WO2018230509A1 - 走査型表示装置、走査型表示システム、及び光拡散部の製造方法 - Google Patents

走査型表示装置、走査型表示システム、及び光拡散部の製造方法 Download PDF

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Definitions

  • the present disclosure relates to a scanning display device, a scanning display system, and a method of manufacturing a light diffusion unit.
  • a scanning display device comprising: a light source that emits laser light for projection display; an optical scanning unit that scans the laser light emitted from the light source; and a light diffusion unit that diffuses the laser light scanned by the optical scanning unit Is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the light diffusing section for example, an optical element having a plurality of light diffusing channels arranged two-dimensionally, such as a transmissive microlens array, is used.
  • the displayed image has uneven luminance regardless of the size (beam diameter) of the laser light in the light diffusion portion (In some cases, irregular luminance irregularities (speckles, regular luminance irregularities are included).
  • a scanning display device includes a light source that emits laser light for projection display, an optical scanning unit that scans laser light emitted from the light source, and a plurality of light diffusion channels arranged in two dimensions
  • the angle formed by the optical path to the person's eye is configured to be equal to or greater than the angle set based on the resolution angle of the eye.
  • an angle formed by an optical path reaching an observer's eye through an arbitrary pair of light diffusion channels can be set to, for example, an eye resolution angle or more. Therefore, according to this scanning display device, the displayed image has uneven luminance in an eye that is in the assumed position and has the assumed visual acuity, regardless of the size (beam diameter) of the laser light in the light diffusion portion. It can be suppressed from occurring.
  • the light diffusion unit may be configured such that the angle formed by the optical path is 1 minute or more. According to this, since the resolving angle of an eye having a visual acuity of 1.0 is 1 minute, the visual acuity is set to an angle formed by an optical path reaching an observer's eye through an arbitrary pair of light diffusion channels. It can be greater than or equal to the eye resolution angle of zero. Therefore, it is possible to suppress uneven brightness in the displayed image for an eye having a visual acuity of 1.0 or more.
  • the light diffusing unit may be configured such that the angle formed by the optical path is 1.42 minutes or more.
  • the visual acuity is an angle formed by an optical path reaching an observer's eye through an arbitrary pair of light diffusion channels. It can be greater than or equal to the eye resolution angle of 0.7. Therefore, it is possible to suppress uneven brightness in the displayed image for an eye having a visual acuity of 0.7 or more.
  • the resolution angle is ⁇
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels is P
  • the magnification of the optical system disposed between the light diffusion unit and the eye is M.
  • the light diffusing unit may be configured to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L) ⁇ M. According to this, even if an optical system is arranged between the light diffusing unit and the eye, it is ensured that unevenness in luminance occurs in the displayed image for the eye that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. Can be suppressed.
  • the light diffusing unit when the optical path directly reaches the eye from the light diffusion unit, the resolution angle is ⁇ , the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels is P, and the light diffusion unit to the eye If the distance up to is L, the light diffusing unit may be configured to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L). According to this, when an optical system is not arranged between the light diffusing unit and the eyes, it is ensured that unevenness in luminance occurs in the displayed image for an eye that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. Can be suppressed.
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels may be random. According to this, it is possible to more reliably suppress the occurrence of luminance unevenness in the displayed image for an eye that is in the assumed position and has the assumed visual acuity.
  • the light diffusion unit may be a transmissive microlens array. According to this, it is possible to reliably and easily realize the diffusion of the laser light by the plurality of light diffusion channels arranged in two dimensions.
  • a scanning display system includes a light source that emits laser light for projection display, an optical scanning unit that scans laser light emitted from the light source, and a plurality of light diffusion channels arranged in two dimensions
  • the angle formed by the optical path to the person's eye is configured to be equal to or greater than the angle set based on the resolution angle of the eye.
  • this scanning display system it is possible to suppress the occurrence of uneven brightness in the displayed image for an eye that is in the assumed position and has the assumed visual acuity, regardless of the size of the laser light in the light diffusion unit. Can do.
  • the light diffusing unit may be configured such that the angle formed by the optical path is 1 minute or more. According to this, since the resolving angle of an eye having a visual acuity of 1.0 is 1 minute, the visual acuity is set to an angle formed by an optical path reaching an observer's eye through an arbitrary pair of light diffusion channels. It can be greater than or equal to the eye resolution angle of zero. Therefore, it is possible to suppress uneven brightness in the displayed image for an eye having a visual acuity of 1.0 or more.
  • the light diffusing unit may be configured such that the angle formed by the optical path is 1.42 minutes or more.
  • the visual acuity is an angle formed by an optical path reaching an observer's eye through an arbitrary pair of light diffusion channels. It can be greater than or equal to the eye resolution angle of 0.7. Therefore, it is possible to suppress uneven brightness in the displayed image for an eye having a visual acuity of 0.7 or more.
  • a scanning display system further includes an optical system disposed at a subsequent stage of the light diffusion unit, a resolution angle is ⁇ , an arrangement pitch of a plurality of light diffusion channels is P, and a magnification of the optical system
  • the light diffusing unit may be configured to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L) ⁇ M. According to this, even if an optical system is arranged between the light diffusing unit and the eye, it is ensured that unevenness in luminance occurs in the displayed image for the eye that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. Can be suppressed.
  • the resolution angle is ⁇
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels is P
  • the light diffusing unit may be configured to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L). According to this, when an optical system is not arranged between the light diffusing unit and the eyes, it is ensured that unevenness in luminance occurs in the displayed image for an eye that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. Can be suppressed.
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels may be random. According to this, it is possible to more reliably suppress the occurrence of luminance unevenness in the displayed image for an eye that is in the assumed position and has the assumed visual acuity.
  • a method of manufacturing a light diffusing unit includes a light source that emits laser light for projection display, an optical scanning unit that scans laser light emitted from the light source, and a plurality of light beams that are two-dimensionally arranged.
  • a method of manufacturing a light diffusing unit includes a resolution angle ⁇ , an arrangement pitch of a plurality of light diffusing channels as P, and a magnification of an optical system disposed between the light diffusing unit and the eye. If M is M and the distance from the light diffusion part to the eye is L, the light diffusion part may be manufactured so as to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L) ⁇ M. According to this, even if an optical system is arranged between the light diffusing unit and the eye, it is ensured that unevenness in luminance occurs in the displayed image for the eye that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. It is possible to obtain a light diffusing portion that can be suppressed.
