(57)【要約】【課題】  ユーザーに表示される表示画像の光量調整による画質低下を抑制する表示装置を提供する。【解決手段】  光を出射する光源と、光源から入射された光を主走査方向および副走査方向に偏向して、主走査方向の走査線である主走査線が副走査方向に複数並んで形成された画像である走査フレーム画像を形成する光偏向部と、画像情報に基づき走査フレーム画像の形成を制御する制御部を有する表示装置であって、制御部は、画像情報に含まれる一画面分の画像に対して複数の前記走査フレーム画像を形成し、複数の走査フレーム画像は、互いに同じ副走査位置の主走査線の走査光量が異なる表示装置である。【選択図】図１２
2020086168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源から入射された光を主走査方向および副走査方向に偏向して、前記主走査方向の走査線である主走査線が副走査方向に複数並んで形成された画像である走査フレーム画像を形成する光偏向部と、
画像情報に基づき前記走査フレーム画像の形成を制御する制御部を有する表示装置であって、
前記制御部は、
前記画像情報に含まれる一画面分の画像に対して複数の前記走査フレーム画像を形成し、
前記複数の走査フレーム画像は、互いに同じ副走査位置の主走査線の走査光量が異なる表示装置。
【請求項２】
前記副走査方向に前記複数並んだ主走査線は、隣り合う第一の主走査線と第二の主走査線を含み、
前記複数の走査フレーム画像は、第一の走査フレーム画像と第二の走査フレーム画像を含み、
前記第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量と、前記第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量は、
前記第一の走査フレーム画像において、前記第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量が前記第二の主走査線の走査光量である前記第二主走査線光量よりも大きく、
前記第二の走査フレーム画像において、前記第二主走査線光量が前記第一主走査線光量よりも大きい請求項１の表示装置。
【請求項３】
前記第一の主走査線光量と前記第二の主走査線光量は、大きい方を１００％としたとき、もう一方は０％である請求項２の表示装置。
【請求項４】
前記第一の主走査線光量と前記第二の主走査線光量は、大きい方を１００％としたとき、もう一方は１５％以上である請求項２の表示装置。
【請求項５】
前記副走査方向に前記複数並んだ主走査線は、隣り合うＮ本の前記主走査線からなる第１の主走査線群と、隣り合うＮ本の前記主走査線からなる第２の主走査線群を含み、
前記第１の主走査線群と前記第２の主走査線群は隣り合っており、
前記第一の走査フレーム画像において、前記第一の主走査線群の走査光量である第一主走査線群光量が前記第二の主走査線群の走査光量である第二主走査線群光量よりも大きく、
前記第二の走査フレーム画像において、前記第二主走査線群光量が前記第一主走査線群光量よりも大きい請求項１の表示装置。
【請求項６】
前記Ｎ本は、２本である請求項５の表示装置。
【請求項７】
前記第一の主走査線群光量と前記第二の主走査線群光量は、大きい方の前記走査光量を１００％としたとき、もう一方の前記走査光量は０％である請求項５または６いずれか一項の表示装置。
【請求項８】
前記第一の主走査線群光量と前記第二の主走査線群光量は、大きい方の前記走査光量を１００％としたとき、もう一方の前記走査光量は１５％以上である請求項５または６いずれか一項の表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、動画に含まれる前記一画面分の画像それぞれについて前記複数の走査フレーム画像を形成し、
形成された前記複数の走査フレーム画像を順次表示させる表示装置である請求項１ないし８いずれか一項の表示装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記一画面分の画像について二つの前記走査フレーム画像を形成し、
形成された前記走査フレーム画像を連続して表示させる表示装置であって、
前記二つの走査フレーム画像は、互いに同じ副走査位置の前記主走査線の走査光量が、所定比率の大小関係にあり、前記大小関係は前記副走査方向に沿って前記主走査線の一本おきに入れ替わる請求項１の表示装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記一画面分の画像について二つの前記走査フレーム画像を形成し、
形成された前記走査フレーム画像を連続して表示させる表示装置であって、
前記二つの走査フレーム画像は、互いに同じ副走査位置の主走査線の走査光量が、所定比率の大小関係にあり、前記大小関係は前記副走査方向に沿って前記主走査線の二本おきに入れ替わる請求項１の表示装置。
【請求項１２】
前記所定比率は、大きい方の前記走査光量を１００％としたとき、もう一方の前記走査光量が０％である請求項１０または１１いずれか一項の表示装置。
【請求項１３】
前記所定比率は、大きい方の前記走査光量を１００％としたとき、もう一方の前記走査光量が１５％以上である請求項１０または１１いずれか一項の表示装置。
【請求項１４】
前記副走査方向に前記複数並んだ主走査線は、前記主走査方向の往方向に走査する往方向主走査線と、前記主走査方向の復方向に走査する復方向主走査線を含む請求項１ないし１３いずれか一項の表示装置。
【請求項１５】
前記制御部は、動画に含まれる前記一画面分の画像それぞれについて前記複数の走査フレーム画像を形成し、
形成された前記複数の走査フレーム画像を順次表示させる表示装置であって、
前記副走査方向の走査周期は、前記動画のフレームレートよりも高い請求項１ないし１４いずれか一項の表示装置。
【請求項１６】
光を出射する光源と、
前記光源から入射された光を主走査方向および副走査方向に偏向して、前記主走査方向の走査線である主走査線が副走査方向に複数並んだ画像である走査フレーム画像を形成する光偏向部と、
画像情報に基づき前記走査フレーム画像の形成を制御する制御部を有する表示装置であって、
前記光偏向部は、前記主走査方向を往方向と復方向に交互に走査して前記走査フレーム画像を形成し、
形成された前記走査フレーム画像を順次表示させ、
連続して形成される二つの前記走査フレーム画像は、互いに同じ副走査位置の前記主走査線の走査光量が、所定比率の大小関係にあり、前記大小関係は、前記副走査方向に沿って前記主走査線の所定の本数おきに入れ替わる表示装置。
【請求項１７】
入射される前記偏向された光である偏向光を発散させる発散光学系と、
出射された前記発散光を投射して前記虚像を結像する結像光学系と、を備え
前記発散光学系によって発散された発散光によって観察者に視認させる虚像を形成する請求項１ないし１６いずれか一項の表示装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１７いずれか一項に記載の表示装置と、
前記発散光学系から発散された発散光を反射させる反射部材と、を有する表示システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の表示システムを有し、
前記反射部材は、前記発散光を反射させるフロントガラスである移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、表示システムおよび移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の移動体において、少ない視線移動で運転者（観察者）に各種情報（車両情報、警告情報、ナビゲーション情報等）を視認させるアプリケーションとして、ＨＵＤ（Ｈｅａｄ  Ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置が利用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、画質を維持しつつも調光レベルの下限をさらに確保するために、光束を出力するレーザー光源部と、前記光束を主走査方向及び副走査方向に往復走査するように反射させる走査ミラー部と、画像データに基づいて前記レーザー光源部を駆動させる光源駆動部と、前記画像データを構成する画素の輝度値を調整する輝度値調整処理部と、前記輝度値調整処理部により減光処理された前記画像データに対して、前記画像データを構成する画素の輝度値を所定の規則で０として表示させる制御を行う減光処理部と、を備える画像表示装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ユーザーに表示される表示画像の光量調整による画質低下を抑制する表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、光を出射する光源と、前記光源から入射された光を主走査方向および副走査方向に偏向して、前記主走査方向の走査線である主走査線が副走査方向に複数並んで形成された画像である走査フレーム画像を形成する光偏向部と、画像情報に基づき前記走査フレーム画像の形成を制御する制御部を有する表示装置であって、前記制御部は、前記画像情報に含まれる一画面分の画像に対して複数の前記走査フレーム画像を形成し、前記複数の走査フレーム画像は、互いに同じ副走査位置の主走査線の走査光量が異なる表示装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ユーザーに表示される表示画像の光量調整による画質低下を抑制する表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る表示システムのシステム構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る表示装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る光源装置の具体的構成の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る光偏向装置の具体的構成の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係るスクリーンの具体的構成の一例を示す図である。
