged in the second microlens array part are shifted by an angle half of the predetermined angle with respect to the first microlens. Configured.
  • FIG. 1 shows a configuration of an image display device to which an optical element according to the present embodiment is applied.
  • the image display device 1 includes an image signal input unit 2, a video ASIC 3, a frame memory 4, a ROM 5, a RAM 6, a laser driver ASIC 7, a MEMS control unit 8, and a laser light source unit 9.
  • the image display device 1 is applied to, for example, a head-up display.
  • the head-up display is a device that visually recognizes an image as a virtual image from the position (eye point) of the driver's eyes.
  • the image signal input unit 2 receives an image signal input from the outside and outputs it to the video ASIC 3.
  • the video ASIC 3 is a block that controls the laser driver ASIC 7 and the MEMS control unit 8 based on the image signal input from the image signal input unit 2 and the scanning position information Sc input from the MEMS mirror 10, and is ASIC (Application Specific Integrated). Circuit).
  • the video ASIC 3 includes a synchronization / image separation unit 31, a bit data conversion unit 32, a light emission pattern conversion unit 33, and a timing controller 34.
  • the synchronization / image separation unit 31 separates the image data displayed on the screen as the image display unit and the synchronization signal from the image signal input from the image signal input unit 2 and writes the image data to the frame memory 4.
  • the bit data conversion unit 32 reads the image data written in the frame memory 4 and converts it into bit data.
  • the light emission pattern conversion unit 33 converts the bit data converted by the bit data conversion unit 32 into a signal representing the light emission pattern of each laser.
  • the timing controller 34 controls the operation timing of the synchronization / image separation unit 31 and the bit data conversion unit 32.
  • the timing controller 34 also controls the operation timing of the MEMS control unit 8 described later.
  • the image data separated by the synchronization / image separation unit 31 is written.
  • the ROM 5 stores a control program and data for operating the video ASIC 3. Various data are sequentially read from and written into the RAM 6 as a work memory when the video ASIC 3 operates.
  • the laser driver ASIC 7 is a block that generates a signal for driving a laser diode provided in a laser light source unit 9 described later, and is configured as an ASIC.
  • the laser driver ASIC 7 includes a red laser driving circuit 71, a blue laser driving circuit 72, and a green laser driving circuit 73.
  • the red laser driving circuit 71 drives the red laser LD1 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.
  • the blue laser drive circuit 72 drives the blue laser LD2 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.
  • the green laser drive circuit 73 drives the green laser LD3 based on the signal output from the light emission pattern conversion unit 33.
  • the MEMS control unit 8 controls the MEMS mirror 10 based on a signal output from the timing controller 34.
  • the MEMS control unit 8 includes a servo circuit 81 and a driver circuit 82.
  • the servo circuit 81 controls the operation of the MEMS mirror 10 based on a signal from the timing controller.
  • the driver circuit 82 amplifies the control signal of the MEMS mirror 10 output from the servo circuit 81 to a predetermined level and outputs the amplified signal.
  • the laser light source unit 9 emits laser light to the MEMS mirror 10 based on the drive signal output from the laser driver ASIC 7.
  • the MEMS mirror 10 as a scanning unit reflects the laser light emitted from the laser light source unit 9 toward the screen 11. In this way, the MEMS mirror 10 forms an image to be displayed on the screen 11. Further, the MEMS mirror 10 moves so as to scan on the screen 11 under the control of the MEMS control unit 8 in order to display the image input to the image signal input unit 2, and the scanning position information (for example, the mirror) (Information such as angle) is output to the video ASIC 3.
  • the scanning position information for example, the mirror
  • the screen 11 is an example of an optical element according to the present invention, is configured as a transmissive screen, and includes a microlens array unit (not shown) in which a plurality of microlenses are arranged.
  • the microlens array unit appropriately disperses incident light. Specifically, the microlens array unit diffuses light at a diffusion angle corresponding to the curvature of the lens.
  • the curvature of the lens in the microlens array unit is designed in advance according to the required diffusion angle. Details of the screen 11 will be described later.
  • the image display device 1 actually displays an image corresponding to the light emitted from the screen 11 as described above, the light reflected by the reflecting mirror (combiner), the light enlarged by the magnifying element, and the like. It is visually recognized as a virtual image from the driver's eye position (eye point).
  • the laser light source unit 9 includes a case 91, a wavelength selective element 92, a collimator lens 93, a red laser LD1, a blue laser LD2, a green laser LD3, a monitor light receiving element (hereinafter simply referred to as “light receiving element”). 50).
  • the case 91 is formed in a substantially box shape with resin or the like.
  • the case 91 is provided with a hole penetrating into the case 91 and a CAN attachment portion 91a having a concave cross section, and a surface perpendicular to the CAN attachment portion 91a. A hole penetrating inward is formed, and a collimator mounting portion 91b having a concave cross section is formed.
  • the wavelength-selective element 92 as a combining element is configured by, for example, a trichroic prism, and is provided with a reflective surface 92a and a reflective surface 92b.
  • the reflection surface 92a transmits the laser light emitted from the red laser LD1 toward the collimator lens 93, and reflects the laser light emitted from the blue laser LD2 toward the collimator lens 93.
  • the reflecting surface 92b transmits most of the laser light emitted from the red laser LD1 and the blue laser LD2 toward the collimator lens 93 and reflects a part thereof toward the light receiving element 50.
  • the reflection surface 92 b reflects most of the laser light emitted from the green laser LD 3 toward the collimator lens 93 and transmits part of the laser light toward the light receiving element 50. In this way, the emitted light from each laser is superimposed and incident on the collimator lens 93 and the light receiving element 50.
  • the wavelength selective element 92 is provided in the vicinity of the collimator mounting portion 91b in the case 91.
  • the collimator lens 93 emits the laser beam incident from the wavelength selective element 92 to the MEMS mirror 10 as parallel light.
  • the collimator lens 93 is fixed to the collimator mounting portion 91b of the case 91 with a UV adhesive or the like. That is, the collimator lens 93 is provided after the synthesis element.
  • the red laser LD1 as a laser light source emits red laser light.
  • the red laser LD1 is fixed at a position that is coaxial with the wavelength selective element 92 and the collimator lens 93 in the case 91 while the semiconductor laser light source is in the chip state or the chip is mounted on a submount or the like. ing.
  • Blue laser LD2 as a laser light source emits blue laser light.
  • the blue laser LD2 is fixed at a position where the emitted laser light can be reflected toward the collimator lens 93 by the reflecting surface 92a while the semiconductor laser light source is in the chip state or the chip is mounted on the submount or the like. ing.
  • the positions of the red laser LD1 and the blue laser LD2 may be switched.
  • the green laser LD3 as a laser light source is attached to the CAN package or attached to the frame package, and emits green laser light.
  • the green laser LD 3 has a semiconductor laser light source chip B that generates green laser light in a CAN package, and is fixed to a CAN mounting portion 91 a of the case 91.
  • the light receiving element 50 receives a part of the laser light emitted from each laser light source.
  • the light receiving element 50 is a photoelectric conversion element such as a photodetector, and supplies a detection signal Sd, which is an electrical signal corresponding to the amount of incident laser light, to the laser driver ASIC 7.
  • a detection signal Sd which is an electrical signal corresponding to the amount of incident laser light
  • the laser driver ASIC 7 adjusts the power of the red laser LD1, the blue laser LD2, and the green laser LD3 according to the detection signal Sd.
  • the laser driver ASIC 7 operates only the red laser driving circuit 71, supplies a driving current to the red laser LD1, and emits red laser light from the red laser LD1. A part of the red laser light is received by the light receiving element 50, and a detection signal Sd corresponding to the amount of light is fed back to the laser driver ASIC7.
  • the laser driver ASIC 7 adjusts the drive current supplied from the red laser drive circuit 71 to the red laser LD1 so that the light amount indicated by the detection signal Sd is an appropriate light amount. In this way, power adjustment is performed.
  • the power adjustment of the blue laser LD2 and the power adjustment of the green laser LD3 are similarly performed.
  • FIG. 2 is a perspective view of the screen 11 according to the present embodiment.
  • the screen 11 has two microlens array portions 11 a and 11 b that are arranged to face each other with a predetermined distance therebetween.
  • Each of the microlens array portions 11a and 11b has a substantially disk shape.
  • a plurality of microlenses 11aa and 11ba each having a regular hexagonal lens outline in plan view are formed in a lattice shape on one surface.
  • FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of the microlens array portions 11a and 11b according to the present embodiment.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the microlens array portions 11a and 11b cut along a plane perpendicular to the light traveling direction. Specifically, a cross-sectional view showing a part of the microlens array portions 11a and 11b in an enlarged manner is shown. As shown in FIG. 3A, the microlens array portions 11a and 11b are arranged to face each other so that the surfaces on which the plurality of microlenses 11aa and 11ba are formed face each other.
  • the microlens array portions 11a and 11b are each formed with a plurality of microlenses 11aa and 11ba on opposite surfaces. Further, the microlens array portions 11a and 11b are arranged to face each other at a position separated by a distance D. In the present embodiment, the microlens array portions 11a and 11b are opposed to each other at a position separated by a distance D that is at least longer than the focal length of the microlenses 11aa and 11ba. For example, the microlens array portions 11a and 11b are arranged at positions separated by a distance D that is 1.5 times or more and 3 times or less the focal length.
  • FIG. 3B is a plan view of the microlens array portions 11a and 11b. Specifically, the top view which expanded and represented a part of micro lens array part 11a, 11b observed from the direction along the advancing direction of light is shown. As shown in FIG. 3B, in the microlens array portions 11a and 11b, a plurality of microlenses 11aa and 11ba each having a regular hexagonal lens outline in a plan view are arranged in a lattice pattern. .
  • the regular hexagonal shapes that are the lens contours of the microlenses 11aa and 11ba are the same shape (that is, have the same size).
  • the micro lenses 11aa and 11ba are configured to have the same lens curvature, for example.
  • the apex direction of the regular hexagon that is the lens contour of the microlenses 11aa and 11ba is defined.
  • the vertex direction is defined by the direction from the center point (center of gravity) of the regular hexagon as the lens contour toward each vertex of the regular hexagon.
  • 3C shows the apex direction of the regular hexagonal shape in the lens contour of the microlens 11aa
  • the left side of FIG. 3C shows the apex direction of the regular hexagonal shape in the lens contour of the microlens 11ba. Show.
  • the microlens array portion 11a. , 11b Since the plurality of microlenses 11aa and 11ba are arranged in a lattice pattern in the microlens array portions 11a and 11b, that is, since each of the plurality of microlenses 11aa and 11ba is arranged in the same direction, the microlens array portion 11a. , 11b, the directions of the apexes of the regular hexagon are the same.