  • the light diffusion part may be manufactured so as to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L). According to this, when an optical system is not arranged between the light diffusing unit and the eyes, it is ensured that unevenness in luminance occurs in the displayed image for an eye that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. It is possible to obtain a light diffusing portion that can be suppressed.
  • a scanning display device a scanning display system, and a method of manufacturing a light diffusing unit used in the display image, which can suppress uneven brightness in a displayed image. It becomes.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a scanning display device and a scanning display system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an optical path from the optical scanning unit to the eye via the light diffusion unit.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a state of light incident on the eye.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an optical path from the optical scanning unit to the eye through the light diffusion unit.
  • the scanning display system 10 is, for example, a laser scanning projection display mounted on an automobile, and displays (projects and displays) an image on a windshield 100 of the automobile.
  • the scanning display system 10 includes a scanning display device 1 and an optical system 11.
  • the optical system 11 includes a plurality of plane mirrors 11a and 11b, a concave mirror 11c, and a windshield 100.
  • the windshield 100 functions as the last optical element in the optical system 11.
  • the projection display light L2 emitted from the scanning display device 1 is sequentially reflected by the plane mirror 11a, the plane mirror 11b, the concave mirror 11c, and the windshield 100 and enters the eye E of the observer.
  • the scanning display device 1 includes a light source 2, an optical scanning unit 3, a light diffusion unit 4, and a control unit 5.
  • the light source 2 emits laser light L1 for projection display. More specifically, the light source 2 has a plurality of light emitting portions 2a.
  • the plurality of light emitting portions 2a are a red laser diode, a green laser diode, and a blue laser diode, respectively.
  • Each light emitting unit 2a emits laser light L1 having a visible wavelength.
  • the laser light L1 emitted from each light emitting unit 2a is reflected by a plurality of mirrors 2b including a dichroic mirror, travels on the same optical path, and enters the optical scanning unit 3.
  • the light scanning unit 3 scans the laser light L1 emitted from the light source 2. More specifically, the optical scanning unit 3 is a MEMS mirror that reflects and scans the laser light L1 emitted from the light source 2.
  • the MEMS mirror is a driving mirror manufactured by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and there are an electromagnetic driving type, an electrostatic driving type, a piezoelectric driving type, a thermal driving type, and the like.
  • the mirror 3a of the optical scanning unit 3 can be swung around two axes orthogonal to each other, and can be swung at a resonance frequency level at high speed around one axis.
  • the optical scanning unit 3 that is a MEMS mirror scans the light diffusion unit 4 with the laser light L1.
  • the light diffusing unit 4 has a plurality of light diffusing channels 4a arranged two-dimensionally, and diffuses the laser light L1 scanned by the light scanning unit 3. More specifically, the light diffusing unit 4 is a transmissive microlens array. That is, the light diffusing unit 4 transmits and diffuses the laser light L1 scanned by the light scanning unit 3.
  • the light diffusion channel 4a is, for example, each of a plurality of microlenses arranged in a matrix.
  • the light incident surface of the light diffusing unit 4 includes a plurality of convex surfaces corresponding to a plurality of microlenses.
  • the light emitting surface of the light diffusing unit 4 is a flat surface.
  • the control unit 5 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and controls the operation of the scanning display device 1.
  • the control unit 5 when receiving the projection display start input signal, the control unit 5 starts the output of each light emitting unit 2 a of the light source 2. Thereby, the laser beam L1 is emitted from the light source 2.
  • the control unit 5 starts the operation of the optical scanning unit 3.
  • the mirror 3 a starts to swing, and the laser beam L ⁇ b> 1 emitted from the light source 2 is scanned with respect to the light diffusion unit 4.
  • the control unit 5 changes the ratio of the laser light L1 emitted from each light emitting unit 2a according to the scanning position of the laser light L1 in the light diffusion unit 4.
  • the light L2 for projection display that is, the light constituting the image among the laser light L1 diffused by the light diffusing unit 4
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an optical path from the light scanning unit 3 to the eye E via the light diffusion unit 4.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a state of the light L2 incident on the eye.
  • the optical scanning unit 3, the light diffusion unit 4, and the eye E are shown in a straight line, and the optical system 11 is not shown.
  • the laser light L1 reflected by the optical scanning unit 3 is adjacent to each other among the plurality of light diffusion channels 4a (specifically, in the horizontal scanning direction and the vertical scanning direction of the laser light L1).
  • the laser light L1 reflected by the optical scanning unit 3 is adjacent to each other among the plurality of light diffusion channels 4a (specifically, in the horizontal scanning direction and the vertical scanning direction of the laser light L1).
  • a part of the light L2 diffused in one light diffusion channel 4a enters the eye E through the optical path A
  • the other light diffusion channel Part of the light L2 diffused by 4a enters the eye E through the optical path B.
  • the light L2 incident on the eye E is collected on the retina R by the crystalline lens C.
  • the condensing size of the light L2 on the retina R depends on the visual acuity of the eye E. Since the visual acuity of the eye E shown in (a) of FIG. 3 is lower than the visual acuity of the eye E shown in (b) of FIG. 3, the condensing size of the light L2 on the retina R is increased, and the optical path A Light L2 incident on the eye E through the light path L2 and light L2 incident on the eye E through the optical path B overlap on the retina R. On the other hand, the visual acuity of the eye E shown in (b) of FIG. 3 is higher than the visual acuity of the eye E shown in (a) of FIG.
  • the light L2 incident on the eye E through the optical path A and the light L2 incident on the eye E through the optical path B do not overlap on the retina R. Since a phase difference occurs between the light L2 incident on the eye E through the optical path A and the light L2 incident on the eye E through the optical path B, as shown in FIG.
  • the light L2 incident on the eye E through the light L2 and the light L2 incident on the eye E through the optical path B overlap on the retina R, interference may occur, and uneven brightness may occur in the displayed image.
  • the minimum angle at which the light L2 incident on the eye E through the optical path A and the light L2 incident on the eye E through the optical path B can be separated on the retina R is referred to as the resolution angle of the eye E.
  • the resolution angle of the eye E For example, as shown in FIG. 3A, when the eye E has a low visual acuity, the condensing size of the light L2 on the retina R increases, so the resolution angle increases.
  • the resolution angle is 1 minute
  • the resolution angle is 1.42 minutes
  • the resolution angle is 2 minutes. It is said.
  • the light diffusing unit 4 is configured such that the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is equal to or larger than the resolution angle of the eye E. ing.