【図７】マイクロレンズアレイにおいて、入射光束径とレンズ径の大小関係の違いによる作用の違いについて説明するための図である。
【図８】光偏向装置のミラーと走査範囲の対応関係について説明するための図である。
【図９】２次元走査時の走査線軌跡の一例を示す図である。
【図１０】走査線軌跡と表示画像の関係を説明するための第一の図である。
【図１１】走査線軌跡と表示画像の関係を説明するための第二の図である。
【図１２】第１の実施形態に係る走査線軌跡を説明するための図である。
【図１３】第２の実施形態に係る走査線軌跡を説明するための図である。
【図１４】第３の実施形態に係る走査線軌跡を説明するための図である。
【図１５】第４の実施形態に係る走査線軌跡を説明するための図である。
【図１６】光量を調整した表示画像の例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【０００９】
●システム構成
図１は、第１の実施形態に係る表示システムのシステム構成の一例を示す図である。表示システム１は、表示装置１００から投射される投射光ＰＬを、透過反射部材に投射させることによって観察者３に表示画像を視認させる。表示画像は、観察者３の視界に虚像４５として重畳して表示する画像である。表示システム１は、例えば、車両、航空機もしくは船舶等の移動体、または操縦シミュレーションシステムもしくはホームシアターシステム等の非移動体に備えられる。本実施形態は、表示システム１が、移動体の一例である自動車に備えられた場合について説明する。なお、表示システム１の使用形態は、これに限られるものではない。
【００１０】
表示システム１は、例えば、フロントガラス５０を介して車両の操縦に必要なナビゲーション情報（例えば車両の速度、進路情報、目的地までの距離、現在地名称、車両前方における物体（対象物）の有無や位置、制限速度等の標識、渋滞情報等の情報等）を、観察者３（操縦者）に視認させる。この場合、フロントガラス５０は、入射された光の一部を透過させ、残部の少なくとも一部を反射させる透過反射部材として機能する。観察者３の視点位置からフロントガラス５０までの距離は、数十ｃｍ〜１ｍ程度である。
【００１１】
表示システム１は、表示装置１００、外光センサ２０およびフロントガラス５０を備える。表示装置１００は、例えば、移動体の一例である自動車に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）である。表示装置１００は、自動車のインテリアデザインに準拠して任意の位置に配置される。表示装置１００は、例えば、自動車のダッシュボード２００の下方に配置されてもよく、ダッシュボード内に埋め込まれていてもよい。
【００１２】
表示装置１００は、画像形成ユニット１０、自由曲面ミラー３０および筐体９０を備える。画像形成ユニット１０は、光源装置１１、ユニット筐体１２、光偏向装置１３、ミラー１４およびスクリーン１５を備える。外光センサ２０は、表示システム１の外光強度、一例として照度を検出するために設けられたセンシングデバイスである。図１に示すように、外光センサ２０は、例えばフロントガラス５０付近に設置されている。
【００１３】
光源の一例としての光源装置１１は、光源から出射されたレーザー光を、装置外部へ照射するデバイスである。光源装置１１は、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のレーザー光を合成したレーザー光を照射してもよい。光源装置１１から出射されたレーザー光は、光偏向装置１３の反射面に導かれる。光源装置１１は、光源として、ＬＤ（Laser Diode）等の半導体発光素子を有する。なお、光源は、これに限られず、ＬＥＤ（light emitting diode）等の半導体発光素子を有してもよい。
【００１４】
光偏向部の一例としての光偏向装置１３は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等を利用してレーザー光の進行方向を変化させるデバイスである。光偏向装置１３は、例えば、直交する２軸に対して揺動する単一の微小なＭＥＭＳミラー、または１軸に対して揺動もしくは回転する２つのＭＥＭＳミラーからなるミラー系等の走査手段を利用して構成される。光偏向装置１３から出射したレーザー光は、ミラー１４に対して走査される。なお、光偏向装置１３は、ＭＥＭＳミラーに限られず、ポリゴンミラー等を用いて構成されてもよい。
【００１５】
ミラー１４は、一例として凹面ミラーであり、光偏向装置１３から出射されてミラー１４の反射面を走査されるレーザー光を、スクリーン１５に向かって反射する。
【００１６】
画像形成部としてのスクリーン１５は、ミラー１４の反射面で反射されたレーザー光がスクリーン１５上に走査されることによって、スクリーン１５上に二次元画像（中間像）である画像光を形成する。そしてスクリーン１５は、走査されたレーザー光を所定の発散角で発散させる機能を有する発散部材である。スクリーン１５は、例えば、ＥＰＥ（Exit Pupil Expander）の形態として、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）または拡散板等の光拡散効果を持つ透過型の光学素子によって構成される。なお、スクリーン１５は、マイクロミラーアレイ等の光拡散効果を持つ反射型の光学素子によって構成されてもよい。
【００１７】
光源装置１１、光偏向装置１３、ミラー１４およびスクリーン１５はユニット筐体１２に保持され、画像形成ユニット１０の一部として機能する。なおスクリーン１５は、スクリーン１５によって発散された発散光を、画像形成ユニット１０の外部に出射できるように、ユニット筐体１２に全て覆われることなく、ユニット筐体１２にその一部を保持されている。なおユニット筐体１２は、一つの立体物であってもよいし、複数の部材を組み合わせた構造であってもよい。複数の部材を組み合わせた構造の一例として、光源装置１１、光偏向装置１３、ミラー１４とその間の光路全体を覆う大きさの立体物と、スクリーン１５を保持するホルダ等とを複数の部材として組み合わせて、ユニット筐体１２とすることができる。
【００１８】
スクリーン１５から出射された発散光であるレーザー光（光束）によって、自由曲面ミラー３０およびフロントガラス５０に投射された虚像４５は、スクリーン１５上に形成された中間像から拡大されて表示される。自由曲面ミラー３０は、フロントガラス５０の湾曲形状による画像の傾き、歪、位置ずれ等を相殺するように設計および配置されている。自由曲面ミラー３０は、回転軸３０１を中心として回転可能である。回転軸３０１は、一例として自由曲面ミラー３０の重心を通り、図１紙面垂直方向に平行な直線を軸として回転させることで、図１紙面上下方向の虚像４５の表示位置を変更できる。これにより、自由曲面ミラー３０は、スクリーン１５から出射したレーザー光（光束）の反射方向を調整し、観察者３の目の位置に合わせて虚像４５の表示位置を変更させることができる。
【００１９】
結像光学系の一例としての自由曲面ミラー３０は、スクリーン１５から出射された発散光によって虚像を結像するために、発散光を反射して投射光ＰＬを投射する。したがって自由曲面ミラー３０は虚像４５の結像位置が所望の位置になるように、また一定の集光パワーを有するように、一例として既存の光学設計シミュレーションソフトを用いて、設計されている。表示装置１００は、虚像４５が観察者３の視点位置から例えば１ｍ以上かつ３０ｍ以下（好ましくは１０ｍ以下）の位置（観察者３から見て奥行位置）に表示されるように、自由曲面ミラー３０の集光パワーが設定される。
【００２０】
なお、結像光学系は、集光機能を有する集光素子を一つ以上含む光学系であればよい。集光機能を有する集光素子としては自由曲面ミラー３０のような自由曲面ミラーに限られず、凹面ミラー、曲面ミラー、フレネル反射素子等であってもよい。また、集光素子は、高反射率のアルミや銀などの金属薄膜を蒸着やスパッタリングなどで形成されている。これにより、集光素子に入射した光の投射光ＰＬとしての利用効率を最大限に上げることができ、輝度の高い虚像が得られる。
【００２１】
自由曲面ミラー３０で反射された投射光ＰＬは、筐体９０に設けられた開口から表示装置１００の外部に投射され、フロントガラス５０に入射される。図１に示されるように筐体９０のうち、開口周辺部９０１によって筐体９０には開口Ｈが設けられている。開口周辺部９０１は、筐体９０のうち、開口Ｈの周囲部分である。開口周辺部９０１が設けられる位置、大きさによって開口Ｈの位置、大きさが定まる。そして筐体９０内に開口Ｈから外部の異物が進入することを防止するために、開口Ｈを塞ぐように防塵窓４０が設けられている。防塵窓４０は、特に投射光ＰＬを透過する材料で形成されることが好ましい。