  • An angle difference from the apex direction of the regular hexagon that is the lens contour of the microlenses 11ba arranged in 11b is configured to be a predetermined angle.
  • the angle difference between the vertex direction of the regular hexagon that is the lens contour of the micro lens 11aa and the vertex direction of the regular hexagon that is the lens contour of the micro lens 11ba is configured to be 30 degrees. .
  • the plurality of microlenses 11aa and 11ba are arranged in the microlens array portions 11a and 11b so that the regular hexagonal shapes which are the lens contours of the microlenses 11aa and 11ba are rotated by 30 degrees.
  • FIG. 4A shows the light intensity distribution on the focal plane of the microlens array section 11a (meaning the plane facing the microlens array section 11a and positioned at the focal point of the microlens 11aa; the same shall apply hereinafter). Indicates.
  • lens outlines of a plurality of microlenses 11aa arranged in the microlens array section 11a are shown by being overlaid with broken lines.
  • FIG. 4B shows a surface sufficiently separated from the focal plane of the microlens array portion 11a (specifically, a position facing the microlens array portion 11a and a distance longer than the focal length of the microlens 11aa). The light intensity distribution on the surface present in FIG. FIG.
  • FIG. 4C illustrates the microlens array unit 11b when the microlens array unit 11b is disposed at a position sufficiently separated from the focal plane of the microlens array unit 11a (the same position as in FIG. 4B). The image figure at the time of light incidence of is shown.
  • FIG. 4C for convenience of explanation, the lens contours of the plurality of microlenses 11ba arranged in the microlens array portion 11b are shown by being overlaid with broken lines.
  • the microlens array unit 11b is arranged at a position sufficiently separated from the focal plane of the microlens array unit 11a.
  • Light incident on one microlens 11aa can be incident on a number of microlenses 11ba in the microlens array portion 11b.
  • the light can be condensed by each microlens 11ba of the microlens array portion 11b to form a pixel.
  • light can be appropriately dispersed, it is possible to form a uniform image with less unevenness (luminance unevenness).
  • a regular hexagonal image corresponding to the lens contour in the microlens array portion 11a is formed on a surface sufficiently away from the focal plane of the microlens array portion 11a. May occur. That is, a regular hexagonal image may be formed by the microlens array unit 11a on the incident surface of the microlens array unit 11b. Such a regular hexagonal image may be visually recognized.
  • the microlens array portions 11a and 11b are configured so that the regular hexagonal shapes which are the lens contours of the microlenses 11aa and 11ba are rotated by 30 degrees with each other (FIG. 3B and FIG.
  • the angular difference in the apex direction of the regular hexagonal shape that is the lens contour of the microlens array portions 11a and 11b is not 30 degrees. It is. That is, in the above description, the example in which the angle difference in the apex direction of the regular hexagonal shape that is the lens contour of the microlens array portions 11a and 11b is configured to be 30 degrees, but the angle difference must be configured to be strictly 30 degrees. Alternatively, the angle difference may be configured to be an angle different from 30 degrees.
  • the microlens array unit 11b This is because a regular hexagonal image on the incident surface can be blurred to some extent.
  • the angle difference in the apex direction of the regular hexagon that is the lens contour is about 30 degrees or 90 degrees, the effect of suppressing unnecessary interference due to the regular hexagonal image is increased. I know that. Therefore, it is desirable that the angle difference in the apex direction of the regular hexagonal shape that is the lens contour of the microlens array portions 11a and 11b is configured to be approximately 30 degrees or approximately 90 degrees.
  • Non-Patent Document 1 and the like described above describe that a screen (hereinafter referred to as a “screen according to a comparative example”) is configured using two microlens arrays.
  • the two microlens arrays are basically separated by the focal length of the microlens, and the vertex directions of the hexagonal shape or the quadrangular shape that are the lens contours of the microlens are matched ( In other words, the two microlens arrays are arranged so that the angle difference in the apex direction becomes zero. In the configuration of such a comparative example, it is necessary to strictly adjust the positions of the two microlens arrays.
  • the microlens array portions 11a and 11b are arranged at positions separated by at least a distance longer than the focal length of the microlenses 11aa and 11ba.
  • the resolution tends to be lower than the configuration of the comparative example in which two microlens arrays are arranged so as to be strictly separated by the focal length of the microlens. The accuracy required when the portions 11a and 11b are arranged to face each other can be lowered.
  • the apex directions of the lens contours in the microlens array portions 11a and 11b are shifted by a predetermined angle.
  • microlens array part 11a, 11b compared with the structure of the comparative example which arrange
  • the accuracy required for the arrangement of the lens contour in the apex direction can be reduced. From the above, according to the present embodiment, it is possible to create the screen 11 easily and at low cost as compared with the comparative example.
  • the configuration as described above can appropriately cope with light having a relatively large angle of view. Therefore, there is no need to use a condenser lens arranged between the laser projector and the microlens array as described in Patent Document 1. Therefore, according to the present embodiment, the number of parts of the image display device 1 can be reduced.
  • a plurality of microlenses 11aa and 11ba are formed in a state in which the regular hexagonal shape which is the lens contour of the microlenses 11aa and 11ba is rotated by 15 degrees which is half of the above 30 degrees.
  • the arranged microlens array parts 11a and 11b are created. Specifically, when the axis AX1 is the horizontal axis of the microlens array portions 11a and 11b, the axis AX2 is the horizontal axis of the microlenses 11aa and 11ba, and the axis AX3 is the vertical axis of the microlenses 11aa and 11ba, the microlens 11aa.
  • microlens array portions 11a and 11b in which the plurality of microlenses 11aa and 11ba are arranged so that the horizontal axis AX2 of 11ba is inclined by 15 degrees from the horizontal axis AX1 of the microlens array portions 11a and 11b.
  • the same microlens array portions 11a and 11b are created. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 5, two identical microlens array portions in which a plurality of microlenses 11aa and 11ba are arranged are created, and these two microlens array portions are made into the microlens array portion 11a. , 11b.
  • the same microlens array portions 11a and 11b created as described above are arranged opposite each other with a predetermined distance D in a state where the surfaces on which the plurality of microlenses 11aa and 11ba are formed face each other (see FIG. 3 (a)).
  • the microlens array portions 11a and 11b are arranged so as to face each other so that the directions of the horizontal axes AX1 of the microlens array portions 11a and 11b coincide.
  • the apex direction of the regular hexagon that is the lens contour of the plurality of microlenses 11aa arranged in the microlens array portion 11a and the lens contour of the plurality of microlenses 11ba arranged in the microlens array portion 11b.
  • the angle difference from the apex direction of a regular hexagon is 30 degrees. That is, the microlens array portions 11a and 11b have a relationship in which regular hexagonal shapes that are the lens contours of the microlenses 11aa and 11ba are rotated by 30 degrees.
  • the regular hexagonal shape that is the lens contour is rotated by 15 degrees as described above. It is not necessary to create the microlens array portions 11a and 11b in which the plurality of microlenses 11aa and 11ba are arranged in the state. In this case, the same microlens array portions 11a and 11b in which a plurality of microlenses 11aa and 11ba are arranged in a state where the regular hexagonal shape that is the lens contour is not rotated are created, and the microlens array portions 11a and 11b are formed. May be arranged so that the regular hexagonal shapes that are the lens contours are rotated by 30 degrees relative to each other.
  • the microlens array portions 11a and 11b have a plurality of microlenses 11aa and 11ba formed on the opposing surfaces.
  • one of the two microlens array portions has a plurality of microlenses formed on the opposing surfaces, and the other of the two microlens array portions is opposite to the opposing surfaces.
  • a plurality of microlenses are formed on the side surface.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 111 according to the first modification.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of the microlens array portions 111a and 111b of the screen 111 cut along a plane perpendicular to the light traveling direction. Specifically, a cross-sectional view showing a part of the microlens array portions 111a and 111b in an enlarged manner is shown.
  • the microlens array unit 111a has a plurality of microlenses 111aa formed on the surface opposite to the facing surface
  • the microlens array unit 111b has a plurality of microlens array units 111b on the facing surface.
  • a microlens 111ba is formed. That is, the surface of the microlens array part 111a in which the microlens 111aa is not formed and the surface of the microlens array part 111b in which the microlens 111ba is formed face each other.
  • the microlens array portions 111a and 111b are arranged at positions separated by a distance D1 that is at least longer than the focal length of the microlenses 111aa and 111ba.
  • FIG. 6B is a plan view of the microlens array portions 111a and 111b. Specifically, a plan view is shown in which a part of the microlens array portions 111a and 111b is enlarged and observed from a direction along the light traveling direction. As shown in FIG. 6B, each of the microlens array portions 111a and 111b includes a plurality of microlenses 111aa and 111ba each having a regular hexagonal lens outline in a plan view. .
  • the angle difference is 30 degrees.
  • the screen 111 according to the first modification it is possible to form a uniform and non-uniform image, and to appropriately suppress the influence of the displacement of the microlens array portions 111a and 111b.
  • the screen 111 can be created easily and at low cost.
  • Modification 2 The screen according to the modified example 2 is different from the above-described example and modified example 1 in that a plurality of microlenses are respectively formed on surfaces opposite to the opposing surfaces of the two microlens array portions.
  • FIG. 7 is a diagram showing a specific configuration of the screen 112 according to the second modification.
  • FIG. 7A shows a cross-sectional view of the micro lens array portions 112a and 112b of the screen 112 taken along a plane perpendicular to the light traveling direction. Specifically, a cross-sectional view showing a part of the microlens array portions 112a and 112b in an enlarged manner is shown.
  • each of the microlens array portions 112a and 112b has a plurality of microlenses 112aa and 112ba formed on the surface opposite to the facing surface.
  • the microlens array portions 112a and 112b are arranged to face each other so that the surface on which the plurality of microlenses 112aa and 112ba are formed faces in the opposite direction. Further, the microlens array portions 112a and 112b are arranged at positions separated by a distance D2 that is at least longer than the focal length of the microlenses 112aa and 112ba.
  • FIG. 7B is a plan view of the microlens array portions 112a and 112b. Specifically, a plan view showing a part of the microlens array portions 112a and 112b in an enlarged manner, observed from a direction along the light traveling direction, is shown. As shown in FIG. 7B, each of the microlens array portions 112a and 112b has a plurality of microlenses 112aa and 112ba each having a regular hexagonal lens outline in a plan view, and arranged in a lattice pattern. .
  • the angle difference is 30 degrees.
  • the screen 112 according to the second modification it is possible to form a uniform and non-uniform image, and to appropriately suppress the influence of the displacement of the microlens array portions 112a and 112b. Also, the screen 112 can be created easily and at low cost.