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels 4a (the plurality of light diffusion channels 4a are two-dimensionally arranged so that the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is equal to or larger than the resolution angle of the eye E.
  • the distance between the vertices of the light diffusion channels 4a adjacent to each other in the direction ") is set.
  • the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is from the last stage optical element (here, the windshield 100) in the optical system 11 via an arbitrary pair of light diffusion channels 4a and 4a adjacent to each other to the eyes E of the observer. Is the angle ⁇ formed by the optical paths A and B.
  • the light diffusion unit 4 is set so that the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is 1 minute or more. Is configured. Further, when the assumed eye E has a visual acuity of 0.7, the resolution angle is 1.42 minutes, so that the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is 1.42 minutes or more.
  • a diffusion unit 4 is configured.
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusing channels 4a is “adjacent to each other (at least adjacent to each other in the scanning direction of the laser light L1). The distance between the vertices ", and the vertex of the light diffusion channel 4a is the vertex of the microlens.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an optical path from the light scanning unit 3 to the eye E via the light diffusion unit 4.
  • the light scanning unit 3, the light diffusion unit 4, the optical system 11, and the eye E are shown in a straight line, and in particular, the optical system 11 is shown in a simplified manner.
  • the optical system 11 includes a plurality of optical elements (here, the plane mirror 11 a, the plane mirror 11 b, the concave mirror 11 c, and the windshield 100) as a light diffusion that is a primary image plane. It has a function of enlarging the image in the section 4.
  • the optical system 11 is arranged at the rear stage of the light diffusing unit 4, the light L2 enters the eye E through optical paths A and B from any pair of adjacent light diffusing channels 4a and 4a.
  • the magnification of the optical system 11 is “the angle formed by the optical paths A and B” / “the angle formed by the optical paths A ′ and B ′ (the optical path when the optical system 11 is not provided)”.
  • the assumed resolution angle of the eye E is ⁇
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels 4a is P
  • the magnification of the optical system 11 disposed between the light diffusion unit 4 and the eye E (“FOV: If the field of view (magnification of field of view) is M, and the distance from the light diffusing unit 4 to the eye E (the length of the optical path from the light diffusing unit 4 to the eye E via the optical system 11) is L, If the light diffusing unit 4 is configured so as to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L) ⁇ M, the luminance unevenness of the displayed image of the eye E at the assumed position and having the assumed visual acuity Does not occur.
  • the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is greater than or equal to the resolution angle of the eye E. So that ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L) ⁇ M when the optical system 11 is present, or ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L) when there is no optical system 11
  • the light diffusion part 4 can be manufactured.
  • the scanning display device 1 (and the scanning display system 10), the angles formed by the optical paths A and B that reach the observer's eye E through any pair of light diffusion channels 4a and 4a.
  • ⁇ can be set to be equal to or larger than the resolution angle of the eye E. Therefore, according to the scanning display device 1, the displayed image of the eye E at the assumed position and having the assumed visual acuity is independent of the size (beam diameter) of the laser light L1 in the light diffusing unit 4. The occurrence of uneven brightness can be suppressed.
  • the light diffusing unit 4 is configured such that the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is 1 minute or more. Thereby, the angle ⁇ formed by the optical paths A and B can be set to be equal to or larger than the resolution angle of the eye E whose visual acuity is 1.0. Therefore, it is possible to suppress uneven brightness in the displayed image for the eye E having a visual acuity of 1.0 or more.
  • the light diffusing unit 4 may be configured so that the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is 1.42 minutes or more. Thereby, the angle ⁇ formed by the optical paths A and B can be set to be equal to or larger than the resolution angle of the eye E whose visual acuity is 0.7. Therefore, it is possible to suppress uneven brightness in the displayed image for the eye E having a visual acuity of 0.7 or more.
  • the assumed resolution angle of the eye E is ⁇
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels 4 a is P
  • the optical system disposed between the light diffusion unit 4 and the eye E When the magnification of 11 is M and the distance from the light diffusing unit 4 to the eye E is L, the light diffusing unit 4 is configured to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L) ⁇ M. Thereby, even if the optical system 11 is arranged between the light diffusing unit 4 and the eye E, brightness unevenness occurs in the displayed image for the eye E that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. Can be reliably suppressed.
  • the light diffusing unit 4 is a transmissive microlens array. Thereby, the diffusion of the laser light L1 by the plurality of light diffusion channels 4a arranged two-dimensionally can be realized reliably and easily.
  • the assumed resolution angle of the eye E is ⁇
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels 4 a is P
  • the optical system disposed between the light diffusion unit 4 and the eye E When the magnification of 11 is M and the distance from the light diffusing unit 4 to the eye E is L, the light diffusing unit 4 is configured to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L) ⁇ M. Thereby, even if the optical system 11 is arranged between the light diffusing unit 4 and the eye E, brightness unevenness occurs in the displayed image for the eye E that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. Can be reliably suppressed.
  • the light diffusing unit 4 is manufactured so that the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is not less than the resolution angle of the eye E. Thereby, regardless of the size of the laser beam L1 in the light diffusing unit 4, the light diffusing unit that can suppress uneven brightness in the displayed image for the eye E that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. 4 can be obtained.
  • the assumed resolution angle of the eye E is ⁇
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusing channels 4 a is P
  • the light diffusing unit 4 is disposed between the light diffusing unit 4 and the eye E.
  • the magnification of the optical system 11 is M and the distance from the light diffusing unit 4 to the eye is L
  • the light diffusing unit 4 is manufactured so as to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L) ⁇ M.
  • this indication is not limited to one embodiment mentioned above.
  • the light source 2 is not limited to a laser diode (semiconductor laser) as long as it can emit coherent light (laser light), and may be a surface emitting laser, an SLD (super luminescent diode), or the like. May be.
  • the optical scanning unit 3 is not limited to a MEMS mirror as long as it can scan a laser beam, and may be a galvanometer mirror or the like.
  • the light diffusing unit 4 is not limited to transmitting and diffusing laser light, and may be one that reflects and diffuses laser light.
  • the light diffusing unit 4 is not limited to a transmissive microlens array as long as it has a plurality of light diffusing channels 4a arranged two-dimensionally, but a reflective microlens array, micromirror array, diffraction It may be a grating, a fiber optic plate, or the like.
  • the light diffusing unit 4 is a transmissive microlens array
  • the light incident surface of the light diffusing unit 4 is a flat surface
  • the light diffusing unit 4 is formed by a plurality of convex surfaces corresponding to a plurality of microlenses.