【００２２】
反射部材の一例としてのフロントガラス５０は、レーザー光（光束）の一部を透過させ、残部の少なくとも一部を反射させる機能（部分反射機能）を有する透過反射部材である。フロントガラス５０は、観察者３に前方の景色および虚像４５を視認させる半透過鏡として機能する。虚像４５は、例えば、車両情報（速度、走行距離等）、ナビゲーション情報（経路案内、交通情報等）、警告情報（衝突警報等）等を観察者３に視認させるための表示される像である。なお、透過反射部材は、フロントガラス５０とは別途設けられたフロントウインドシールド等であってもよい。
【００２３】
虚像４５は、フロントガラス５０の前方の景色と重畳するように表示されてもよい。また、フロントガラス５０は、平面でなく、湾曲している。そのため、虚像４５の結像位置は、自由曲面ミラー３０とフロントガラス５０の曲面によって決定される。なお、フロントガラス５０は、部分反射機能を有する個別の透過反射部材としての半透過鏡（コンバイナ）を利用してもよい。
【００２４】
そして自由曲面ミラー３０は、フロントガラス５０で発生する光学歪を低減するように面形状が設計されている。自由曲面ミラー３０に入射した光線は、自由曲面ミラー３０の面形状に従って自由曲面ミラー３０によって反射される。反射された光束はその後、フロントガラス５０に入射し、少なくともアイリプス中心（基準アイポイント）を含む少なくともアイリプス領域内の一点の視点に到達する。フロントガラス５０に入射した光束は、フロントガラス５０の面形状に応じて反射される。
【００２５】
このような構成により、スクリーン１５から出射されたレーザー光（光束）は、自由曲面ミラー３０に向けて投射される。自由曲面ミラー３０によって集光された投射光は、筐体９０の開口を通過してフロントガラス５０に向けて投射され、フロントガラス５０によって反射される。観察者３は、フロントガラス５０で反射された光によって、スクリーン１５に形成された中間像が拡大された虚像４５を視認することができるようになる。
【００２６】
なお、表示装置１００の投射方式は、液晶パネル、ＤＭＤパネル（デジタルミラーデバイスパネル）または蛍光表示管（ＶＦＤ）等イメージングデバイスで中間像を形成する「パネル方式」と、光源装置１１から出射されたレーザー光を走査手段で走査して中間像を形成する「レーザー走査方式」がある。
【００２７】
第１の実施形態に係る表示装置１００は、後者の「レーザー走査方式」を採用する。「レーザー走査方式」は、各画素に対して発光または非発光を割り当てることができるため、一般に高コントラストの画像を形成することができる。なお、表示装置１００は、投射方式として「パネル方式」を用いてもよい。
【００２８】
●ハードウエア構成
図２は、第１の実施形態に係る表示装置のハードウエア構成の一例を示す図である。なお、図２に示すハードウエア構成は、各実施形態において同様の構成を備えていてもよく、必要に応じて構成要素が追加または削除されてもよい。
【００２９】
表示装置１００は、表示装置１００の動作を制御するための制御装置１７を有する。制御装置１７は、表示装置１００の内部に実装された基板またＩＣチップ等のコントローラである。制御装置１７は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）１００１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１００３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１００４、Ｉ／Ｆ（Interface）１００５、バスライン１００６、ＬＤドライバ１００８、ＭＥＭＳコントローラ１０１０およびモータドライバ１０１２を含む。制御装置１７は制御部の一例である。
【００３０】
ＦＰＧＡ１００１は、表示装置１００の設計者による設定変更が可能な集積回路である。ＬＤドライバ１００８、ＭＥＭＳコントローラ１０１０、およびモータドライバ１０１２は、ＦＰＧＡ１００１からの制御信号に応じて駆動信号を生成する。ＣＰＵ１００２は、表示装置１００全体を制御するための処理を行う集積回路である。ＲＯＭ１００３は、ＣＰＵ１００２を制御するプログラムを記憶する記憶装置である。ＲＡＭ１００４は、ＣＰＵ１００２のワークエリアとして機能する記憶装置である。
【００３１】
Ｉ／Ｆ１００５は、外部装置と通信するためのインターフェースである。Ｉ／Ｆ１００５は、例えば自動車のＣＡＮ（Controller Area Network）等に接続される。またＩ／Ｆ１００５は、外光センサ２０等に接続される。外光センサ２０は、Ｉ／Ｆ１００５を経由して制御装置１７へセンシングデータ（外光強度）を送信する。Ｉ／Ｆ１００５に接続されるセンサは外光センサ２０に限られず自動車外部、内部の情報を取得するための各種センサが接続されてよい。
【００３２】
ＬＤ１００７は、例えば、光源装置１１の一部を構成する半導体発光素子である。ＬＤドライバ１００８は、ＬＤ１００７を駆動する駆動信号を生成する回路である。ＭＥＭＳ１００９は、光偏向装置１３の一部を構成し、走査ミラーを変位させるデバイスである。ＭＥＭＳコントローラ１０１０は、ＭＥＭＳ１００９を駆動する駆動信号を生成する回路である。モータ１０１１は、自由曲面ミラー３０の回転軸３０１を回転させる電動機である。モータドライバ１０１２は、モータ１０１１を駆動する駆動信号を生成する回路である。
【００３３】
●機能構成
図３は、第１の実施形態に係る表示装置の機能構成の一例を示す図である。表示装置１０により実現される機能は、車両情報受付部１７１、外部情報受付部１７２、画像生成部１７３、画像表示部１７４、記憶・読出部１７８および記憶部１７９を含む。
【００３４】
車両情報受付部１７１は、ＣＡＮ等から自動車の情報（速度、走行距離等の情報）を受信する機能である。車両情報受付部１７１は、図２に示したＩ／Ｆ１００５およびＣＰＵ１００２の処理、並びにＲＯＭ１００３に記憶されたプログラム等により実現される。
【００３５】
外部情報受付部１７２は、外部ネットワークから自動車外部の情報（ＧＰＳからの位置情報、ナビゲーションシステムからの経路情報または交通情報等）を受け付ける機能である。また外部情報受付部１７２は、テレビ放送やインターネット、または記録メディアから読出した画像再生信号の情報を受け付けてもよい。外部情報受付部１７２は、図２に示したＩ／Ｆ１００５およびＣＰＵ１００２の処理、並びにＲＯＭ１００３に記憶されたプログラム等により実現される。
【００３６】
画像生成部１７３は、車両情報受付部１７１や外部情報受付部１７２により入力された各種情報に基づいて、中間像および虚像４５を表示させるための画像情報を生成する機能である。画像生成部１７３は、図２に示したＣＰＵ１００２の処理、およびＲＯＭ１００３に記憶されたプログラム等により実現される。
【００３７】
画像表示部１７４は、画像生成部１７３により生成された画像情報に基づいて、スクリーン１５に中間像を形成し、中間像を構成したレーザー光（光束）をフロントガラス５０に向けて投射して虚像４５を表示させる機能である。画像表示部１７４は、図２に示したＣＰＵ１００２、ＦＰＧＡ１００１、ＬＤドライバ１００８、ＭＥＭＳコントローラ１０１０およびモータドライバ１０１２の処理、並びにＲＯＭ１００３に記憶されたプログラム等により実現される。
【００３８】
画像表示部１７４は、制御信号生成部１７５、中間像形成部１７６および投影部１７７を含む。制御信号生成部１７５は、中間像を形成するために、光源装置１１および光偏向装置１３の動作を制御する制御信号を生成する。また、制御信号生成部１７５は、虚像４５を所定の位置に表示させるために、自由曲面ミラー３０の動作を制御する制御信号を生成する。
【００３９】
中間像形成部１７６は、制御信号生成部１７５によって生成された制御信号に基づいて、スクリーン１５に中間像を形成する。投影部１７７は、観察者３に視認させる虚像４５を形成するために、中間像を構成したレーザー光を、透過反射部材（フロントガラス５０等）に投射させる。
【００４０】
記憶・読出部１７８は、記憶部１７９に各種データを記憶させ、または記憶部１７９から各種データを読み出す機能である。記憶部１７９には一例として、表示システム１を制御するのに必要な各種条件データ等があらかじめ記憶されている。
【００４１】
●光源装置
図４は、第１の実施形態に係る光源装置の具体的構成に一例を示す図である。光源装置１１は、光源素子１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ（以下、区別する必要のないときは、光源素子１１１とする。）、カップリングレンズ１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ、アパーチャ１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂ、合成素子１１４，１１５，１１６、光分岐素子１１７、およびレンズ１１８、光検出器１１９を含む。
【００４２】