  • Modification 3 In Modification 3, the two microlens array sections are not configured separately as in the above-described embodiments and Modifications 1 and 2, and the two microlens array sections are configured as a single unit. A plurality of microlenses are formed on both sides.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 113 according to the third modification.
  • FIG. 8A shows a cross-sectional view of the screen 113 taken along a plane perpendicular to the light traveling direction. Specifically, a cross-sectional view showing a part of the screen 113b in an enlarged manner is shown.
  • the screen 113 is formed with a plurality of microlenses 113aa and 113ba on two opposing surfaces constituting the screen 113 (that is, on both surfaces).
  • the screen 113 is integrally formed with a microlens array section 113a in which a plurality of microlenses 113aa are formed and a microlens array section 113b in which a plurality of microlenses 113ba are formed. That is, the screen 113 is a surface on the opposite side of the surface on which the plurality of microlenses 113aa are formed in the microlens array portion 113a, and the surface on the opposite side to the surface on which the plurality of microlenses 113ba are formed in the microlens array portion 113b. It is configured integrally by overlapping with each other.
  • the screen 113 is arranged such that a plurality of microlenses 113aa and a plurality of microlenses 113ba are separated by a distance D3 that is at least longer than their focal lengths. That is, the screen 113 has a thickness corresponding to a distance D3 that is at least longer than the focal length of the microlenses 113aa and 113ba.
  • FIG. 8B shows a plan view of the microlens array portions 113a and 113b. Specifically, a plan view is shown in which a part of the microlens array portions 113a and 113b is enlarged and observed from a direction along the traveling direction of light. As shown in FIG. 8B, each of the microlens array portions 113a and 113b includes a plurality of microlenses 113aa and 113ba each having a regular hexagonal lens outline in a plan view. .
  • the angle difference is 30 degrees.
  • the screen 113 according to the third modified example it is possible to form a uniform and non-uniform image, and to appropriately suppress the influence of the displacement of the microlens array portions 113a and 113b.
  • the screen 113 can be created easily and at low cost.
  • the screen 113 according to the modification 3 since the two microlens array portions 113a and 113b are integrally formed, it is only necessary to create one component on which the microlens array is formed. The cost required for the screen 113 can be further reduced as compared with the embodiment and the first and second modifications.
  • the screens according to Examples and Modifications 1 to 3 described above are configured by a microlens array section having microlenses having a regular hexagonal lens contour.
  • the screen according to the modified example 4 is configured by a microlens array unit having microlenses having a square lens outline.
  • FIG. 9 is a diagram showing a specific configuration of the screen 114 according to the fourth modification. Specifically, FIG. 9 is an enlarged plan view showing a part of the microlens array portions 114a and 114b included in the screen 114, which is observed from the direction along the light traveling direction. As shown in FIG. 9, in the microlens array portions 114a and 114b, a plurality of microlenses 114aa and 114ba each having a square lens outline in a plan view are arranged in a lattice pattern.
  • a square apex direction which is a lens outline of the microlens 114aa arranged in the microlens array unit 114a and a square apex direction which is a lens outline of the microlens 114ba arranged in the microlens array unit 114b.
  • the angle difference is configured to 45 degrees. That is, a plurality of microlenses 114aa and 114ba are arranged in the microlens array portions 114a and 114b so that the square shapes that are the lens contours of the microlenses 114aa and 114ba are rotated by 45 degrees.
  • the microlens array portions 114a and 114b are disposed to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlenses 114aa and 114ba.
  • the microlens array portions 114a and 114b have the arrangement relationship (see FIG. 3A, FIG. 6A, and FIG. 7A) as shown in the above-described embodiments and modifications 1 and 2. Either applies.
  • the micro lens array parts 114a and 114b are comprised integrally.
  • the screen 114 according to the fourth modification it is possible to form a uniform and non-uniform image, and to appropriately suppress the influence of the positional deviation of the microlens array portions 114a and 114b. Further, the screen 114 can be created easily and at low cost.
  • microlenses 114aa and 114ba having a square shape are not limited to being arranged as shown in FIG. Specifically, the microlenses 114aa and 114ba are arranged so that the positions of the adjacent microlenses 114aa and 114ba in the vertical direction (corresponding to the direction of the axis AX3 shown in FIG. The arrangement in the lens array portions 114a and 114b is not limited. In another example, microlenses can be arranged as shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 115 according to another example of the fourth modification. Specifically, FIG. 10 is an enlarged plan view showing a part of the microlens array portions 115a and 115b of the screen 115, observed from the direction along the light traveling direction. As shown in FIG. 10, each of the microlens array portions 115a and 115b includes a plurality of microlenses 115aa and 115ba each having a square lens outline in plan view. Specifically, in the microlens array portions 115a and 115b, the microlenses 115aa and 115ba adjacent in the vertical direction are arranged so as to be shifted by a half of the length of one side in the square shape.
  • the angle difference is configured to 45 degrees.
  • the angle difference in the apex direction of the square shape that is the lens contour of the micro lens array portions 114a, 114b, 115a, and 115b is configured to be 45 degrees, but the angle difference is configured to be strictly 45 degrees.
  • the angle difference may be different from 45 degrees.
  • the reason is as described in [Operation / Effect of Screen] in the above-described embodiment.
  • the screens according to the above-described Examples and Modifications 1 to 4 are configured by a microlens array unit having microlenses whose lens contour is a regular hexagonal shape or a square shape.
  • the screen according to the modified example 5 includes a microlens array unit having microlenses having a circular lens outline.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 116 according to the fifth modification. Specifically, FIG. 11 is an enlarged plan view showing a part of the microlens array portions 116a and 116b included in the screen 116, which is observed from a direction along the light traveling direction. As shown in FIG. 11, each of the microlens array portions 116a and 116b includes a plurality of microlenses 116aa and 116ba each having a circular lens outline in a plan view.
  • the microlenses 116aa and 116ba are arranged around each microlens and adjacent to each apex of the one microlens at a predetermined angle.
  • FIG. 11 illustrates a case where the predetermined angle is 60 degrees.
  • the microlenses 116aa arranged in the microlens array section 116a and the microlenses 116ba arranged in the microlens array section 116b are shifted by 30 degrees corresponding to half of the predetermined angle with respect to one microlens. It is configured.
  • the microlens array portions 116a and 116b are arranged to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlenses 116aa and 116ba.
  • the microlens array portions 116a and 116b have the arrangement relationship (see FIGS. 3A, 6A, and 7A) as shown in the above-described embodiments and modifications 1 and 2. Either applies. Or as shown in the modification 3, the micro lens array parts 116a and 116b are integrally comprised.
  • Modification 5 it is preferable to mask between the microlenses 116aa and 116ba constituting the microlens array portions 116a and 116b so as not to transmit light.
  • the screen 116 according to the fifth modification it is possible to form a uniform and non-uniform image, and to appropriately suppress the influence of the positional deviation of the microlens array portions 116a and 116b.
  • the screen 116 can be created easily and at low cost.
  • the screens according to the above-described embodiments and Modifications 1 to 4 have a microlens array section having microlenses having a regular polygonal shape (regular hexagonal shape or square shape) whose lens contours have the same length on all sides. It was made up of.
  • the screen according to the modified example 6 is a microlens array unit having microlenses having a polygonal shape in which the lens contour is not a regular polygonal shape (that is, a polygonal shape in which all the sides are not the same length). Composed.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a specific configuration of the screen 117 according to the sixth modification.
  • FIG. 12A shows an enlarged plan view showing a part of the microlens array portions 117a and 117b of the screen 117, which is observed from the direction along the light traveling direction.
  • each of the microlens array portions 117a and 117b includes a plurality of microlenses 117aa and 117ba each having a hexagonal lens outline in plan view.
  • the microlenses 117aa and 117ba are not regular hexagonal shapes (that is, the lengths of all sides are not the same), and are configured by hexagonal lens contours having a line-symmetric shape.
  • FIG. 12B shows the apex direction of the lens contours of the microlenses 117aa and 117ba.
  • the hexagonal apex direction which is the lens contour of the microlens 117aa arranged in the microlens array portion 117a, and the lens contour of the microlens 117ba arranged in the microlens array portion 117b.
  • the angle difference from the apex direction of a certain hexagonal shape is 90 degrees.
  • a plurality of microlenses 117aa and 117ba are arranged in the microlens array portions 117a and 117b so that the hexagonal shapes that are the lens contours of the microlenses 117aa and 117ba are rotated by 90 degrees.
  • the microlens array portions 117a and 117b are arranged to face each other at a position separated by at least a distance longer than the focal length of the microlenses 117aa and 117ba.
  • the microlens array portions 117a and 117b have the arrangement relationship as shown in the above-described embodiment and modification examples 1 and 2 (see FIGS. 3A, 6A, and 7A). Either applies.
  • the micro lens array parts 117a and 117b are comprised integrally.
  • the screen 117 according to the sixth modified example it is possible to form a uniform image with less unevenness and appropriately suppress the influence of the positional deviation of the microlens array portions 117a and 117b.
  • the screen 117 can be created easily and at low cost.
  • the hexagonal shape shown in FIG. 12A is merely an example, and the present invention is not limited to configuring the lens contour of the microlens in such a hexagonal shape.
  • the angle difference in the apex direction of the hexagonal shape that is the lens contour is not limited to 90 degrees.
  • Modification 7 Although the example which applies this invention to a head up display was shown above, application of this invention is not limited to this.
  • the present invention can be applied to a laser projector other than a head-up display. Since laser projectors usually suffer from speckle noise, it can be said that it is not desirable to use a screen for a liquid crystal projector.
  • the screen according to the present invention can appropriately suppress spec noise and sufficiently secure a viewing angle, so that the screen according to the present invention can be suitably applied to a laser projector. it can.
  • the present invention can be used for an image display device such as a head-up display or a laser projector.