  • the light emission surface may be configured.
  • a plurality of concave surfaces may be formed so as to correspond to the plurality of microlenses.
  • the light diffusing unit 4 may be manufactured and configured so that the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is equal to or larger than an angle set based on the resolution angle of the eye E.
  • the light diffusing unit 4 may be manufactured such that the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is equal to or greater than the resolution angle ⁇ ⁇ 0.1 minutes of the eye E. That is, the condition that the angle ⁇ formed by the optical paths A and B is not less than the resolution angle ⁇ of the eye E need not be satisfied in all the light diffusion channels 4a.
  • the light diffusing unit 4 has an angle ⁇ formed by the optical paths A and B equal to or larger than a resolution angle ⁇ 1 of the eye E (resolution angle corresponding to an assumed upper limit of visual acuity) and a resolution angle ⁇ 2 of the eye E (assumed. It may be manufactured so as to be equal to or less than the resolution angle corresponding to the lower limit of visual acuity, and may be configured as such.
  • a resolution angle ⁇ 1 of the eye E resolution angle corresponding to an assumed upper limit of visual acuity
  • ⁇ 2 of the eye E assumed. It may be manufactured so as to be equal to or less than the resolution angle corresponding to the lower limit of visual acuity, and may be configured as such.
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels 4a is not necessarily constant, and may be random, for example. According to this, it is possible to more reliably suppress the occurrence of luminance unevenness in the displayed image for the eye E that is in the assumed position and has the assumed visual acuity.
  • Means for adjusting ⁇ may be provided in the optical system 11, for example.
  • the magnification M of the optical system 11 and the distance L from the light diffusion unit 4 to the eye E can be adjusted.
  • the optical system 11 does not have to be disposed after the light diffusing unit 4 (see FIG. 2). That is, the optical paths A and B may reach the eye E directly from the light diffusing unit 4.
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusion channels 4a is P
  • the distance from the light diffusion unit 4 to the eye E is L
  • the light diffusing section 4 may be configured.
  • the displayed image has uneven luminance in the displayed image for the eye E that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. It can suppress reliably that it arises.
  • the resolution angle is ⁇
  • the arrangement pitch of the plurality of light diffusing channels 4a is P
  • the light diffusing unit 4 may be manufactured so as to satisfy ⁇ ⁇ tan ⁇ 1 (P / L).
  • the displayed image has uneven luminance in the displayed image for the eye E that is in the assumed position and has the assumed visual acuity. It is possible to obtain the light diffusing unit 4 that can reliably suppress the occurrence.
  • the above-described scanning display device 1 is not limited to the on-vehicle type, and can be used in various scenes such as a built-in helmet type and a glasses type.
  • SYMBOLS 1 ... Scanning display apparatus, 2 ... Light source, 3 ... Optical scanning part, 4 ... Light diffusion part, 4a ... Light diffusion channel, 10 ... Scanning display system, 11 ... Optical system, L1 ... Laser beam.

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Abstract

走査型表示装置は、投影表示用のレーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を走査する光走査部と、二次元に配列された複数の光拡散チャネルを有し、光走査部によって走査されたレーザ光を拡散させる光拡散部と、を備える。光拡散部は、複数の光拡散チャネルのうち互いに隣り合う任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度が、眼の解像角に基づいて設定された角度以上となるように、構成されている。

Description

走査型表示装置、走査型表示システム、及び光拡散部の製造方法
　本開示は、走査型表示装置、走査型表示システム、及び光拡散部の製造方法に関する。
　投影表示用のレーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を走査する光走査部と、光走査部によって走査されたレーザ光を拡散させる光拡散部と、を備える走査型表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。光拡散部としては、例えば、透過型のマイクロレンズアレイ等、二次元に配列された複数の光拡散チャネルを有する光学素子が用いられている。