３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の光源素子１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂは、例えば、それぞれ単数または複数の発光点を有するＬＤ（Laser Diode）である。光源素子１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂは、各光源素子に供給される駆動電流を変化に応じた光量のレーザー光を放射する。光源素子１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂは、互いに異なる波長λＲ，λＧ，λＢ（例えばλＲ＝６４０ｎｍ，λＧ＝５３０ｎｍ，λＢ＝４４５ｎｍ）のレーザー光（光束）を放射する。
【００４３】
放射された各レーザー光（光束）は、それぞれカップリングレンズ１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂによりカップリングされる。カップリングされた各レーザー（光束）は、それぞれアパーチャ１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂにより整形される。アパーチャ１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂは、レーザー光（光束）の発散角等の所定の条件に応じた形状（例えば円形、楕円形、長方形、正方形等）を有する。
【００４４】
アパーチャ１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂにより整形された各レーザー光（光束）は、３つの合成素子１１４，１１５，１１６により合成される。合成素子１１４，１１５，１１６は、プレート状またはプリズム状のダイクロイックミラーであり、波長に応じてレーザー光（光束）を反射または透過し、１つの光束に合成され、合成された光束は光分岐素子１１７に入射される。
【００４５】
光分岐素子１１７に入射した入射光の一部は、光分岐素子１１７を透過し、他の一部は光分岐素子１１７で反射される。すなわち、合成された光束は、光分岐素子１１７によって透過光と反射光に分岐される。
【００４６】
透過光は、レンズ１１８を透過し光偏向装置１３に照射され、スクリーン１５上での画像描画および虚像表示に用いられる。すなわち、透過光は、画像光として用いられる。
【００４７】
一方反射光は、光検出器１１９に照射される。光検出器１１９は、照射されたレーザーの強度に応じた電気信号を出力する。出力された電気信号は一例としてＦＰＧＡ１００１に出力され、表示システム１の制御に用いることが可能である。このように反射光は、レーザー光の強度を調整するモニタ光として、またその結果表示される虚像の色や輝度を調整するためのモニタ光として用いられる。
【００４８】
●光偏向装置
図５は、第１の実施形態に係る光偏向装置の具体的構成の一例を示す図である。光偏向装置１３は、半導体プロセスにより製造されるＭＥＭＳミラーであり、ミラー１３０、蛇行状梁部１３２、枠部材１３４、および圧電部材１３６を含む。光偏向装置１３は、走査部の一例である。
【００４９】
ミラー１３０は、光源装置１１から出射されたレーザー光をスクリーン１５側に反射する反射面を有する。光偏向装置１３は、ミラー１３０を挟んで一対の蛇行状梁部１３２を形成する。蛇行状梁部１３２は、複数の折り返し部を有する。折り返し部は、交互に配置される第１の梁部１３２ａと第２の梁部１３２ｂとから構成されている。蛇行状梁部１３２は、枠部材１３４に支持されている。圧電部材１３６は、隣接する第１の梁部１３２ａと第２の梁部１３２ｂとを接続するように配置されている。圧電部材１３６は、第１の梁部１３２ａと第２の梁部１３２ｂとに異なる電圧を印加し、梁部１３２ａ，１３２ｂのそれぞれに反りを発生させる。
【００５０】
これにより、隣接する梁部１３２ａ，１３２ｂは、異なる方向に撓む。ミラー１３０は、撓みが累積されることによって、左右方向の軸を中心として垂直方向に回転する。このような構成により、光偏向装置１３は、垂直方向への光走査が低電圧で可能となる。上下方向の軸を中心とした水平方向の光走査は、ミラー１３０に接続されたトーションバー等を利用した共振により行われる。
【００５１】
●スクリーン
図６は、第１の実施形態に係るスクリーンの具体的構成の一例を示す図である。スクリーン１５は、光源装置１１の一部を構成するＬＤ１００７から出射されたレーザー光を結像させる。また、スクリーン１５は、所定の発散角で発散させる発散部材である。図６に示すスクリーン１５は、六角形形状を有する複数のマイクロレンズ１５０が隙間なく配列されたマイクロレンズアレイ構造を有している。マイクロレンズ１５０の幅（対向する２辺間の距離）は、一例として５０μｍ〜３００μｍの範囲で最適化され、本実施形態では２００μｍ程度である。スクリーン１５は、マイクロレンズ１５０の形状を六角形とすることにより、複数のマイクロレンズ１５０を高密度で配列することができる。
【００５２】
なお、マイクロレンズ１５０の形状は、六角形に限られるものではなく、例えば四角形、三角形等であってもよい。また、複数のマイクロレンズ１５０が規則正しく配列された構造を例示しているが、マイクロレンズ１５０の配列は、これに限られるものではなく、例えば、各マイクロレンズ１５０の中心を互いに偏心させ、不規則な配列としてもよい。このように偏心させた配列を採用する場合、各マイクロレンズ１５０は、互いに異なる形状となる。
【００５３】
また頂点の光軸方向の高さを変化させてもよい。配列方向の偏心や光軸方向のシフトをランダムに設定することで、隣接するマイクロレンズの境界を通過したレーザー光の干渉によって生じるスペックルや周期的な配列によるモアレなどを低減することができる。
【００５４】
スクリーン１５に到達したレーザー光は、マイクロレンズ１５０の中を走査され、走査中にレーザー光がオンオフされることにより複数ドットが打たれ、例えばオンオフ光の組み合わせによって階調表示が可能である。あるいは、レーザー光の強度自体を変調させて階調表示をおこなってもよい。
【００５５】
図７は、マイクロレンズアレイにおいて、入射光束径とレンズ径の大小関係の違いによる作用の違いについて説明するための図である。図７（ａ）において、スクリーン１５は、マイクロレンズ１５０が整列して配置された光学板１５１によって構成される。光学板１５１上に入射光１５２を走査される場合、入射光１５２は、マイクロレンズ１５０により発散され、発散光１５３となる。スクリーン１５は、マイクロレンズ１５０の構造により、入射光１５２を所望の発散角１５４で発散させることができる。マイクロレンズ１５０の周期１５５は、入射光１５２の径１５６ａよりも大きくなるように設計される。これにより、スクリーン１５は、レンズ間での干渉が起こさずに、スペックル（スペックルノイズ）を生じさせない。
【００５６】
図７（ｂ）は、入射光１５２の径１５６ｂが、マイクロレンズ１５０の周期１５５の２倍大きい場合の発散光の光路を示す。入射光１５２は、二つのマイクロレンズ１５０ａ、１５０ｂに入射し、それぞれ発散光１５７、１５８を生じさせる。このとき、領域１５９において、二つの発散光が存在するため、光の干渉を生じうる。この干渉光が観察者の目に入った場合、スペックルとして視認される。
【００５７】
以上を考慮して、スペックルを低減するため、マイクロレンズ１５０の周期１５５は、入射光の径１５６よりも大きく設計される。なお、図７は、凸面レンズの形態で説明したが、凹面レンズの形態においても同様の効果があるものとする。
【００５８】
以上図６、図７を用いて説明したように画像形成部の一例であるスクリーン１５は、走査されたレーザー光を一定の角度で発散させる機能を有しており、この機能により観察者３がアイボックスの範囲で画像が認識できる、つまり観察者３が運転席に着座した状態である程度の目の位置が変わっても視認される範囲を持つことができる。
【００５９】
したがってマイクロレンズ１５０を搭載したスクリーン１５はマイクロレンズ１５０の形状については、光を適切に発散させるための一定の精度が求められる。さらに量産性に富むものが好ましい。そのためスクリーン１５は、一例として樹脂材料の成型加工により形成される。マイクロレンズ１５０に求められる光学的物性を満たす樹脂の具体例としては、メタアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン樹脂などが挙げられるがこれらに限られない。
【００６０】
図８は、光偏向装置のミラーと走査範囲の対応関係について説明するための図である。光源装置１１の各光源素子は、制御装置１７のＦＰＧＡ１００１によって発光強度や点灯タイミング、光波形が制御される。光源装置１１の各光源素子は、ＬＤドライバ１００８によって駆動され、レーザー光を出射する。各光源素子から出射され光路合成されたレーザー光は、図８に示すように、光偏向装置１３のミラー１３０によってα軸周り、β軸周りに二次元的に偏向され、ミラー１３０を介して走査光としてスクリーン１５に照射される。すなわち、スクリーン１５は、光偏向装置１３による主走査および副走査によって二次元走査される。
【００６１】
走査範囲は、光偏向装置１３によって走査しうる全範囲である。走査光は、スクリーン１５の走査範囲を、２〜４万Ｈｚ程度の速い周波数で主走査方向（Ｘ軸方向）に振動走査（往復走査）しつつ、副走査方向（Ｙ軸方向）に所定量片道走査する。副走査方向は数十Ｈｚ程度の、主走査方向と比較して遅い周波数の周期で走査する。すなわち、光偏向装置１３は、スクリーン１５に対してラスタースキャンを行う。この場合、表示装置１００は、走査位置（走査光の位置）に応じて各光源素子の発光制御を行うことで、画素ごとの描画または虚像の表示を行うことができる。