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Abstract

　光学素子は、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する。複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において多角形状のレンズ輪郭で構成される。第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置されると共に、当該第１マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向と、当該第２マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向との角度をずらせて構成されている。上記の光学素子によれば、マイクロレンズアレイ間の位置ずれによる影響を適切に抑制することができると共に、容易に作成することが可能となる。

Description

光学素子、ヘッドアップディスプレイ及び光学素子の製造方法
　本発明は、マイクロレンズアレイを用いた光学素子に関する。
　従来から、ヘッドアップディスプレイやレーザプロジェクタなどに、マイクロレンズアレイを用いた透過型のスクリーンを適用する技術が提案されている。このような透過型のスクリーンを用いた場合、拡散板を用いる場合と比較して、スペックルノイズによる影響を抑制できるといったメリットがある。例えば特許文献１には、レーザ光を光源とし、複数画素の配列で形成される映像を投影するレーザプロジェクタと、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイとを有する画像形成装置が提案されている。マイクロレンズアレイを用いた場合、入射された光を適切に分散させることができると共に、必要な拡散角を自由に設計することができる。
　他方で、例えば特許文献２及び３並びに非特許文献１には、２枚のマイクロレンズアレイ若しくは２枚の回折格子を用いてスクリーンを構成することが提案されている。特に、非特許文献１には、１枚のマイクロレンズアレイのみを用いた場合には輝度むらが発生する傾向にあるが、２枚のマイクロレンズアレイを用いることで、このような輝度むらの発生を抑制できることが記載されている。
特開２０１０－１４５７４５号公報 特開平８－１６６５６号公報 特表２００７－５２３３６９号公報
H. Urey and K. D. Powell, "Microlens-array-based exit-pupil expander for full-color displays", APPLIED OPTICS Vol.44, No.23, p.4930-4936
　しかしながら、上記したような２枚のマイクロレンズアレイ（２枚の回折格子も含む。以下同様とする。）によって構成されたスクリーンを用いる従来技術では、基本的には、マイクロレンズの焦点距離だけ２枚のマイクロレンズアレイを離間させると共に、マイクロレンズのレンズ輪郭である六角形状若しくは四角形状の頂点方向が一致するように２枚のマイクロレンズアレイを配置していた。このような従来技術の構成では、２枚のマイクロレンズアレイを厳密に位置調整する必要があった。というのは、２枚のマイクロレンズアレイ間の距離が焦点距離とずれていたり、マイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向がずれていたりすると、マイクロレンズが不要な光を取り込んでしまったり、ずれによる影響が視認されてしまったりするなどの不具合が発生する場合があったからである。そのため、従来技術では、スクリーンの作成に手間やコストがかかる傾向にあった。
　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、マイクロレンズアレイ間の位置ずれによる影響を適切に抑制することができると共に、容易に作成することが可能な光学素子、ヘッドアップディスプレイ及び光学素子の製造方法を提供することを課題とする。
　請求項１に記載の発明では、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子は、前記複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において多角形状のレンズ輪郭で構成され、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置されると共に、当該第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、当該第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度をずらせて構成されている。
　請求項１１に記載の発明では、ヘッドアップディスプレイは、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学素子を備え、前記光学素子によって形成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させる。
　請求項１２に記載の発明では、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子の製造方法は、前記マイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状が所定角度の半分の角度だけ回転させた状態で配列された前記複数のマイクロレンズを、片側の面に形成することで、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を生成する第１工程と、前記第１工程で生成された前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置することで、前記光学素子を生成する第２工程と、を備える。
　請求項１３に記載の発明では、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子の製造方法は、片側の面に前記複数のマイクロレンズを形成することで、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を生成する第１工程と、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を対向配置すると共に、前記第１マイクロレンズアレイ部に形成された前記マイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状の頂点方向と、前記第２マイクロレンズアレイ部に形成された前記マイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状の頂点方向との角度差が所定角度となるように、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を配置することで、前記光学素子を生成する第２工程と、を備える。
　請求項１４に記載の発明では、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子は、前記複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において正多角形状のレンズ輪郭を有し、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置されると共に、当該第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭頂点方向と、当該第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度を、前記正多角形状に含まれる１の内角の半分の角度ずらせて構成されている。
　請求項１５に記載の発明では、それぞれ複数のマイクロレンズが等間隔に配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子は、前記マイクロレンズは、１のマイクロレンズ周囲に、前記１のマイクロレンズの頂点に対してそれぞれ所定角度ごとに隣接して配列され、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置され、前記第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズと、前記第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズとが、前記１のマイクロレンズに対して前記所定角度の半分の角度ずらせて構成されている。
本実施例に係る画像表示装置の構成を示す。 本実施例に係るスクリーンの斜視図を示す。 本実施例に係るマイクロレンズアレイ部の構成を示す。 本実施例に係るスクリーンの作用・効果を説明するための図を示す。 本実施例に係るスクリーンの製造方法を説明するための図を示す。 変形例１に係るスクリーンの構成を示す。 変形例２に係るスクリーンの構成を示す。 変形例３に係るスクリーンの構成を示す。 変形例４に係るスクリーンの構成を示す。 変形例４の他の例に係るスクリーンの具体的な構成を示す。 変形例５に係るスクリーンの具体的な構成を示す。 変形例６に係るスクリーンの具体的な構成を示す。
　本発明の１つの観点では、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子は、前記複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において多角形状のレンズ輪郭で構成され、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置されると共に、当該第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、当該第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度をずらせて構成されている。
　上記の光学素子は、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する。光学素子は、言い換えるとスクリーンに相当する。複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において多角形状のレンズ輪郭（第１及び第２マイクロレンズアレイ部を構成する１つのマイクロレンズの輪郭（外形）を意味する。以下同様とする。）で構成されている。第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。また、第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、当該第１マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状の頂点方向と、当該第２マイクロレンズアレイ部に配列されたマイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状の頂点方向との角度差が、所定角度に構成されている。つまり、レンズ輪郭である多角形状が互いに所定角度だけ回転した関係になるように、第１及び第２マイクロレンズアレイ部に複数のマイクロレンズが配列されている。
　上記の光学素子によれば、マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置された、２つの第１及び第２マイクロレンズアレイ部を用いることで、光を適切に分散させることができ、均一でむらの少ない画像を形成することができる。また、第１マイクロレンズアレイ部におけるレンズ輪郭の頂点方向と第２マイクロレンズアレイ部におけるレンズ輪郭の頂点方向とがずれているため、入射面において生じ得る多角形状の像による不要な干渉を抑制することができ、第１及び第２マイクロレンズアレイ部における位置ずれによる影響を適切に抑制することが可能となる。更に、上記の光学素子によれば、第１及び第２マイクロレンズアレイ部を厳密に位置調整する必要がないため、容易且つ低コストで光学素子を作成することが可能となる。
　上記の光学素子において好適には、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を構成する前記マイクロレンズは、多角形状のレンズ輪郭を有しており、前記多角形状を構成する辺同士を隣接させて配列されている。
　また、上記の光学素子において好適には、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離の１．５倍以上かつ３倍以下の距離だけ離間した位置に対向配置されている。
　上記の光学素子の一態様では、前記多角形状は、正六角形状であり、前記第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、前記第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度差は、略３０度又は略９０度である。この態様によれば、第１及び第２マイクロレンズアレイ部における位置ずれによる影響を効果的に抑制することが可能となる。
　上記の光学素子の他の一態様では、前記多角形状は、正方形状であり、前記第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、前記第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度差は、略４５度又は略１３５度である。この態様によれば、第１及び第２マイクロレンズアレイ部における位置ずれによる影響を効果的に抑制することが可能となる。
　上記の光学素子の他の一態様では、前記第１マイクロレンズアレイ部を一方の面に有する第１レンズアレイと、前記第２マイクロレンズアレイ部を一方の面に有する第２レンズアレイとから構成される。言い換えると、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、別個に構成されていると共に、それぞれ片側の面に前記複数のマイクロレンズが形成されている。
　好適には、前記第１マイクロレンズアレイ部及び前記第２マイクロレンズアレイ部は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイの、各々対向する面に形成されている。言い換えると、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、それぞれ、当該第１及び第２マイクロレンズアレイ部の対向する面に前記複数のマイクロレンズが形成されている。
　また好適には、前記第１マイクロレンズアレイ部は、前記第１レンズアレイの面のうち、前記第２レンズアレイの前記第２マイクロレンズアレイ部が形成されている面と対向しない面に形成されている。言い換えると、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部の一方は、当該第１及び第２マイクロレンズアレイ部の対向する面に前記複数のマイクロレンズが形成されており、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部の他方は、前記対向する面の反対側の面に前記複数のマイクロレンズが形成されている。
　また好適には、前記第１マイクロレンズアレイ部及び前記第２マイクロレンズアレイ部は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイの、各々対向しない面に形成されている。言い換えると、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、それぞれ、当該第１及び第２マイクロレンズアレイ部の対向する面の反対側の面に前記複数のマイクロレンズが形成されている。