特開２０１６－１３３７００号公報
　上述したような走査型表示装置においては、レーザ光がコヒーレントな光であることに起因して、光拡散部でのレーザ光のサイズ（ビーム径）に依らず、表示されたイメージに輝度むら（不規則な輝度むら（スペックル）、規則的な輝度むらを含む）が生じる場合があった。
　本開示は、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる走査型表示装置及び走査型表示システム、並びに、それらに用いられる光拡散部の製造方法を提供することを目的とする。
　本開示の一側面の走査型表示装置は、投影表示用のレーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を走査する光走査部と、二次元に配列された複数の光拡散チャネルを有し、光走査部によって走査されたレーザ光を拡散させる光拡散部と、を備え、光拡散部は、複数の光拡散チャネルのうち互いに隣り合う任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度が、眼の解像角に基づいて設定された角度以上となるように、構成されている。
　この走査型表示装置によれば、任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度を、例えば眼の解像角以上とすることができる。したがって、この走査型表示装置によれば、光拡散部でのレーザ光のサイズ（ビーム径）に依らず、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示装置では、光拡散部は、光路の成す角度が１分以上となるように、構成されていてもよい。これによれば、視力が１．０である眼の解像角が１分であるため、任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度を、視力が１．０である眼の解像角以上とすることができる。したがって、１．０以上の視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示装置では、光拡散部は、光路の成す角度が１.４２分以上となるように、構成されていてもよい。これによれば、視力が０．７である眼の解像角が１．４２分であるため、任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度を、視力が０．７である眼の解像角以上とすることができる。したがって、０．７以上の視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示装置では、解像角をαとし、複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、光拡散部と眼との間に配置される光学系の倍率をＭとし、光拡散部から眼までの距離をＬとすると、光拡散部は、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、構成されていてもよい。これによれば、光拡散部と眼との間に光学系が配置されていたとしても、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示装置では、光路が光拡散部から眼に直接至る場合には、解像角をαとし、複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、光拡散部から眼までの距離をＬとすると、光拡散部は、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）を満たすように、構成されていてもよい。これによれば、光拡散部と眼との間に光学系が配置されていない場合に、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示装置では、複数の光拡散チャネルの配列ピッチは、ランダムであってもよい。これによれば、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのをより確実に抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示装置では、光拡散部は、透過型のマイクロレンズアレイであってもよい。これによれば、二次元に配列された複数の光拡散チャネルによるレーザ光の拡散を確実に且つ容易に実現することができる。
　本開示の一側面の走査型表示システムは、投影表示用のレーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を走査する光走査部と、二次元に配列された複数の光拡散チャネルを有し、光走査部によって走査されたレーザ光を拡散させる光拡散部と、を備え、光拡散部は、複数の光拡散チャネルのうち互いに隣り合う任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度が、眼の解像角に基づいて設定された角度以上となるように、構成されている。
　この走査型表示システムによれば、光拡散部でのレーザ光のサイズに依らず、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示システムでは、光拡散部は、光路の成す角度が１分以上となるように、構成されていてもよい。これによれば、視力が１．０である眼の解像角が１分であるため、任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度を、視力が１．０である眼の解像角以上とすることができる。したがって、１．０以上の視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示システムでは、光拡散部は、光路の成す角度が１.４２分以上となるように、構成されていてもよい。これによれば、視力が０．７である眼の解像角が１．４２分であるため、任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度を、視力が０．７である眼の解像角以上とすることができる。したがって、０．７以上の視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示システムは、光拡散部の後段に配置された光学系を更に備え、解像角をαとし、複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、光学系の倍率をＭとし、光拡散部から眼までの距離をＬとすると、光拡散部は、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、構成されていてもよい。これによれば、光拡散部と眼との間に光学系が配置されていたとしても、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示システムでは、光路が光拡散部から眼に直接至る場合には、解像角をαとし、複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、光拡散部から眼までの距離をＬとすると、光拡散部は、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）を満たすように、構成されていてもよい。これによれば、光拡散部と眼との間に光学系が配置されていない場合に、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制することができる。
　本開示の一側面の走査型表示システムでは、複数の光拡散チャネルの配列ピッチは、ランダムであってもよい。これによれば、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのをより確実に抑制することができる。
　本開示の一側面の光拡散部の製造方法は、投影表示用のレーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を走査する光走査部と、二次元に配列された複数の光拡散チャネルを有し、光走査部によって走査されたレーザ光を拡散させる光拡散部と、を備える走査型表示装置に用いられる光拡散部を製造する方法であって、複数の光拡散チャネルのうち互いに隣り合う任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度が、眼の解像角に基づいて設定された角度以上となるように、光拡散部を製造する。
　この光拡散部の製造方法によれば、光拡散部でのレーザ光のサイズに依らず、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制し得る光拡散部を得ることができる。