【００６２】
以上説明したように、スクリーン１５上には一度のラスタースキャンごと、つまり副走査周期ごとにスクリーン１５に画像が描画される。この一度のラスタースキャンで形成される画像を以降走査フレームと呼ぶ。スクリーン１５に副走査周期ごとに画像を描画する時間、すなわち１走査フレーム分の走査時間（二次元走査の１周期）は、上記のように副走査周期が数十Ｈｚであることから、数十ｍｓｅｃとなる。例えば、主走査周期を２００００Ｈｚ、副走査周期を５０Ｈｚとした場合、１走査フレーム分の走査時間は、副走査周期から２０ｍｓｅｃとなる。
【００６３】
図９は、二次元走査時の走査線軌跡の一例を示す図である。スクリーン１５は、図９に示すように、中間像が描画される（画像情報に応じて変調された光が照射される）画像領域１５Ｒ１（有効走査領域）と、非画像領域１５Ｒ２を含む。非画像領域１５Ｒ２は、画像領域１５Ｒ１を取り囲む形状の領域である。
【００６４】
走査範囲は、スクリーン１５における画像領域１５Ｒ１と非画像領域１５Ｒ２の一部（画像領域１５Ｒ１の外縁近傍の部分）を併せた範囲とする。図９において、走査範囲における走査の軌跡は、主走査方向の線状の走査の軌跡である主走査線が、副走査方向に複数並び、ジグザグ線を形成している。図９において、主走査線の本数は、説明の便宜上、実際よりも少ない本数を示している。なお、図９においては走査の軌跡は主走査線同士の端部が連続したジグザグ線であるが、これに限られない。すなわち、主走査線同士が並行で、各走査線の端部が連続していない走査線でもよい。また主走査線は図９に示されるような往復走査でもよいし、一方向への走査の繰り返しであってもよい。
【００６５】
さらに、スクリーン１５は、走査範囲における画像領域１５Ｒ１の周辺領域（非画像領域１５Ｒ２の一部）に、受光素子を含む同期検知領域１５Ｒ３を含む。図９において、同期検知領域１５Ｒ３は、画像領域１５Ｒ１の−Ｘ側かつ＋Ｙ側の隅部に設定される。一例としてユニット筐体１２の、同期検知領域１５Ｒ３に入射する走査光を検知する位置に配置された光検出センサ１２１によって検知された信号がＦＰＧＡ１００１に出力される。ＦＰＧＡ１００１は、信号を受信したタイミングによって光偏向装置１３の動作を検出し、その結果、走査開始タイミングや走査終了タイミングを決定できる。
【００６６】
以上説明したように走査範囲全体のうち、画像領域１５Ｒ１内は、主走査方向の線状の走査の軌跡である主走査線が、副走査方向に複数並んだ走査線軌跡が形成されている。以降走査フレームのうち、画像領域１５Ｒ１内を走査フレーム画像と呼ぶ。
【００６７】
走査フレーム、走査フレーム画像の形成される周期はいずれも副走査周期である。画像情報に基づき副走査周期ごとに順次走査フレーム画像が形成され、虚像４５が描画されることにより、順次表示される虚像４５の観察者３は、虚像４５を動画として視認することができる。
【００６８】
制御装置１７の制御信号生成部１７５は、画像生成部１７３から入力された画像情報から光源装置１１および光偏向装置１３の動作を制御する制御信号を生成する。画像情報が動画の場合は、制御信号生成部１７５は、画像生成部１７３から入力される、動画を構成する各フレーム、つまり動画に含まれる一画面分の各画像、に基づき走査フレーム画像を形成して順次虚像４５を表示するよう、各種制御信号を生成する。
【００６９】
スクリーン１５は、上述のように、マイクロレンズアレイ等の光拡散効果を持つ透過型の光学素子で構成されているがこれに限られない。つまり装置レイアウトに応じて、例えば、マイクロミラーアレイ等の光拡散効果を持つ反射型の素子とすることもできる。また、スクリーン１５は、光拡散効果を持たない平板または曲板であってもよい。
【００７０】
スクリーン１５、画像領域１５Ｒ１の形状は図９に示されるものに限られない。例えば図９においてはスクリーン１５と画像領域１５Ｒ１とは略相似で、かつ互いの中心がほぼ一致しているがこれに限られず、略相似であっても互いの中心がずれて、つまり一致していなくてもよい。また、スクリーン１５と画像領域１５Ｒ１とは相似でなくてもよい。つまり例えばスクリーン１５が平面の長方形であるときに、画像領域１５Ｒ１は平面の長方形である必要はなく、曲面であったり、スクリーン１５の長方形とは異なる矩形や多角形であったりしてもよい。
【００７１】
なお画像領域１５Ｒ１の形状は、一例としてユニット筐体１２のスクリーン１５を保持する部分の形状で定めることが可能である。つまり、ユニット筐体１２またはユニット筐体１２の一部であるスクリーン１５の保持部によって、非画像領域１５Ｒ２を覆うようにスクリーン１５が保持されれば、保持されている部分は光がユニット筐体１２で遮られて自由曲面ミラー３０に照射されないため、画像領域１５Ｒ１の中間像の発散光のみ自由曲面ミラー３０に照射される。このように画像領域１５Ｒ１の形状を規定することにより、所望の形状の虚像４５が形成される。
【００７２】
図１０を用いて走査線と表示画像の関係について述べる。図１０（ａ）は走査フレーム画像の走査軌跡の例、図１０（ｂ）は虚像４５として観察者３視認する表示画像の例である。
【００７３】
図１０（ａ）には、画像領域１５Ｒ１内において、主走査線が副走査方向に所定の複数並んで往復走査された状態を示している。図１０（ａ）では画像領域１５Ｒ１内において、一番上の右矢印（ｍ＝１）で示される主走査線が走査され、次にその下の左矢印（ｍ＝２）、さらにその下の右矢印（ｍ＝３）、さらにその下の左矢印（ｍ＝４）、と副走査方向に順に走査される。右矢印の線が往方向の走査線とすると、左矢印の線が復方向の走査線であるが、左矢印の線が往方向の走査線で右矢印の線が復方向の走査線であってもよい。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の走査の結果、虚像４５として表示される表示画像の一例である。表示画像は、走査線の光量が大きく輝度が高い部分はより明るく、輝度が低い部分はより暗く表示されることにより、観察者３等にとって必要な情報が得られる画像として矢印、文字、数字などが表示される。また、ＲＧＢ各光源の光量を調整することにより、表示画像をカラー画像とすることもできる。
【００７４】
図１１は、走査線による表示画像の明るさ調整について説明する図である。図１１（ａ）は、画像領域１５Ｒ１内の走査線軌跡を示し、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）で示される走査を行った場合の表示画像の例を示す。
【００７５】
表示装置１００は、ＨＵＤとして自動車に搭載される場合等、幅広い外光の環境で快適に視認できる事が求められる。外光の環境の例として、外光が明るい場合である晴天の雪道であれば虚像４５はより明るく、外光が暗い場合である夜間の道路であれば虚像４５はより暗い方が観察者３は視認しやすい。このような様々な外光環境への対応を考慮すると、虚像４５の輝度は１００００[cd/m2]〜１[cd/m2]程度の調光が望ましい。
【００７６】
虚像４５の調光を実現するために、ＬＤ走査式ＨＵＤでは、ＬＤに供給する電流量を調整してＬＤからの出射光量を変化させる方法、ＬＤの単位時間あたりの点灯時間を変化させる方法、ＬＤから出射した光を透過率の異なるフィルタを切り替えて透過させる方法等様々な手段が用いられているが、ここで走査線単位でＬＤの点灯を制御する方法を説明する。
【００７７】
図１１は、走査線単位のＬＤの点灯制御の説明図である。図１１（ａ）では主走査線１つおきに点灯、１つおきに消灯させることにより、全ての主走査線を点灯させる場合である図１０（ａ）と比較して、走査フレーム画像の走査光量を半分にすることができる。しかし図１１（ａ）の場合、光量としては半分に調光することができる一方、全体の走査線数も半分となる。その結果、図１１（ｂ）に示されるように、表示画像のうち消灯させた主走査線部分は画像の欠損となり、図１０（ｂ）と比較して表示画像の密度が下がってしまう問題がある。したがって、表示画像の密度が下がった結果表示画像の画質が低下してしまう問題が生じないように、光量を調整することが求められる。
【００７８】
図１２は第１の実施形態に係る走査線軌跡を説明するための図である。
【００７９】
図１２（ａ）は、ある走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎの走査線軌跡を示している。図１２（ｂ）は走査フレーム画像ｎの次に形成される走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎ＋１の走査線軌跡を示している。本実施形態においては、調光のために、走査フレーム画像ｎにおいて主走査線を１本走査したら、副走査方向の次の主走査線は点灯しない。そして走査フレーム画像ｎ＋１では、前の走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎで点灯した主走査線を点灯せず、走査フレーム画像ｎでは点灯しなかった主走査線を点灯する。二つの走査フレーム画像は光偏向装置１３が、主走査方向を往方向と復方向に交互に走査して形成されているため、走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１はそれぞれ、往方向走査線のみ、復方向走査線のみ、いずれかが点灯される。