　上記の光学素子の他の一態様では、前記第１マイクロレンズアレイ部を一方の面に有し、前記第２マイクロレンズアレイ部を他方の面に有する。言い換えると、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部が一体に構成され、当該光学素子における対向する両側の面に前記複数のマイクロレンズが形成されている。この態様によれば、２つのマイクロレンズアレイ部が一体に構成されているため、マイクロレンズアレイが形成された１枚の構成要素のみを作成すれば良いので、光学素子に要するコストをより低減することが可能となる。
　なお、上記した光学素子は、画像をユーザの目の位置から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイに好適に適用することができる。
　本発明の他の観点では、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子の製造方法は、前記マイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状が所定角度の半分の角度だけ回転させた状態で配列された前記複数のマイクロレンズを、片側の面に形成することで、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を生成する第１工程と、前記第１工程で生成された前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置することで、前記光学素子を生成する第２工程と、を備える。
　また、本発明の他の観点では、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子の製造方法は、片側の面に前記複数のマイクロレンズを形成することで、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を生成する第１工程と、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を対向配置すると共に、前記第１マイクロレンズアレイ部に形成された前記マイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状の頂点方向と、前記第２マイクロレンズアレイ部に形成された前記マイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状の頂点方向との角度差が所定角度となるように、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を配置することで、前記光学素子を生成する第２工程と、を備える。
　上記の光学素子の製造方法によれば、光学素子を容易且つ低コストで作成することが可能となる。
　本発明の他の観点では、それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子は、前記複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において正多角形状のレンズ輪郭を有し、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置されると共に、当該第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭頂点方向と、当該第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度を、前記正多角形状に含まれる１の内角の半分の角度ずらせて構成されている。
　本発明の更に他の観点では、それぞれ複数のマイクロレンズが等間隔に配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子は、前記マイクロレンズは、１のマイクロレンズ周囲に、前記１のマイクロレンズの頂点に対してそれぞれ所定角度ごとに隣接して配列され、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置され、前記第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズと、前記第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズとが、前記１のマイクロレンズに対して前記所定角度の半分の角度ずらせて構成されている。
　上記の光学素子においては、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を構成するマイクロレンズの間を光が透過しないようにマスクすることが好ましい。
　以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
　［画像表示装置の構成］
　図１は、本実施例に係る光学素子が適用された画像表示装置の構成を示す。図１に示すように、画像表示装置１は、画像信号入力部２と、ビデオＡＳＩＣ３と、フレームメモリ４と、ＲＯＭ５と、ＲＡＭ６と、レーザドライバＡＳＩＣ７と、ＭＥＭＳ制御部８と、レーザ光源ユニット９と、ＭＥＭＳミラー１０と、スクリーン１１と、を備える。
　画像表示装置１は、例えばヘッドアップディスプレイに適用される。ヘッドアップディスプレイは、画像を運転者の目の位置（アイポイント）から虚像として視認させる装置である。
　画像信号入力部２は、外部から入力される画像信号を受信してビデオＡＳＩＣ３に出力する。
　ビデオＡＳＩＣ３は、画像信号入力部２から入力される画像信号及びＭＥＭＳミラー１０から入力される走査位置情報Ｓｃに基づいてレーザドライバＡＳＩＣ７やＭＥＭＳ制御部８を制御するブロックであり、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成されている。ビデオＡＳＩＣ３は、同期／画像分離部３１と、ビットデータ変換部３２と、発光パターン変換部３３と、タイミングコントローラ３４と、を備える。
　同期／画像分離部３１は、画像信号入力部２から入力された画像信号から、画像表示部であるスクリーンに表示される画像データと同期信号とを分離し、画像データをフレームメモリ４へ書き込む。
　ビットデータ変換部３２は、フレームメモリ４に書き込まれた画像データを読み出してビットデータに変換する。
　発光パターン変換部３３は、ビットデータ変換部３２で変換されたビットデータを、各レーザの発光パターンを表す信号に変換する。
　タイミングコントローラ３４は、同期／画像分離部３１、ビットデータ変換部３２の動作タイミングを制御する。また、タイミングコントローラ３４は、後述するＭＥＭＳ制御部８の動作タイミングも制御する。
　フレームメモリ４には、同期／画像分離部３１により分離された画像データが書き込まれる。ＲＯＭ５は、ビデオＡＳＩＣ３が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。ＲＡＭ６には、ビデオＡＳＩＣ３が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。
　レーザドライバＡＳＩＣ７は、後述するレーザ光源ユニット９に設けられるレーザダイオードを駆動する信号を生成するブロックであり、ＡＳＩＣとして構成されている。レーザドライバＡＳＩＣ７は、赤色レーザ駆動回路７１と、青色レーザ駆動回路７２と、緑色レーザ駆動回路７３と、を備える。
　赤色レーザ駆動回路７１は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、赤色レーザＬＤ１を駆動する。青色レーザ駆動回路７２は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、青色レーザＬＤ２を駆動する。緑色レーザ駆動回路７３は、発光パターン変換部３３が出力する信号に基づき、緑色レーザＬＤ３を駆動する。
　ＭＥＭＳ制御部８は、タイミングコントローラ３４が出力する信号に基づきＭＥＭＳミラー１０を制御する。ＭＥＭＳ制御部８は、サーボ回路８１と、ドライバ回路８２と、を備える。
　サーボ回路８１は、タイミングコントローラからの信号に基づき、ＭＥＭＳミラー１０の動作を制御する。
　ドライバ回路８２は、サーボ回路８１が出力するＭＥＭＳミラー１０の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。
　レーザ光源ユニット９は、レーザドライバＡＳＩＣ７から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光をＭＥＭＳミラー１０へ出射する。
　走査手段としてのＭＥＭＳミラー１０は、レーザ光源ユニット９から出射されたレーザ光をスクリーン１１に向けて反射する。こうすることで、ＭＥＭＳミラー１０は、スクリーン１１上に表示すべき画像を形成する。また、ＭＥＭＳミラー１０は、画像信号入力部２に入力された画像を表示するためにＭＥＭＳ制御部８の制御によりスクリーン１１上を走査するように移動し、その際の走査位置情報（例えばミラーの角度などの情報）をビデオＡＳＩＣ３へ出力する。
　スクリーン１１は、本発明に係る光学素子の一例であり、透過型のスクリーンとして構成され、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイ部（不図示）を備える。マイクロレンズアレイ部は、入射された光を適度に分散させる。具体的には、マイクロレンズアレイ部は、レンズの曲率などに応じた拡散角にて光を拡散させる。マイクロレンズアレイ部におけるレンズの曲率などは、必要な拡散角に応じて予め設計される。なお、スクリーン１１については、詳細は後述する。
　なお、画像表示装置１は、実際には、上記のようなスクリーン１１から出射された光を、反射ミラー（コンバイナ）で反射させた光や拡大素子で拡大させた光などに対応する画像を、運転者の目の位置（アイポイント）から虚像として視認させる。
　次に、レーザ光源ユニット９の詳細な構成を説明する。レーザ光源ユニット９は、ケース９１と、波長選択性素子９２と、コリメータレンズ９３と、赤色レーザＬＤ１と、青色レーザＬＤ２と、緑色レーザＬＤ３と、モニタ用受光素子（以下、単に「受光素子」と呼ぶ。）５０と、を備える。
　ケース９１は、樹脂などにより略箱状に形成される。ケース９１には、緑色レーザＬＤ３を取り付けるために、ケース９１内へ貫通する孔が設けられているとともに断面が凹状のＣＡＮ取付部９１ａと、ＣＡＮ取付部９１ａと直交する面に設けられ、ケース９１内へ貫通する孔が設けられているとともに断面が凹状のコリメータ取付部９１ｂと、が形成されている。
　合成素子としての波長選択性素子９２は、例えばトリクロイックプリズムにより構成され、反射面９２ａと反射面９２ｂが設けられている。反射面９２ａは、赤色レーザＬＤ１から出射されたレーザ光をコリメータレンズ９３へ向かって透過させ、青色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光をコリメータレンズ９３へ向かって反射させる。反射面９２ｂは、赤色レーザＬＤ１および青色レーザＬＤ２から出射されたレーザ光の大部分をコリメータレンズ９３へ向かって透過させ、その一部を受光素子５０へ向かって反射させる。また、反射面９２ｂは、緑色レーザＬＤ３から出射されたレーザ光の大部分をコリメータレンズ９３へ向かって反射させ、その一部を受光素子５０へ向かって透過させる。こうして、各レーザからの出射光が重ね合わされて、コリメータレンズ９３および受光素子５０に入射される。なお、波長選択性素子９２は、ケース９１内のコリメータ取付部９１ｂの近傍に設けられている。
　コリメータレンズ９３は、波長選択性素子９２から入射したレーザ光を平行光にしてＭＥＭＳミラー１０へ出射する。コリメータレンズ９３は、ケース９１のコリメータ取付部９１ｂに、ＵＶ系接着剤などで固定される。即ち、合成素子の後段にコリメータレンズ９３が設けられている。
　レーザ光源としての赤色レーザＬＤ１は、赤色のレーザ光を出射する。赤色レーザＬＤ１は、半導体レーザ光源がチップ状態のまま、又は、チップがサブマウントなどに載置された状態で、ケース９１内の波長選択性素子９２及びコリメータレンズ９３と同軸となる位置に固定されている。
　レーザ光源としての青色レーザＬＤ２は、青色のレーザ光を出射する。青色レーザＬＤ２は、半導体レーザ光源がチップ状態のまま、又は、チップがサブマウントなどに載置された状態で、出射したレーザ光が反射面９２ａによってコリメータレンズ９３へ向かって反射できる位置に固定されている。この赤色レーザＬＤ１と青色レーザＬＤ２の位置は入れ替わってもよい。
　レーザ光源としての緑色レーザＬＤ３は、ＣＡＮパッケージに取り付けられた状態又はフレームパッケージに取り付けられた状態であり、緑色のレーザ光を出射する。緑色レーザＬＤ３は、ＣＡＮパッケージ内に緑色のレーザ光を発生する半導体レーザ光源チップＢが取り付けられており、ケース９１のＣＡＮ取付部９１ａに固定されている。
　受光素子５０は、各レーザ光源から出射されたレーザ光の一部を受光する。受光素子５０は、フォトディテクタなどの光電変換素子であり、入射したレーザ光の光量に応じた電気信号である検出信号ＳｄをレーザドライバＡＳＩＣ７へ供給する。実際には、パワー調整時には、赤色レーザ光、青色レーザ光及び緑色レーザ光のうちの１つが順に受光素子５０へ入射され、受光素子５０は、そのレーザ光の光量に対応する検出信号Ｓｄを出力する。レーザドライバＡＳＩＣ７は、検出信号Ｓｄに応じて、赤色レーザＬＤ１、青色レーザＬＤ２及び緑色レーザＬＤ３のパワー調整を行う。
　例えば、赤色レーザＬＤ１のパワー調整を行う場合、レーザドライバＡＳＩＣ７は赤色レーザ駆動回路７１のみを動作させ、赤色レーザＬＤ１へ駆動電流を供給して赤色レーザＬＤ１から赤色レーザ光を出射させる。この赤色レーザ光の一部は受光素子５０により受光され、その光量に応じた検出信号ＳｄがレーザドライバＡＳＩＣ７へフィードバックされる。レーザドライバＡＳＩＣ７は、検出信号Ｓｄが示す光量が適正な光量となるように、赤色レーザ駆動回路７１から赤色レーザＬＤ１へ供給される駆動電流を調整する。こうして、パワー調整がなされる。青色レーザＬＤ２のパワー調整及び緑色レーザＬＤ３のパワー調整も同様に行われる。
　［スクリーンの構成］
　次に、本実施例に係るスクリーン１１の構成について具体的に説明する。
　図２は、本実施例に係るスクリーン１１の斜視図を示す。図２に示すように、スクリーン１１は、所定の距離だけ離間させて対向配置された２枚のマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを有する。マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂは、それぞれ、略円板状に構成されている。また、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂは、それぞれ、平面視において正六角形状のレンズ輪郭で構成された複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが、片側の面に格子状に形成されている。