　本開示の一側面の光拡散部の製造方法は、解像角をαとし、複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、光拡散部と眼との間に配置される光学系の倍率をＭとし、光拡散部から眼までの距離をＬとすると、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、光拡散部を製造してもよい。これによれば、光拡散部と眼との間に光学系が配置されていたとしても、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制し得る光拡散部を得ることができる。
　本開示の一側面の光拡散部の製造方法では、光路が光拡散部から眼に直接至る場合には、解像角をαとし、複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、光拡散部から眼までの距離をＬとすると、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）を満たすように、光拡散部を製造してもよい。これによれば、光拡散部と眼との間に光学系が配置されていない場合に、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼について、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制し得る光拡散部を得ることができる。
　本開示によれば、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる走査型表示装置及び走査型表示システム、並びに、それらに用いられる光拡散部の製造方法を提供することが可能となる。
図１は、一実施形態の走査型表示装置及び走査型表示システムの構成図である。 図２は、光走査部から光拡散部を介して眼に至る光路を示す図である。 図３は、眼に入射した光の状態を示す図である。 図４は、光走査部から光拡散部を介して眼に至る光路を示す図である。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１に示されるように、走査型表示システム１０は、例えば自動車に搭載されるレーザ走査型プロジェクションディスプレイであり、自動車のフロントガラス１００にイメージを表示（投影表示）する。走査型表示システム１０は、走査型表示装置１と、光学系１１と、を備えている。光学系１１は、複数の平面ミラー１１ａ，１１ｂと、凹面ミラー１１ｃと、フロントガラス１００と、を有している。フロントガラス１００は、光学系１１において最後段の光学素子として機能する。走査型表示装置１から出射された投影表示用の光Ｌ２は、平面ミラー１１ａ、平面ミラー１１ｂ、凹面ミラー１１ｃ及びフロントガラス１００で順次に反射されて観察者の眼Ｅに入射する。
　走査型表示装置１は、光源２と、光走査部３と、光拡散部４と、制御部５と、を備えている。光源２は、投影表示用のレーザ光Ｌ１を出射する。より具体的には、光源２は、複数の光出射部２ａを有している。例えば、複数の光出射部２ａは、それぞれ、赤色レーザダイオード、緑色レーザダイオード、青色レーザダイオードである。各光出射部２ａは、可視域の波長を有するレーザ光Ｌ１を出射する。各光出射部２ａから出射されたレーザ光Ｌ１は、ダイクロイックミラーを含む複数のミラー２ｂによって反射されて同一の光路上を進行し、光走査部３に入射する。
　光走査部３は、光源２から出射されたレーザ光Ｌ１を走査する。より具体的には、光走査部３は、光源２から出射されたレーザ光Ｌ１を反射して走査するＭＥＭＳミラーである。ＭＥＭＳミラーは、ＭＥＭＳ（Micro　Electro　Mechanical　Systems）技術によって製造された駆動ミラーであり、その駆動方式には、電磁駆動式、静電駆動式、圧電駆動式、熱駆動式等がある。光走査部３のミラー３ａは、互いに直交する二軸回りで揺動可能であり、一方の軸回りでは共振周波数レベルで高速に揺動される。ＭＥＭＳミラーである光走査部３は、光拡散部４に対してレーザ光Ｌ１を走査する。
　光拡散部４は、二次元に配列された複数の光拡散チャネル４ａを有しており、光走査部３によって走査されたレーザ光Ｌ１を拡散させる。より具体的には、光拡散部４は、透過型のマイクロレンズアレイである。すなわち、光拡散部４は、光走査部３によって走査されたレーザ光Ｌ１を透過させて拡散させる。光拡散チャネル４ａは、例えばマトリックス状に配列された複数のマイクロレンズのそれぞれである。光拡散部４によって拡散されたレーザ光Ｌ１のうちイメージを構成する光が、投影表示用の光Ｌ２として、光拡散部４の後段に配置された光学系１１に入射する。なお、光拡散部４の光入射面は、複数のマイクロレンズに対応した複数の凸面によって構成されている。一方、光拡散部４の光出射面は、平坦面である。
　制御部５は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）等で構成されており、走査型表示装置１の動作を制御する。一例として、制御部５は、投影表示開始の入力信号を受信すると、光源２の各光出射部２ａの出力を開始させる。これにより、光源２からレーザ光Ｌ１が出射される。これと略同時に、制御部５は、光走査部３の動作を開始させる。これにより、光走査部３では、ミラー３ａの揺動が開始され、光源２から出射されたレーザ光Ｌ１が光拡散部４に対して走査される。このとき、制御部５は、各光出射部２ａから出射されるレーザ光Ｌ１の比率を、光拡散部４内におけるレーザ光Ｌ１の走査位置に応じて変化させる。これにより、投影表示用の光Ｌ２（すなわち、光拡散部４によって拡散されたレーザ光Ｌ１のうちイメージを構成する光）が、平面ミラー１１ａ、平面ミラー１１ｂ、凹面ミラー１１ｃ及びフロントガラス１００で順次に反射されて観察者の眼Ｅに入射する。
　ここで、表示されたイメージに輝度むら（不規則な輝度むら（スペックル）、規則的な輝度むらを含む）が生じる原理について説明する。図２は、光走査部３から光拡散部４を介して眼Ｅに至る光路を示す図である。図３は、眼に入射した光Ｌ２の状態を示す図である。説明の便宜上、図２では、光走査部３、光拡散部４及び眼Ｅを一直線上に示し、光学系１１の図示を省略している。
　図２に示されるように、光走査部３で反射されたレーザ光Ｌ１が、複数の光拡散チャネル４ａのうち互いに隣り合う（具体的には、レーザ光Ｌ１の水平走査方向、垂直走査方向において互いに隣り合う）任意の一対の光拡散チャネル４ａ，４ａに入射すると、一方の光拡散チャネル４ａで拡散された光Ｌ２の一部は光路Ａを通って眼Ｅに入射し、他方の光拡散チャネル４ａで拡散された光Ｌ２の一部は光路Ｂを通って眼Ｅに入射する。そして、眼Ｅに入射した光Ｌ２は、水晶体Ｃによって網膜Ｒ上に集光される。
　図３に示されるように、網膜Ｒ上での光Ｌ２の集光サイズは、眼Ｅの視力に依存する。図３の（ａ）に示される眼Ｅの視力は、図３の（ｂ）に示される眼Ｅの視力よりも低いため、網膜Ｒ上での光Ｌ２の集光サイズが大きくなり、光路Ａを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２と光路Ｂを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２とが網膜Ｒ上で重なっている。一方、図３の（ｂ）に示される眼Ｅの視力は、図３の（ａ）に示される眼Ｅの視力よりも高いため、網膜Ｒ上での光Ｌ２の集光サイズが小さくなり、光路Ａを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２と光路Ｂを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２とが網膜Ｒ上で重なっていない。光路Ａを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２と光路Ｂを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２との間には位相差が生じるため、図３の（ａ）に示されるように、光路Ａを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２と光路Ｂを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２とが網膜Ｒ上で重なった場合に、干渉が起こり、表示されたイメージに輝度むらが生じ得る。
　光路Ａを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２と光路Ｂを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２とを網膜Ｒ上で分離し得る最小限度角を眼Ｅの解像角という。例えば、図３の（ａ）に示されるように、眼Ｅの視力が低いと、網膜Ｒ上での光Ｌ２の集光サイズが大きくなるため、解像角は大きくなる。一般的に、視力が１．０であれば解像角は１分、視力が０．７であれば解像角は１．４２分、視力が０．５であれば解像角は２分と言われている。
　したがって、観察者の眼Ｅの位置及び視力を想定し、想定する眼Ｅの位置で決まる「光路Ａ，Ｂの成す角度θ」（互いに隣り合う（具体的には、レーザ光Ｌ１の走査方向において互いに隣り合う）任意の一対の光拡散チャネル４ａ，４ａを介して観察者の眼Ｅに至る光路Ａ，Ｂの成す角度θ）を、想定する眼Ｅの視力で決まる「眼Ｅ解像角」以上とすれば、光路Ａを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２と光路Ｂを通って眼Ｅに入射した光Ｌ２とが網膜Ｒ上で重ならないから、干渉が起こらない。よって、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼Ｅについては、表示されたイメージに輝度むらが生じない。