【００８０】
つまり、これら複数の走査フレーム画像は、同じ副走査位置の主走査線の走査光量が互いに異なっている。このとき、一例として画像情報に含まれる一画面分の画像から、走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１を形成する。
【００８１】
すると、ある走査フレーム画像で主走査線を消灯して光量を減らしても、一画面分の画像の情報は、走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１いずれかに含まれて表示されることとなり、したがって観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質が低下することなく光量を調整することができる。
【００８２】
また本実施形態においては、副走査方向に複数並んだ主走査線は、互いに隣り合う第一の主走査線と第二の主走査線を含み、前記複数の走査フレーム画像は、第一の走査フレーム画像と第二の走査フレーム画像を含み、前記第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量と、前記第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量は、前記第一の走査フレーム画像において、前記第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量が前記第二の主走査線の走査光量である前記第二主走査線光量よりも大きく、前記第二の走査フレーム画像において、前記第二主走査線光量が前記第一主走査線光量よりも大きい。
【００８３】
ここで「第一の走査フレーム画像」、「第二の走査フレーム画像」の例としては、それぞれ、図１２（ａ）の走査フレーム画像ｎと図１２（ｂ）の走査フレーム画像ｎ＋１である。そして「互いに隣り合う第一の主走査線と第二の主走査線」の例としては、図１２（ａ）（ｂ）において、互いに隣り合う往方向の主走査線と復方向の主走査線である。
【００８４】
図１２（ａ）における「互いに隣り合う第一の主走査線と第二の主走査線」を説明すると、例えば第一の主走査線が１番上の右矢印で示される副走査位置の主走査線で、第二の主走査線がその次に走査される左向きの主走査線である。なお、この次に走査される左向きの主走査線は図１２（ａ）で矢印では示されていない。これは図１２（ａ）において第二の主走査線が消灯されている、つまり光量ゼロであることを意味している。したがって図１２（ａ）において、「第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量」と「第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」とを比較すると「第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」はゼロのため「第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量」の方が大きい。
【００８５】
そして、図１２（ｂ）においては図１２（ａ）において1番上の矢印で示される副走査位置の主走査線は消灯されている、つまり光量ゼロのため、図１２（ｂ）で矢印では示されていない。したがって図１２（ｂ）において、「第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量」と「第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」とを比較すると「第一の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」はゼロのため「第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」の方が大きい。
【００８６】
以上一例として「互いに隣り合う第一の主走査線と第二の主走査線」を図１２（ａ）の1番上の右矢印で示される副走査位置の主走査線とその下の左向きの主走査線として説明したが、その他の互いに隣り合う主走査線同士でも同様に当てはめることができる。
【００８７】
このような構成により観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質の低下をより抑制して光量を調整することができる。
【００８８】
また本実施形態は、連続して形成される二つの走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎと走査フレーム画像ｎ＋１は、互いに同じ副走査位置の主走査線の走査光量が、所定比率の大小関係にある。図１２は、この所定比率が、大きい方の走査光量が１００％とするともう一方、つまり小さい方の走査光量は０％である例である。つまり、例えば図１２（ａ）の１番上の副走査位置の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１２（ｂ）の同じ副走査位置の主走査線は消灯、つまり走査光量が０％である。以降図１２（ａ）（ｂ）で互いに同じ副走査位置の主走査線光量を比較すると一方が０％、他方が１００％の所定比率の大小関係にある。
【００８９】
そして前述の所定比率の大小関係は、副走査方向に主走査線の所定の本数おきに入れ替わる。図１２は、所定の本数として１本おきに入れ替わっている例である。例えば図１２（ａ）の１番上の副走査位置においては、図１２（ａ）の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１２（ｂ）の同じ副走査位置の主走査線は消灯、つまり走査光量が０％で、図１２（ａ）の方が図１２（ｂ）よりも大きい関係となっている。それに対し、その下の副走査位置においては、図１２（ｂ）の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１２（ａ）の同じ副走査位置の主走査線は消灯、つまり走査光量が０％で、図１２（ｂ）の方が図１２（ａ）よりも大きい関係となっている。以降副走査方向に主走査線所定の本数、一本おきに大小関係が入れ替わっている。
【００９０】
なお人間の目は、所定の速さで点滅した光は点灯したままに見えるため、点滅における情報の欠落は視認されない。したがって連続して形成される走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎと走査フレーム画像ｎ＋１が所定の周期以上、一例としてそれぞれ１／６０[ｓ]周期で順次形成されると、観察者３には少ない光量で全主走査線を走査した場合と同様の表示画像が、３０[ｆｐｓ]で表示されたように視認される。したがって観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質が低下することなく光量を調整することができる。
【００９１】
図１３は第２の実施形態に係る走査線軌跡を説明するための図である。図１〜図９までの構成については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００９２】
図１３（ａ）は、ある走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎの走査線軌跡を示している。図１３（ｂ）は走査フレーム画像ｎの次に形成される走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎ＋１の走査線軌跡を示している。
【００９３】
本実施形態においては、調光のために、走査フレーム画像ｎにおいて画像情報に基づく光量で主走査線を１本走査したら、副走査方向の次の主走査線は所定光量減らして、一例として画像情報に基づいて算出される当該走査フレーム画像の光量から所定光量減らして、点灯する。図１３（ａ）（ｂ）において所定光量減らして点灯することを点線矢印で示している。そして走査フレーム画像ｎ＋１では、前の走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎで画像情報に基づく光量で点灯した副走査位置の主走査線を所定光量減らして点灯し、走査フレーム画像ｎでは所定光量減らして点灯した主走査線を、所定光量減らさずに点灯する。
【００９４】
つまり、これら複数の走査フレーム画像は、同じ副走査位置の主走査線の走査光量が互いに異なっている。このとき、一例として画像情報に含まれる一画面分の画像から、走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１を形成する。
【００９５】
したがってある走査フレーム画像で主走査線を消灯して光量を減らしても、一画面分の画像の光量の情報は走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１いずれかに含まれて表示されることとなり、観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質が低下することなく光量を調整することができる。
【００９６】