　図３は、本実施例に係るマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂの具体的な構成を示す図である。図３（ａ）は、光の進行方向に垂直な面にてマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを切断した断面図を示す。具体的には、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂの一部分を拡大して表した断面図を示している。図３（ａ）に示すように、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂは、複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが形成された面が向き合うように対向配置されている。つまり、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂは、それぞれ、対向する面に複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが形成されている。また、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂは、距離Ｄだけ離間した位置に対向配置されている。本実施例では、マイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａの焦点距離よりも少なくとも長い距離Ｄだけ離間した位置に、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを対向配置する。例えば、焦点距離の１．５倍以上かつ３倍以下の距離Ｄだけ離間した位置に、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを配置する。
　図３（ｂ）は、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂの平面図を示す。具体的には、光の進行方向に沿った方向から観察した、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂの一部分を拡大して表した平面図を示している。図３（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂは、それぞれ、平面視において正六角形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが格子状に配列されている。マイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａのレンズ輪郭である正六角形状は、同一形状である（つまり同一のサイズを有する）。また、マイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａは、例えば同一のレンズの曲率に構成される。
　ここで、図３（ｃ）に示すように、マイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向を規定する。当該頂点方向は、レンズ輪郭である正六角形の中心点（重心）から、正六角形の各頂点へ向かう方向により規定される。図３（ｃ）の右側には、マイクロレンズ１１ａａのレンズ輪郭における正六角形状の頂点方向を示し、図３（ｃ）の左側には、マイクロレンズ１１ｂａのレンズ輪郭における正六角形状の頂点方向を示している。マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂでは複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが格子状に配列されているため、つまり複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａの各々が同じ向きに配列されているため、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂの全体において正六角形状の頂点方向が同一のものとなる。
　図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、本実施例では、マイクロレンズアレイ部１１ａに配列されたマイクロレンズ１１ａａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向と、マイクロレンズアレイ部１１ｂに配列されたマイクロレンズ１１ｂａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向との角度差を、所定角度に構成する。具体的には、本実施例では、マイクロレンズ１１ａａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向と、マイクロレンズ１１ｂａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向との角度差を３０度に構成する。つまり、マイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａのレンズ輪郭である正六角形状が互いに３０度だけ回転した関係になるように、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂに複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａを配列する。
　［スクリーンの作用・効果］
　次に、図４を参照して、本実施例に係るスクリーン１１の作用・効果について説明する。ここでは、マイクロレンズアレイ部１１ａに先に光が入射し、マイクロレンズアレイ部１１ａから出射された光がマイクロレンズアレイ部１１ｂに入射する場合を例に挙げて説明する。
　図４（ａ）は、マイクロレンズアレイ部１１ａの焦点面（マイクロレンズアレイ部１１ａに対向し、マイクロレンズ１１ａａの焦点に位置する面を意味する。以下同様とする。）での光の強度分布を示す。図４（ａ）では、説明の便宜上、マイクロレンズアレイ部１１ａに配列された複数のマイクロレンズ１１ａａのレンズ輪郭を破線で重ねて示している。図４（ｂ）は、マイクロレンズアレイ部１１ａの焦点面から十分に離れた面（具体的には、マイクロレンズアレイ部１１ａに対向し、マイクロレンズ１１ａａの焦点距離よりも長い距離だけ離れた位置に存在する面）での光の強度分布を示している。図４（ｃ）は、マイクロレンズアレイ部１１ａの焦点面から十分に離れた位置（図４（ｂ）と同様の位置）にマイクロレンズアレイ部１１ｂを配置した場合における、マイクロレンズアレイ部１１ｂへの光入射時のイメージ図を示す。図４（ｃ）では、説明の便宜上、マイクロレンズアレイ部１１ｂに配列された複数のマイクロレンズ１１ｂａのレンズ輪郭を破線で重ねて示している。
　図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、マイクロレンズアレイ部１１ｂをマイクロレンズアレイ部１１ａの焦点面から十分に離間させた位置に配置することにより、マイクロレンズアレイ部１１ａにおける１つのマイクロレンズ１１ａａに入射した光を、マイクロレンズアレイ部１１ｂにおける多数のマイクロレンズ１１ｂａに入射させることができる。そして、マイクロレンズアレイ部１１ｂの各々のマイクロレンズ１１ｂａで集光して、画素を形成することができる。これにより、光を適切に分散させることができるので、均一でむら（輝度むら）の少ない画像を形成することが可能となる。
　ここで、図４（ｂ）中の破線で示すように、マイクロレンズアレイ部１１ａの焦点面から十分に離れた面においては、マイクロレンズアレイ部１１ａにおけるレンズ輪郭に対応する正六角形状の像が発生する場合がある。つまり、マイクロレンズアレイ部１１ｂの入射面において、マイクロレンズアレイ部１１ａによる正六角形状の像が形成される場合がある。このような正六角形状の像は、視認される可能性がある。本実施例では、マイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａのレンズ輪郭である正六角形状が互いに３０度回転した関係になるようにマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを構成しているため（図３（ｂ）及び図３（ｃ）参照）、マイクロレンズアレイ部１１ｂの入射面でのマイクロレンズアレイ部１１ａによる正六角形状の像と、マイクロレンズアレイ部１１ｂにおけるレンズ輪郭である正六角形状との不要な干渉を抑制することができる。つまり、本実施例によれば、マイクロレンズアレイ部１１ａのレンズ輪郭の頂点方向とマイクロレンズアレイ部１１ｂのレンズ輪郭の頂点方向とをずらしているため、マイクロレンズアレイ部１１ｂの入射面での正六角形状の像をぼやけさせることができる。これにより、マイクロレンズアレイ部１１ａとマイクロレンズアレイ部１１ｂとの位置ずれによる影響を適切に抑制することが可能となる。
　なお、上記のような正六角形状の像による不要な干渉は、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向の角度差が３０度でなくても抑制することが可能である。つまり、上記ではマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向の角度差を３０度に構成する例を示したが、当該角度差を厳密に３０度に構成しなくても良く、また当該角度差を３０度とは異なる角度に構成しても良い。これは、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向がある程度ずれていれば（つまり正六角形状の頂点方向が一致していなければ）、マイクロレンズアレイ部１１ｂによって、入射面での正六角形状の像をある程度ぼやけさせることができるからである。但し、実験などによれば、レンズ輪郭である正六角形状の頂点方向の角度差が３０度付近又は９０度付近である場合に、正六角形状の像による不要な干渉を抑制する効果が大きくなることがわかっている。よって、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向の角度差を３０度付近又は９０度付近に構成することが望ましい。
　ところで、前述した非特許文献１などには、２枚のマイクロレンズアレイを用いてスクリーン（以下、「比較例に係るスクリーン」と呼ぶ。）を構成することが記載されている。比較例に係るスクリーンでは、基本的には、マイクロレンズの焦点距離だけ２枚のマイクロレンズアレイを離間させると共に、マイクロレンズのレンズ輪郭である六角形状若しくは四角形状の頂点方向が一致するように（つまり頂点方向の角度差が０となるように）２枚のマイクロレンズアレイを配置していた。このような比較例の構成では、２枚のマイクロレンズアレイを厳密に位置調整する必要があった。というのは、２枚のマイクロレンズアレイ間の距離が焦点距離とずれていたり、マイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向がずれていたりすると、マイクロレンズが不要な光を取り込んでしまったり、ずれによる影響が視認されてしまったりするなどの不具合が発生する場合があったからである。そのため、比較例では、スクリーンの作成に手間やコストがかかる傾向にあった。
　これに対して、本実施例では、マイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを配置する。このような本実施例によれば、マイクロレンズの焦点距離だけ厳密に２枚のマイクロレンズアレイを離間させて配置する比較例の構成と比較して、解像度は落ちる傾向にあるが、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを対向配置する際に要する精度を下げることができる。
　また、本実施例では、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂにおけるレンズ輪郭の頂点方向を所定角度ずらして配置する。具体的には、本実施例では、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂにおけるレンズ輪郭の頂点方向を厳密に一致させたり、レンズ輪郭の頂点方向の角度差を厳密に所定角度に構成したりする必要はない。このような本実施例によれば、マイクロレンズのレンズ輪郭の頂点方向が厳密に一致するように２枚のマイクロレンズアレイを配置する比較例の構成と比較して、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂにおけるレンズ輪郭の頂点方向に関する配置に要する精度を下げることができる。以上のことから、本実施例によれば、比較例と比較して、スクリーン１１を容易且つ低コストで作成することが可能となる。
　更に、本実施例によれば、上記したような構成により、画角が比較的大きな光に適切に対応することができる。よって、特許文献１に記載されたような、レーザプロジェクタとマイクロレンズアレイとの間に配置されたコンデンサーレンズを用いる必要がない。そのため、本実施例によれば、画像表示装置１の部品点数を削減することができる。
　［スクリーンの製造方法］
　次に、図５を参照して、本実施例に係るスクリーン１１の製造方法について説明する。ここでは、外形が矩形に構成されたマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを有するスクリーン１１を例に挙げて説明する。
　本実施例では、まず、図５に示すように、マイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａにおけるレンズ輪郭である正六角形状が上記した３０度の半分の１５度だけ回転した状態で複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが配列されたマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを作成する。具体的には、軸ＡＸ１をマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂの水平軸とし、軸ＡＸ２をマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａの水平軸とし、軸ＡＸ３をマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａの垂直軸とすると、マイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａの水平軸ＡＸ２がマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂの水平軸ＡＸ１から１５度だけ傾くように、複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが配列されたマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを作成する。この場合、本実施例では、同一のマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを作成する。つまり、本実施例では、図５に示すように複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが配列された同一のマイクロレンズアレイ部を２枚作成し、この２枚のマイクロレンズアレイ部をマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂとして用いる。