　以上の知見から、走査型表示システム１０、延いては、走査型表示装置１では、光路Ａ，Ｂの成す角度θが眼Ｅの解像角以上となるように、光拡散部４が構成されている。具体的には、光路Ａ，Ｂの成す角度θが眼Ｅの解像角以上となるように、複数の光拡散チャネル４ａの配列ピッチ（複数の光拡散チャネル４ａが二次元的に配列された平面に垂直な方向から見た場合における「互いに隣り合う（少なくとも、レーザ光Ｌ１の走査方向において互いに隣り合う）光拡散チャネル４ａの中心間距離」又は「互いに隣り合う（少なくとも、レーザ光Ｌ１の走査方向において互いに隣り合う）光拡散チャネル４ａの頂点間距離」）が設定されている。光路Ａ，Ｂの成す角度θは、互いに隣り合う任意の一対の光拡散チャネル４ａ，４ａを介して、光学系１１における最後段の光学素子（ここでは、フロントガラス１００）から観察者の眼Ｅに至る光路Ａ，Ｂの成す角度θである。一例として、想定する眼Ｅの視力が１．０である場合には、解像角が１分であるから、光路Ａ，Ｂの成す角度θが１分以上となるように、光拡散部４が構成される。また、想定する眼Ｅの視力が０．７である場合には、解像角が１．４２分であるから、光路Ａ，Ｂの成す角度θが１．４２分以上となるように、光拡散部４が構成される。なお、光拡散部４がマイクロレンズアレイである場合には、複数の光拡散チャネル４ａの配列ピッチは、「互いに隣り合う（少なくとも、レーザ光Ｌ１の走査方向において互いに隣り合う）光拡散チャネル４ａの頂点間距離」であり、光拡散チャネル４ａの頂点は、マイクロレンズの頂点である。
　複数の光拡散チャネル４ａの配列ピッチと眼Ｅの解像角との関係について、より詳細に説明する。図４は、光走査部３から光拡散部４を介して眼Ｅに至る光路を示す図である。説明の便宜上、図４では、光走査部３、光拡散部４、光学系１１及び眼Ｅを一直線上に示し、特に光学系１１を単純化して示している。
　図４に示されるように、光学系１１は、複数の光学素子（ここでは、平面ミラー１１ａ、平面ミラー１１ｂ、凹面ミラー１１ｃ及びフロントガラス１００）の集合体として、１次像面である光拡散部４でのイメージを拡大する機能を有している。光拡散部４の後段に光学系１１が配置されている場合、光Ｌ２は、互いに隣り合う任意の一対の光拡散チャネル４ａ，４ａから光路Ａ，Ｂを通って眼Ｅに入射する。ここで、光学系１１の倍率は、「光路Ａ，Ｂの成す角度」／「光路Ａ´，Ｂ´（光学系１１がない場合の光路）の成す角度」である。
　したがって、想定する眼Ｅの解像角をαとし、複数の光拡散チャネル４ａの配列ピッチをＰとし、光拡散部４と眼Ｅとの間に配置される光学系１１の倍率（「ＦＯＶ：Field　of　View／視野角」の倍率）をＭとし、光拡散部４から眼Ｅまでの距離（光拡散部４から光学系１１を介して眼Ｅに至る光路の長さ）をＬとすると、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、光拡散部４が構成されれば、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼Ｅについては、表示されたイメージに輝度むらが生じない。よって、観察者の眼Ｅの位置及び視力を想定し、光学系１１の有無、光学系１１の倍率Ｍ等を考慮した上で、光路Ａ，Ｂの成す角度θが眼Ｅの解像角以上となるように（光学系１１がある場合にはα≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、又は、光学系１１がない場合にはα≦tan－１（Ｐ／Ｌ）を満たすように）、光拡散部４を製造することができる。
　以上説明したように、走査型表示装置１（及び走査型表示システム１０）によれば、任意の一対の光拡散チャネル４ａ，４ａを介して観察者の眼Ｅに至る光路Ａ，Ｂの成す角度θを、例えば眼Ｅの解像角以上とすることができる。したがって、走査型表示装置１によれば、光拡散部４でのレーザ光Ｌ１のサイズ（ビーム径）に依らず、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる。
　また、走査型表示装置１では、光路Ａ，Ｂの成す角度θが１分以上となるように、光拡散部４が構成されている。これにより、光路Ａ，Ｂの成す角度θを、視力が１．０である眼Ｅの解像角以上とすることができる。したがって、１．０以上の視力を有する眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる。なお、光路Ａ，Ｂの成す角度θが１．４２分以上となるように、光拡散部４が構成されていてもよい。これにより、光路Ａ，Ｂの成す角度θを、視力が０．７である眼Ｅの解像角以上とすることができる。したがって、０．７以上の視力を有する眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制することができる。
　また、走査型表示装置１では、想定する眼Ｅの解像角をαとし、複数の光拡散チャネル４ａの配列ピッチをＰとし、光拡散部４と眼Ｅとの間に配置される光学系１１の倍率をＭとし、光拡散部４から眼Ｅまでの距離をＬとすると、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、光拡散部４が構成されていている。これにより、光拡散部４と眼Ｅとの間に光学系１１が配置されていたとしても、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制することができる。
　また、走査型表示装置１では、光拡散部４が透過型のマイクロレンズアレイである。これにより、二次元に配列された複数の光拡散チャネル４ａによるレーザ光Ｌ１の拡散を確実に且つ容易に実現することができる。
　また、走査型表示システム１０では、想定する眼Ｅの解像角をαとし、複数の光拡散チャネル４ａの配列ピッチをＰとし、光拡散部４と眼Ｅとの間に配置される光学系１１の倍率をＭとし、光拡散部４から眼Ｅまでの距離をＬとすると、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、光拡散部４が構成されていている。これにより、光拡散部４と眼Ｅとの間に光学系１１が配置されていたとしても、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制することができる。
　また、光拡散部４の製造方法では、光路Ａ，Ｂの成す角度θが眼Ｅの解像角以上となるように、光拡散部４が製造される。これにより、光拡散部４でのレーザ光Ｌ１のサイズに依らず、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制し得る光拡散部４を得ることができる。
　また、光拡散部４の製造方法では、想定する眼Ｅの解像角をαとし、複数の光拡散チャネル４ａの配列ピッチをＰとし、光拡散部４と眼Ｅとの間に配置される光学系１１の倍率をＭとし、光拡散部４から眼までの距離をＬとすると、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、光拡散部４を製造する。これにより、光拡散部４と眼Ｅとの間に光学系１１が配置されていたとしても、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制し得る光拡散部４を得ることができる。
　以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上述した一実施形態に限定されない。
　例えば、光源２は、コヒーレントな光（レーザ光）を出射することができるものであれば、レーザダイオード（半導体レーザ）に限定されず、面発光レーザ、ＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）等であってもよい。また、光走査部３は、レーザ光を走査することができるものであれば、ＭＥＭＳミラーに限定されず、ガルバノミラー等であってもよい。また、光拡散部４は、レーザ光を透過させて拡散させるものに限定されず、レーザ光を反射して拡散させるものであってもよい。つまり、光拡散部４は、二次元に配列された複数の光拡散チャネル４ａを有するものであれば、透過型のマイクロレンズアレイに限定されず、反射型のマイクロレンズアレイ、マイクロミラーアレイ、回折格子、ファイバオプティックプレート等であってもよい。なお、光拡散部４が透過型のマイクロレンズアレイである場合には、光拡散部４の光入射面が平坦面である一方で、複数のマイクロレンズに対応した複数の凸面によって光拡散部４の光出射面が構成されていてもよい。また、複数の凸面に替えて、複数の凹面が、複数のマイクロレンズに対応するように形成されていてもよい。