また、ある主走査線について前後の走査フレーム画像間において光量が切り替えられ、主走査線に対応する位置の明暗が変化する。視認可能な光の点滅周期は個人差があるため、副走査の周期が例えば６０Ｈｚ程度であると、表示画像のちらつきとして視認される場合がある。本第２の実施形態においては、主走査線を完全に消灯せずに光量を減らして所定量点灯させているため、このちらつきを抑制することができる。走査線単位の光量を減らす処理をおこなっていない走査線の光量を１００％とした場合、所定光量を減らした走査線の光量を１５％以上点灯させると、上述のようなちらつきはより視認されづらくなる。
【００９７】
さらに本実施形態においては、副走査方向に複数並んだ主走査線は、互いに隣り合う第一の主走査線と第二の主走査線を含み、前記複数の走査フレーム画像は、第一の走査フレーム画像と第二の走査フレーム画像を含み、前記第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量と、前記第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量は、前記第一の走査フレーム画像において、前記第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量が前記第二の主走査線の走査光量である前記第二主走査線光量よりも大きく、前記第二の走査フレーム画像において、前記第二主走査線光量が前記第一主走査線光量よりも大きい。
【００９８】
ここで「第一の走査フレーム画像」、「第二の走査フレーム画像」の例としては、それぞれ、図１３（ａ）の走査フレーム画像ｎと図１３（ｂ）の走査フレーム画像ｎ＋１である。そして「互いに隣り合う第一の主走査線と第二の主走査線」の例としては、図１３（ａ）（ｂ）において、互いに隣り合う往方向の主走査線と復方向の主走査線である。
【００９９】
図１３（ａ）における「互いに隣り合う第一の主走査線と第二の主走査線」を説明すると、例えば第一の主走査線が１番上の右矢印で示される副走査位置の主走査線で、第二の主走査線がその次に走査される左向きの主走査線である。なお、この次に走査される左向きの主走査線は図１３（ａ）において点線矢印で示されている。これは図１３（ａ）において第二の主走査線が所定光量減らして点灯されていることを意味している。したがって図１３（ａ）において、「第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量」と「第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」とを比較すると「第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」は所定光量減らして点灯しているため「第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量」の方が大きい。
【０１００】
そして、図１３（ｂ）においては、図１３（ａ）において1番上の矢印で示される副走査位置の主走査線は、点線矢印で示されている。したがって図１３（ｂ）において、「第一の主走査線の走査光量である第一主走査線光量」と「第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」とを比較すると「第一の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」は所定光量減らして点灯されているため「第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」の方が大きい。
【０１０１】
以上一例として「互いに隣り合う第一の主走査線と第二の主走査線」を図１３（ａ）の1番上の右矢印で示される副走査位置の主走査線とその下の左向きの主走査線として説明したが、その他の互いに隣り合う主走査線同士でも同様に当てはめることができる。
【０１０２】
このような構成により観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質の低下をより防いで光量を調整することができる。
【０１０３】
また本実施形態は、連続して形成される二つの走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎと走査フレーム画像ｎ＋１は、互いに同じ副走査位置の主走査線の走査光量が、所定比率の大小関係にある。図１３は、この所定比率が、大きい方の走査光量が１００％とするともう一方、つまり小さい方の走査光量は１００％よりも小さい所定比率の光量で点灯する例である。つまり、例えば図１３（ａ）の１番上の副走査位置の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１３（ｂ）の同じ副走査位置の主走査線は、１００％よりも小さい所定比率の光量である。以降図１３（ａ）（ｂ）で互いに同じ副走査位置の主走査線光量を比較すると一方が１００％のとき、他方は１００％よりも小さい所定比率という大小関係にある。
【０１０４】
そして前述の所定比率の大小関係は、副走査方向に主走査線の所定の本数おきに入れ替わる。図１３は、所定の本数として１本おきに入れ替わっている例である。例えば図１３（ａ）の１番上の副走査位置においては、図１３（ａ）の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１３（ｂ）の同じ副走査位置の主走査線は１００％よりも小さい比率の光量であり、図１３（ａ）の方が図１３（ｂ）よりも大きい関係となっている。それに対し、その下の副走査位置においては、図１３（ｂ）の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１３（ａ）の同じ副走査位置の主走査線は１００％よりも小さい比率の光量で点灯しており、図１３（ｂ）の方が図１３（ａ）よりも大きい関係となっている。以降副走査方向に主走査線所定の本数、一本おきに大小関係が入れ替わっている。
【０１０５】
なお、人間の目は、所定の速さ以上で点滅した光は点灯したままに見えるため、点滅における情報の欠落は視認されない。したがって連続して形成される走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎと走査フレーム画像ｎ＋１が所定の周期以上、一例としてそれぞれ１／６０[ｓ]周期で順次形成されると、観察者３には少ない光量で全主走査線を走査した場合と同様の表示画像が、３０[ｆｐｓ]で表示されたように視認される。したがって観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質が低下することなく光量を調整することができる。
【０１０６】
図１４は、第３の実施形態に係る走査線軌跡を説明するための図である。図１〜図９までの構成については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１０７】
図１４（ａ）は、ある走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎの走査線軌跡を示している。図１４（ｂ）は走査フレーム画像ｎの次に形成される走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎ＋１の走査線軌跡を示している。本実施形態においては、調光のために、走査フレーム画像ｎにおいて主走査線をＮ本（Ｎは整数）、例えば２本走査したら、副走査方向に次の２本の主走査線は点灯しない。そして走査フレーム画像ｎ＋１では、前の走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎで点灯した主走査線を点灯せず、走査フレーム画像ｎでは点灯しなかった主走査線を点灯する。図１４においては二つの走査フレーム画像は光偏向装置１３が、主走査方向を往方向と復方向に交互に走査して形成されているため、走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１はそれぞれ、隣り合う２本の往方向走査線と復方向走査線が点灯され、次の隣り合う２本の往方向走査線と復方向走査線が消灯される。
【０１０８】
つまり、これら複数の走査フレーム画像は、同じ副走査位置の主走査線の走査光量が互いに異なっている。このとき、一例として画像情報に含まれる一画面分の画像から、走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１を形成する。
【０１０９】
したがってある走査フレーム画像で主走査線を消灯して光量を減らしても、一画面分の画像の光量の情報は走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１いずれかに含まれて表示されることとなり、観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質が低下することなく光量を調整することができる。
【０１１０】
また、往復走査を行う場合、往走査の始点と復走査の終点が、主走査方向に完全に一致しない場合がある。その場合、第１の実施形態の走査フレーム画像ｎと走査フレーム画像ｎ＋１のように、往走査のみで形成された画像と復走査のみで形成された画像は互いに主走査方向にずれた表示位置となり、その結果虚像４５は左右に揺らぎがある映像として視認される可能性がある。それに対し本第３の実施形態においては、各走査フレーム画像が、それぞれ往走査と復走査を含んでいるため、順次表示される各走査フレーム画像の表示位置は互いに主走査方向にずれていない。したがって前述のような左右の揺らぎが視認されることのない表示画像を得ることができる。