　次に、上記のように作成された同一のマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを、複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが形成された面が向き合った状態で所定距離Ｄだけ離間させて対向配置する（図３（ａ）参照）。具体的には、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂの水平軸ＡＸ１の方向が一致するように、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを対向配置する。こうすることで、マイクロレンズアレイ部１１ａに配列された複数のマイクロレンズ１１ａａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向と、マイクロレンズアレイ部１１ｂに配列された複数のマイクロレンズ１１ｂａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向との角度差が３０度となる。つまり、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂは、マイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａのレンズ輪郭である正六角形状が互いに３０度回転した関係となる。
　以上説明したスクリーン１１の製造方法によれば、異なる構成を有するマイクロレンズアレイ部を２枚作成する必要がなく、同一の構成を有するマイクロレンズアレイ部を２枚作成すれば良いため、スクリーン１１を容易且つ低コストで作成することが可能となる。
　なお、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂの外形を略円形に構成する場合（つまり略円板状に構成する場合）には、上記のように、レンズ輪郭である正六角形状が１５度だけ回転した状態で複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが配列されたマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを作成しなくても良い。この場合には、レンズ輪郭である正六角形状が回転していない状態で複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが配列された同一のマイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを作成し、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂを対向配置する際に、レンズ輪郭である正六角形状が互いに３０度回転した状態となるように配置すれば良い。
　［変形例］
　以下では、上記した実施例の変形例について説明する。なお、上記した実施例と同様の構成については、その説明を適宜省略する。また、特に説明しない構成については、上記した実施例と同様であるものとする。例えば、図５を用いて説明したスクリーンの製造方法は、以下で提示する変形例にも適宜適用することができる。
　（変形例１）
　上記した実施例に係るスクリーン１１では、マイクロレンズアレイ部１１ａ、１１ｂは、それぞれの対向する面に複数のマイクロレンズ１１ａａ、１１ｂａが形成されていた。これに対して、変形例１に係るスクリーンでは、２つのマイクロレンズアレイ部の一方は、対向する面に複数のマイクロレンズが形成され、２つのマイクロレンズアレイ部の他方は、対向する面の反対側の面に複数のマイクロレンズが形成される。
　図６は、変形例１に係るスクリーン１１１の具体的な構成を示す図である。図６（ａ）は、光の進行方向に垂直な面にて、スクリーン１１１のマイクロレンズアレイ部１１１ａ、１１１ｂを切断した断面図を示す。具体的には、マイクロレンズアレイ部１１１ａ、１１１ｂの一部分を拡大して表した断面図を示している。図６（ａ）に示すように、マイクロレンズアレイ部１１１ａは、対向する面の反対側の面に複数のマイクロレンズ１１１ａａが形成されており、マイクロレンズアレイ部１１１ｂは、対向する面に複数のマイクロレンズ１１１ｂａが形成されている。つまり、マイクロレンズ１１１ａａが形成されていないマイクロレンズアレイ部１１１ａの面と、マイクロレンズ１１１ｂａが形成されたマイクロレンズアレイ部１１１ｂの面とが向き合うように対向配置されている。また、マイクロレンズアレイ部１１１ａ、１１１ｂは、マイクロレンズ１１１ａａ、１１１ｂａの焦点距離よりも少なくとも長い距離Ｄ１だけ離間した位置に配置されている。
　図６（ｂ）は、マイクロレンズアレイ部１１１ａ、１１１ｂの平面図を示す。具体的には、光の進行方向に沿った方向から観察した、マイクロレンズアレイ部１１１ａ、１１１ｂの一部分を拡大して表した平面図を示している。図６（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ部１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ、平面視において正六角形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ１１１ａａ、１１１ｂａが格子状に配列されている。また、マイクロレンズアレイ部１１１ａに配列されたマイクロレンズ１１１ａａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向と、マイクロレンズアレイ部１１１ｂに配列されたマイクロレンズ１１１ｂａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向との角度差が３０度に構成されている。
　このような変形例１に係るスクリーン１１１によっても、均一でむらの少ない画像を形成することができると共に、マイクロレンズアレイ部１１１ａ、１１１ｂの位置ずれによる影響を適切に抑制することができる。また、スクリーン１１１を容易且つ低コストで作成することが可能となる。
　（変形例２）
　変形例２に係るスクリーンでは、２つのマイクロレンズアレイ部の対向する面の反対側の面に、複数のマイクロレンズがそれぞれ形成される点で、上記した実施例及び変形例１と異なる。
　図７は、変形例２に係るスクリーン１１２の具体的な構成を示す図である。図７（ａ）は、光の進行方向に垂直な面にて、スクリーン１１２のマイクロレンズアレイ部１１２ａ、１１２ｂを切断した断面図を示す。具体的には、マイクロレンズアレイ部１１２ａ、１１２ｂの一部分を拡大して表した断面図を示している。図７（ａ）に示すように、マイクロレンズアレイ部１１２ａ、１１２ｂは、それぞれ、対向する面の反対側の面に複数のマイクロレンズ１１２ａａ、１１２ｂａが形成されている。つまり、マイクロレンズアレイ部１１２ａ、１１２ｂは、複数のマイクロレンズ１１２ａａ、１１２ｂａが形成された面が反対方向を向くように対向配置されている。また、マイクロレンズアレイ部１１２ａ、１１２ｂは、マイクロレンズ１１２ａａ、１１２ｂａの焦点距離よりも少なくとも長い距離Ｄ２だけ離間した位置に配置されている。
　図７（ｂ）は、マイクロレンズアレイ部１１２ａ、１１２ｂの平面図を示す。具体的には、光の進行方向に沿った方向から観察した、マイクロレンズアレイ部１１２ａ、１１２ｂの一部分を拡大して表した平面図を示している。図７（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ部１１２ａ、１１２ｂは、それぞれ、平面視において正六角形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ１１２ａａ、１１２ｂａが格子状に配列されている。また、マイクロレンズアレイ部１１２ａに配列されたマイクロレンズ１１２ａａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向と、マイクロレンズアレイ部１１２ｂに配列されたマイクロレンズ１１２ｂａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向との角度差が３０度に構成されている。
　このような変形例２に係るスクリーン１１２によっても、均一でむらの少ない画像を形成することができると共に、マイクロレンズアレイ部１１２ａ、１１２ｂの位置ずれによる影響を適切に抑制することができる。また、スクリーン１１２を容易且つ低コストで作成することが可能となる。
　（変形例３）
　変形例３では、上記した実施例及び変形例１、２のように２つのマイクロレンズアレイ部が別体に構成されておらず、２つのマイクロレンズアレイ部が一体に構成されており、スクリーンの両面に複数のマイクロレンズが形成される。
　図８は、変形例３に係るスクリーン１１３の具体的な構成を示す図である。図８（ａ）は、光の進行方向に垂直な面にて、スクリーン１１３を切断した断面図を示す。具体的には、スクリーン１１３ｂの一部分を拡大して表した断面図を示している。図８（ａ）に示すように、スクリーン１１３は、スクリーン１１３を構成する対向する２つの面に（つまり両面に）、複数のマイクロレンズ１１３ａａ、１１３ｂａが形成されている。言い換えると、スクリーン１１３は、複数のマイクロレンズ１１３ａａが形成されたマイクロレンズアレイ部１１３ａと、複数のマイクロレンズ１１３ｂａが形成されたマイクロレンズアレイ部１１３ｂとが一体に形成されている。つまり、スクリーン１１３は、マイクロレンズアレイ部１１３ａにおいて複数のマイクロレンズ１１３ａａが形成された面の反対側の面と、マイクロレンズアレイ部１１３ｂにおいて複数のマイクロレンズ１１３ｂａが形成された面の反対側の面とで重なり合うことで一体に構成されている。
　更に、スクリーン１１３は、複数のマイクロレンズ１１３ａａと複数のマイクロレンズ１１３ｂａとが、これらの焦点距離よりも少なくとも長い距離Ｄ３だけ離間した位置に配置されている。つまり、スクリーン１１３は、マイクロレンズ１１３ａａ、１１３ｂａの焦点距離よりも少なくとも長い距離Ｄ３に対応する厚みで構成されている。
　図８（ｂ）は、マイクロレンズアレイ部１１３ａ、１１３ｂの平面図を示す。具体的には、光の進行方向に沿った方向から観察した、マイクロレンズアレイ部１１３ａ、１１３ｂの一部分を拡大して表した平面図を示している。図８（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ部１１３ａ、１１３ｂは、それぞれ、平面視において正六角形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ１１３ａａ、１１３ｂａが格子状に配列されている。また、マイクロレンズアレイ部１１３ａに配列されたマイクロレンズ１１３ａａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向と、マイクロレンズアレイ部１１３ｂに配列されたマイクロレンズ１１３ｂａのレンズ輪郭である正六角形状の頂点方向との角度差が３０度に構成されている。
　このような変形例３に係るスクリーン１１３によっても、均一でむらの少ない画像を形成することができると共に、マイクロレンズアレイ部１１３ａ、１１３ｂの位置ずれによる影響を適切に抑制することができる。また、スクリーン１１３を容易且つ低コストで作成することが可能となる。
　また、変形例３に係るスクリーン１１３では、２つのマイクロレンズアレイ部１１３ａ、１１３ｂが一体に構成されているので、マイクロレンズアレイが形成された１枚の構成要素のみを作成すれば良いため、上記した実施例及び変形例１、２と比較して、スクリーン１１３に要するコストをより低減することが可能となる。
　（変形例４）
　上記した実施例及び変形例１～３に係るスクリーンは、レンズ輪郭が正六角形状であるマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ部にて構成されていた。これに対して、変形例４に係るスクリーンは、レンズ輪郭が正方形状であるマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ部にて構成される。
　図９は、変形例４に係るスクリーン１１４の具体的な構成を示す図である。具体的には、図９は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン１１４が有するマイクロレンズアレイ部１１４ａ、１１４ｂの一部分を拡大して表した平面図を示している。図９に示すように、マイクロレンズアレイ部１１４ａ、１１４ｂは、それぞれ、平面視において正方形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ１１４ａａ、１１４ｂａが格子状に配列されている。
　また、マイクロレンズアレイ部１１４ａに配列されたマイクロレンズ１１４ａａのレンズ輪郭である正方形状の頂点方向と、マイクロレンズアレイ部１１４ｂに配列されたマイクロレンズ１１４ｂａのレンズ輪郭である正方形状の頂点方向との角度差が４５度に構成されている。つまり、マイクロレンズ１１４ａａ、１１４ｂａのレンズ輪郭である正方形状が互いに４５度回転した関係になるように、マイクロレンズアレイ部１１４ａ、１１４ｂに複数のマイクロレンズ１１４ａａ、１１４ｂａが配列されている。
　更に、マイクロレンズアレイ部１１４ａ、１１４ｂは、マイクロレンズ１１４ａａ、１１４ｂａの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、マイクロレンズアレイ部１１４ａ、１１４ｂは、上記した実施例及び変形例１、２で示したような配置関係（図３（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）参照）のいずれかが適用される。若しくは、変形例３で示したように、マイクロレンズアレイ部１１４ａ、１１４ｂが一体に構成される。
　このような変形例４に係るスクリーン１１４によっても、均一でむらの少ない画像を形成することができると共に、マイクロレンズアレイ部１１４ａ、１１４ｂの位置ずれによる影響を適切に抑制することができる。また、スクリーン１１４を容易且つ低コストで作成することが可能となる。
　なお、正方形状を有するマイクロレンズ１１４ａａ、１１４ｂａを図９に示したように配列することに限定はされない。具体的には、上下方向（図５に示した軸ＡＸ３の方向に対応する。以下同様とする。）に隣接するマイクロレンズ１１４ａａ、１１４ｂａの位置が一致するように、マイクロレンズ１１４ａａ、１１４ｂａをマイクロレンズアレイ部１１４ａ、１１４ｂに配列することに限定はされない。他の例では、図１０に示すようにマイクロレンズを配列することができる。
　図１０は、変形例４の他の例に係るスクリーン１１５の具体的な構成を示す図である。具体的には、図１０は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン１１５が有するマイクロレンズアレイ部１１５ａ、１１５ｂの一部分を拡大して表した平面図を示している。図１０に示すように、マイクロレンズアレイ部１１５ａ、１１５ｂは、それぞれ、平面視において正方形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ１１５ａａ、１１５ｂａが配列されている。具体的には、マイクロレンズアレイ部１１５ａ、１１５ｂは、上下方向に隣接するマイクロレンズ１１５ａａ、１１５ｂａが、正方形状における一辺の長さの半分の長さだけ、ずらして配列されている。また、マイクロレンズアレイ部１１５ａに配列されたマイクロレンズ１１５ａａのレンズ輪郭である正方形状の頂点方向と、マイクロレンズアレイ部１１５ｂに配列されたマイクロレンズ１１５ｂａのレンズ輪郭である正方形状の頂点方向との角度差が４５度に構成されている。このようなスクリーン１１５によっても、上記したスクリーン１１４と同様の効果が得られる。
　なお、上記ではマイクロレンズアレイ部１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂのレンズ輪郭である正方形状の頂点方向の角度差を４５度に構成する例を示したが、当該角度差を厳密に４５度に構成しなくても良く、また当該角度差を４５度とは異なる角度に構成しても良い。その理由は、前述した実施例の［スクリーンの作用・効果］で述べた通りである。但し、実験などによれば、レンズ輪郭である正方形状の頂点方向の角度差が４５度付近又は１３５度付近である場合に、入射面での正方形状の像による不要な干渉を抑制する効果が大きくなることがわかっている。よって、マイクロレンズアレイ部１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂのレンズ輪郭である正方形状の頂点方向の角度差を４５度付近又は１３５度付近に構成することが望ましい。