　また、光拡散部４は、光路Ａ，Ｂの成す角度θが眼Ｅの解像角に基づいて設定された角度以上となるように製造され、そのように構成されていてもよい。例えば、光拡散部４は、光路Ａ，Ｂの成す角度θが眼Ｅの解像角α±０．１分以上となるように製造され、そのように構成されていてもよい。つまり、全ての光拡散チャネル４ａにおいて、光路Ａ，Ｂの成す角度θが眼Ｅの解像角α以上という条件が満たされる必要はない。このことは、上述したα≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍという条件、及び、後述するα≦tan－１（Ｐ／Ｌ）という条件についても、同様である。また、光拡散部４は、光路Ａ，Ｂの成す角度θが眼Ｅの解像角α１（想定する視力の上限値に対応する解像角）以上且つ眼Ｅの解像角α２（想定する視力の下限値に対応する解像角）以下となるように製造され、そのように構成されていてもよい。光路Ａ，Ｂの成す角度θに上限値を設定することで、表示されたイメージの解像度が低下するのを抑制することができる。
　また、複数の光拡散チャネル４ａの配列ピッチは、一定である必要はなく、例えばランダムであってもよい。これによれば、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのをより確実に抑制することができる。
　また、想定した眼Ｅの位置及び視力の少なくとも１つが変更された場合に、変更後の眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを抑制するために、光路Ａ，Ｂの成す角度θを調整する手段が例えば光学系１１に設けられていてもよい。光学系１１では、例えば、光学系１１の倍率Ｍ、光拡散部４から眼Ｅまでの距離Ｌを調整することが可能である。
　また、走査型表示装置１（及び走査型表示システム１０）では、光拡散部４の後段に光学系１１が配置されていなくてもよい（図２参照）。つまり、光路Ａ，Ｂが光拡散部４から眼Ｅに直接至ってもよい。その場合、想定する眼Ｅの解像角をαとし、複数の光拡散チャネル４ａの配列ピッチをＰとし、光拡散部４から眼Ｅまでの距離をＬとすると、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）を満たすように、光拡散部４が構成されればよい。これによれば、光拡散部４と眼Ｅとの間に光学系１１が配置されていない場合に、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制することができる。また、光拡散部４の製造方法では、光路Ａ，Ｂが光拡散部４から眼Ｅに直接至る場合には、解像角をαとし、複数の光拡散チャネル４ａの配列ピッチをＰとし、光拡散部４から眼Ｅまでの距離をＬとすると、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）を満たすように、光拡散部４を製造してもよい。これによれば、光拡散部４と眼Ｅとの間に光学系１１が配置されていない場合に、想定した位置に在り且つ想定した視力を有する眼Ｅについて、表示されたイメージに輝度むらが生じるのを確実に抑制し得る光拡散部４を得ることができる。
　また、上述した走査型表示装置１は、車載タイプに限定されず、ヘルメット内蔵タイプ、眼鏡タイプ等、様々な場面で用いることができる。
　１…走査型表示装置、２…光源、３…光走査部、４…光拡散部、４ａ…光拡散チャネル、１０…走査型表示システム、１１…光学系、Ｌ１…レーザ光。

Claims (16)

  1. 　投影表示用のレーザ光を出射する光源と、
    　前記光源から出射された前記レーザ光を走査する光走査部と、
    　二次元に配列された複数の光拡散チャネルを有し、前記光走査部によって走査された前記レーザ光を拡散させる光拡散部と、を備え、
    　前記光拡散部は、前記複数の光拡散チャネルのうち互いに隣り合う任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度が、前記眼の解像角に基づいて設定された角度以上となるように、構成されている、走査型表示装置。
  2. 　前記光拡散部は、前記光路の成す角度が１分以上となるように、構成されている、請求項１に記載の走査型表示装置。
  3. 　前記光拡散部は、前記光路の成す角度が１.４２分以上となるように、構成されている、請求項２に記載の走査型表示装置。
  4. 　前記解像角をαとし、前記複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、前記光拡散部と前記眼との間に配置される光学系の倍率をＭとし、前記光拡散部から前記眼までの距離をＬとすると、前記光拡散部は、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の走査型表示装置。
  5. 　前記光路が前記光拡散部から前記眼に直接至る場合には、前記解像角をαとし、前記複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、前記光拡散部から前記眼までの距離をＬとすると、前記光拡散部は、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）を満たすように、構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の走査型表示装置。
  6. 　前記複数の光拡散チャネルの配列ピッチは、ランダムである、請求項１～５のいずれか一項に記載の走査型表示装置。
  7. 　前記光拡散部は、透過型のマイクロレンズアレイである、請求項１～６のいずれか一項に記載の走査型表示装置。
  8. 　投影表示用のレーザ光を出射する光源と、
    　前記光源から出射された前記レーザ光を走査する光走査部と、
    　二次元に配列された複数の光拡散チャネルを有し、前記光走査部によって走査された前記レーザ光を拡散させる光拡散部と、を備え、
    　前記光拡散部は、前記複数の光拡散チャネルのうち互いに隣り合う任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度が、前記眼の解像角に基づいて設定された角度以上となるように、構成されている、走査型表示システム。
  9. 　前記光拡散部は、前記光路の成す角度が１分以上となるように、構成されている、請求項８に記載の走査型表示システム。
  10. 　前記光拡散部は、前記光路の成す角度が１.４２分以上となるように、構成されている、請求項９に記載の走査型表示システム。
  11. 　前記光拡散部の後段に配置された光学系を更に備え、
    　前記解像角をαとし、前記複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、前記光学系の倍率をＭとし、前記光拡散部から前記眼までの距離をＬとすると、前記光拡散部は、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、構成されている、請求項８～１０のいずれか一項に記載の走査型表示システム。
  12. 　前記光路が前記光拡散部から前記眼に直接至る場合には、前記解像角をαとし、前記複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、前記光拡散部から前記眼までの距離をＬとすると、前記光拡散部は、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）を満たすように、構成されている、請求項８～１０のいずれか一項に記載の走査型表示システム。
  13. 　前記複数の光拡散チャネルの配列ピッチは、ランダムである、請求項８～１２のいずれか一項に記載の走査型表示システム。
  14. 　投影表示用のレーザ光を出射する光源と、
    　前記光源から出射された前記レーザ光を走査する光走査部と、
    　二次元に配列された複数の光拡散チャネルを有し、前記光走査部によって走査された前記レーザ光を拡散させる光拡散部と、を備える走査型表示装置に用いられる前記光拡散部を製造する方法であって、
    　前記複数の光拡散チャネルのうち互いに隣り合う任意の一対の光拡散チャネルを介して観察者の眼に至る光路の成す角度が、前記眼の解像角に基づいて設定された角度以上となるように、前記光拡散部を製造する、光拡散部の製造方法。
  15. 　前記解像角をαとし、前記複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、前記光拡散部と前記眼との間に配置される光学系の倍率をＭとし、前記光拡散部から前記眼までの距離をＬとすると、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）×Ｍを満たすように、前記光拡散部を製造する、請求項１４に記載の光拡散部の製造方法。
  16. 　前記光路が前記光拡散部から前記眼に直接至る場合には、前記解像角をαとし、前記複数の光拡散チャネルの配列ピッチをＰとし、前記光拡散部から前記眼までの距離をＬとすると、α≦tan－１（Ｐ／Ｌ）を満たすように、前記光拡散部を製造する、請求項１４に記載の光拡散部の製造方法。
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