　（変形例５）
　上記した実施例及び変形例１～４に係るスクリーンは、レンズ輪郭が正六角形状又は正方形状であるマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ部にて構成されていた。これに対して、変形例５に係るスクリーンは、レンズ輪郭が円形であるマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ部にて構成される。
　図１１は、変形例５に係るスクリーン１１６の具体的な構成を示す図である。具体的には、図１１は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン１１６が有するマイクロレンズアレイ部１１６ａ、１１６ｂの一部分を拡大して表した平面図を示している。図１１に示すように、マイクロレンズアレイ部１１６ａ、１１６ｂは、それぞれ、平面視において円形のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ１１６ａａ、１１６ｂａが配列されている。
　具体的には、マイクロレンズ１１６ａａ、１１６ｂａは、１のマイクロレンズ周囲に、当該１のマイクロレンズの頂点に対してそれぞれ所定角度ごとに隣接して配列されている。図１１では、当該所定角度が６０度である場合を例示している。また、マイクロレンズアレイ部１１６ａに配列されたマイクロレンズ１１６ａａと、マイクロレンズアレイ部１１６ｂに配列されたマイクロレンズ１１６ｂａとが、１のマイクロレンズに対して当該所定角度の半分に相当する３０度ずらせて構成されている。
　更に、マイクロレンズアレイ部１１６ａ、１１６ｂは、マイクロレンズ１１６ａａ、１１６ｂａの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、マイクロレンズアレイ部１１６ａ、１１６ｂは、上記した実施例及び変形例１、２で示したような配置関係（図３（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）参照）のいずれかが適用される。若しくは、変形例３で示したように、マイクロレンズアレイ部１１６ａ、１１６ｂが一体に構成される。
　なお、変形例５では、マイクロレンズアレイ部１１６ａ、１１６ｂを構成するマイクロレンズ１１６ａａ、１１６ｂａの間を、光が透過しないようにマスクすることが好ましい。
　このような変形例５に係るスクリーン１１６によっても、均一でむらの少ない画像を形成することができると共に、マイクロレンズアレイ部１１６ａ、１１６ｂの位置ずれによる影響を適切に抑制することができる。また、スクリーン１１６を容易且つ低コストで作成することが可能となる。
　（変形例６）
　上記した実施例及び変形例１～４に係るスクリーンは、レンズ輪郭が、全ての辺の長さが同じである正多角形状（正六角形状又は正方形状）であるマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ部にて構成されていた。これに対して、変形例６に係るスクリーンは、レンズ輪郭が正多角形状ではない多角形状（つまり全ての辺の長さが同じではない多角形状）であるマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ部にて構成される。
　図１２は、変形例６に係るスクリーン１１７の具体的な構成を示す図である。具体的には、図１２（ａ）は、光の進行方向に沿った方向から観察した、スクリーン１１７が有するマイクロレンズアレイ部１１７ａ、１１７ｂの一部分を拡大して表した平面図を示している。図１２（ａ）に示すように、マイクロレンズアレイ部１１７ａ、１１７ｂは、それぞれ、平面視において六角形状のレンズ輪郭で構成された、複数のマイクロレンズ１１７ａａ、１１７ｂａが配列されている。具体的には、マイクロレンズ１１７ａａ、１１７ｂａは、正六角形状ではない（つまり全ての辺の長さが同じではない）、線対称な形状を有する六角形状のレンズ輪郭で構成されている。
　図１２（ｂ）は、マイクロレンズ１１７ａａ、１１７ｂａのレンズ輪郭の頂点方向を示す。図１２（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ部１１７ａに配列されたマイクロレンズ１１７ａａのレンズ輪郭である六角形状の頂点方向と、マイクロレンズアレイ部１１７ｂに配列されたマイクロレンズ１１７ｂａのレンズ輪郭である六角形状の頂点方向との角度差が９０度に構成されている。つまり、マイクロレンズ１１７ａａ、１１７ｂａのレンズ輪郭である六角形状が互いに９０度回転した関係になるように、マイクロレンズアレイ部１１７ａ、１１７ｂに複数のマイクロレンズ１１７ａａ、１１７ｂａが配列されている。
　更に、マイクロレンズアレイ部１１７ａ、１１７ｂは、マイクロレンズ１１７ａａ、１１７ｂａの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置される。この場合、マイクロレンズアレイ部１１７ａ、１１７ｂは、上記した実施例及び変形例１、２で示したような配置関係（図３（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）参照）のいずれかが適用される。若しくは、変形例３で示したように、マイクロレンズアレイ部１１７ａ、１１７ｂが一体に構成される。
　このような変形例６に係るスクリーン１１７によっても、均一でむらの少ない画像を形成することができると共に、マイクロレンズアレイ部１１７ａ、１１７ｂの位置ずれによる影響を適切に抑制することができる。また、スクリーン１１７を容易且つ低コストで作成することが可能となる。
　なお、図１２（ａ）に示した六角形状はあくまで一例であり、このような六角形状にマイクロレンズのレンズ輪郭を構成することに限定はされない。また、図１２（ｂ）に示したように、レンズ輪郭である六角形状の頂点方向の角度差を９０度に構成することに限定はされない。
　（変形例７）
　上記では本発明をヘッドアップディスプレイに適用する例を示したが、本発明の適用はこれに限定はされない。本発明は、ヘッドアップディスプレイ以外にも、レーザプロジェクタに適用することができる。レーザプロジェクタは通常スペックルノイズが問題となるため、液晶プロジェクタ用のスクリーンを使用することは望ましくないと言える。上記したように、本発明に係るスクリーンは、スペックノイズを適切に抑制することができ、視野角を十分に確保することができるので、本発明に係るスクリーンはレーザプロジェクタに好適に適用することができる。
　本発明は、ヘッドアップディスプレイやレーザプロジェクタなどの画像表示装置に利用することができる。
　１　画像表示装置
　１１　スクリーン
　１１ａ、１１ｂ　マイクロレンズアレイ部
　１１ａａ、１１ｂａ　マイクロレンズ
　１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７　スクリーン

Claims (16)

  1. 　それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子であって、
    　前記複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において多角形状のレンズ輪郭で構成され、
    　前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置されると共に、当該第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、当該第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度をずらせて構成されていることを特徴とする光学素子。
  2. 　前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を構成する前記マイクロレンズは、多角形状のレンズ輪郭を有しており、前記多角形状を構成する辺同士を隣接させて配列されていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  3. 　前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離の１．５倍以上かつ３倍以下の距離だけ離間した位置に対向配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
  4. 　前記多角形状は、正六角形状であり、
    　前記第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、前記第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度差は、略３０度又は略９０度であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子。
  5. 　前記多角形状は、正方形状であり、
    　前記第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向と、前記第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度差は、略４５度又は略１３５度であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子。
  6. 　前記第１マイクロレンズアレイ部を一方の面に有する第１レンズアレイと、前記第２マイクロレンズアレイ部を一方の面に有する第２レンズアレイとから構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
  7. 　前記第１マイクロレンズアレイ部及び前記第２マイクロレンズアレイ部は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイの、各々対向する面に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
  8. 　前記第１マイクロレンズアレイ部は、前記第１レンズアレイの面のうち、前記第２レンズアレイの前記第２マイクロレンズアレイ部が形成されている面と対向しない面に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
  9. 　前記第１マイクロレンズアレイ部及び前記第２マイクロレンズアレイ部は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイの、各々対向しない面に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
  10. 　前記第１マイクロレンズアレイ部を一方の面に有し、前記第２マイクロレンズアレイ部を他方の面に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
  11. 　請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光学素子を備え、前記光学素子によって形成された画像をユーザの目の位置から虚像として視認させることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
  12. 　それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子の製造方法であって、
    　前記マイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状が所定角度の半分の角度だけ回転させた状態で配列された前記複数のマイクロレンズを、片側の面に形成することで、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を生成する第１工程と、
    　前記第１工程で生成された前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置することで、前記光学素子を生成する第２工程と、を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。
  13. 　それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子の製造方法であって、
    　片側の面に前記複数のマイクロレンズを形成することで、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を生成する第１工程と、
    　前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を対向配置すると共に、前記第１マイクロレンズアレイ部に形成された前記マイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状の頂点方向と、前記第２マイクロレンズアレイ部に形成された前記マイクロレンズのレンズ輪郭である多角形状の頂点方向との角度差が所定角度となるように、前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を配置することで、前記光学素子を生成する第２工程と、を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。
  14. 　それぞれ複数のマイクロレンズが配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子であって、
    　前記複数のマイクロレンズは、それぞれ、平面視において正多角形状のレンズ輪郭を有し、
    　前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置されると共に、当該第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭頂点方向と、当該第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズの前記レンズ輪郭の頂点方向との角度を、前記正多角形状に含まれる１の内角の半分の角度ずらせて構成されていることを特徴とする光学素子。
  15. 　それぞれ複数のマイクロレンズが等間隔に配列された第１及び第２マイクロレンズアレイ部を有する光学素子であって、
    　前記マイクロレンズは、１のマイクロレンズ周囲に、前記１のマイクロレンズの頂点に対してそれぞれ所定角度ごとに隣接して配列され、
    　前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部は、前記マイクロレンズの焦点距離よりも少なくとも長い距離だけ離間した位置に対向配置され、
    　前記第１マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズと、前記第２マイクロレンズアレイ部に配列された前記マイクロレンズとが、前記１のマイクロレンズに対して前記所定角度の半分の角度ずらせて構成されていることを特徴とする光学素子。
  16. 　前記第１及び第２マイクロレンズアレイ部を構成するマイクロレンズの間を光が透過しないようにマスクしたことを特徴とする請求項１５に記載の光学素子。
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