【０１１１】
さらに本実施形態においては、副走査方向に複数並んだ主走査線は、隣り合うＮ本の主走査線からなる第一の主走査線群と、隣り合うＮ本の主走査線からなる第二の主走査線群を含み、第一の主走査線群と第二の主走査線群は隣り合っており、第一の走査フレーム画像において、第一の主走査線群の走査光量である第一主走査線群光量が第二の主走査線群の走査光量である第二主走査線群光量よりも大きく、第二の走査フレーム画像において、第二主走査線群光量が第一主走査線群光量よりも大きい。なおＮは２以上の整数である。
【０１１２】
ここで、「第一の走査フレーム画像」、「第二の走査フレーム画像」の例としては、それぞれ、図１４（ａ）の走査フレーム画像ｎと図１４（ｂ）の走査フレーム画像ｎ＋１である。そして「隣り合うＮ本の主走査線からなる第一の主走査線群」の例としては、図１４（ａ）（ｂ）においては隣り合う２本の往方向の主走査線と復方向の主走査線からなる主走査線群である。
【０１１３】
図１４（ａ）における「隣り合うＮ本の主走査線からなる第一の主走査線群」を説明すると、例えば１番上の右矢印で示される副走査位置の主走査線と、その下、つまり上から２番目の左向きの主走査線からなる隣り合う２本の主走査線群である。そして図１４（ａ）で副走査方向に、２番目の左向きの主走査線の次、そしてさらに次に走査される主走査線、つまり上から３番目、４番目の主走査線も、隣り合う２本の主走査線からなる主走査線群である。
なお図１４（ａ）において、上から３番目と４番目の主走査線である「隣り合うＮ本の主走査線からなる第二の主走査線群」は、矢印では示されていない。これは図１４（ａ）において第二の主走査線群が消灯されている、つまり光量ゼロであることを意味している。そして上述のように、上から１番目と２番目の走査線が「隣り合うＮ本の主走査線からなる第一の主走査線群」、上から３番目、４番目の主走査線が「隣り合うＮ本の主走査線からなる第二の主走査線群」であるとき、「第一の主走査線群と第二の主走査線群は隣り合って」いる。このとき、図１４（ａ）において、「第一の主走査線群の走査光量である第一主走査線群光量」と「第二の主走査線群の走査光量である第二主走査線群光量」とを比較すると「第二の主走査線群の走査光量である第二主走査線群光量」はゼロのため「第一の主走査線群の走査光量である第一主走査線群光量」の方が大きい。
【０１１４】
図１４（ｂ）においては、図１４（ａ）において上から１番目と２番目の矢印で示される副走査位置の主走査線である「隣り合うＮ本の主走査線からなる第一の主走査線群」は消灯されているため、矢印では示されていない。この場合図１４（ｂ）において、「第一の主走査線群の走査光量である第一主走査線群光量」と「第二の主走査線群の走査光量である第二主走査線群光量」とを比較すると「第一の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」はゼロのため「第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」の方が大きい。
【０１１５】
以上一例として上から１番目と２番目の走査線を第一の主走査線群、３番目と４番目の走査線を第二の主走査線群として「第一の主走査線群と第二の主走査線群は隣り合って」いる状態を説明したが、その他の互いに隣り合う主走査線群同士でも同様に当てはめることができる。
【０１１６】
このような構成により観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質の低下をより防いで光量を調整することができる。
【０１１７】
また本実施形態は、連続して形成される二つの走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎと走査フレーム画像ｎ＋１は、互いに同じ副走査位置の主走査線の走査光量が、所定比率の大小関係にある。図１４は、この所定比率が、大きい方の走査光量が１００％とするともう一方、つまり小さい方の走査光量は０％である例である。つまり、例えば図１４（ａ）の１番上の副走査位置の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１４（ｂ）の同じ副走査位置の主走査線は消灯、つまり走査光量が０％である。以降図１４（ａ）（ｂ）で互いに同じ副走査位置の主走査線光量を比較すると一方が０％、他方が１００％の所定比率の大小関係にある。
【０１１８】
そして前述の所定比率の大小関係は、副走査方向に主走査線の所定の本数おきに入れ替わる。図１４は、所定の本数として２本おきに入れ替わっている例である。例えば図１４（ａ）の１番上の副走査位置においては、図１４（ａ）の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１４（ｂ）の同じ副走査位置の主走査線は消灯、つまり走査光量が０％で、図１４（ａ）の方が図１４（ｂ）よりも大きい関係となっている。そして、二本下の副走査位置においては、図１４（ｂ）の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１４（ａ）の同じ副走査位置の主走査線は消灯、つまり走査光量が０％で、図１２（ｂ）の方が図１２（ａ）よりも大きい関係となっている。以降副走査方向に主走査線所定の本数、二本おきに大小関係が入れ替わっている。
【０１１９】
なお、人間の目は、所定の速さ以上で点滅した光は点灯したままに見えるため、点滅における情報の欠落は視認されない。したがって連続して形成される走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎと走査フレーム画像ｎ＋１が所定の周期以上、一例としてそれぞれ１／６０[ｓ]周期で順次形成されると、観察者３には少ない光量で全主走査線を走査した場合と同様の表示画像が、３０[ｆｐｓ]で表示されたように視認される。したがって観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質が低下することなく光量を調整することができる。
【０１２０】
図１５は、第４の実施形態に係る走査線軌跡を説明するための図である。図１〜図９までの構成については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１２１】
図１５（ａ）は、ある走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎの走査線軌跡を示している。図１５（ｂ）は走査フレーム画像ｎの次に形成される走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎ＋１の走査線軌跡を示している。本実施形態においては、調光のために、走査フレーム画像ｎにおいて主走査線をＮ本、例えば２本走査したら、副走査方向に次の２本の主走査線は所定光量減らして、一例として画像情報に基づいて算出される当該走査フレーム画像の光量から所定光量減らして、点灯する。そして走査フレーム画像ｎ＋１では、前の走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎで点灯した主走査線を副走査位置の主走査線を所定光量減らして点灯し、走査フレーム画像ｎでは所定光量減らして点灯した主走査線を所定光量減らさずに点灯する。図１５においては二つの走査フレーム画像は光偏向装置１３が、主走査方向を往方向と復方向に交互に走査して形成されているため、走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１はそれぞれ、隣り合う２本の往方向走査線と復方向走査線が点灯され、次の隣り合う２本の往方向走査線と復方向走査線が副走査位置の主走査線を所定光量減らして点灯される。
【０１２２】
つまり、これら複数の走査フレーム画像は、同じ副走査位置の主走査線の走査光量が互いに異なっている。このとき、一例として画像情報に含まれる一画面分の画像から、走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１を形成する。
【０１２３】
したがってある走査フレーム画像で主走査線を消灯して光量を減らしても、一画面分の画像の光量の情報は走査フレーム画像ｎ、走査フレーム画像ｎ＋１いずれかに含まれて表示されることとなり、観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質が低下することなく光量を調整することができる。
【０１２４】
なお、ある主走査線について前後の走査フレーム画像間において光量が切り替えられ、主走査線に対応する位置の明暗が変化する。視認可能な光の点滅周期は個人差があるため、副走査の周期が例えば６０Ｈｚ程度であると、表示画像のちらつきとして視認される場合がある。本第２の実施形態においては、主走査線を完全に消灯せずに光量を減らして所定量点灯させているため、このちらつきを抑制することができる。走査線単位の光量を減らす処理をおこなっていない走査線の光量を１００％とした場合、光量を減らした走査線の光量を１５％以上点灯させると、ちらつきはより視認されづらくなる。
【０１２５】
また往復走査を行う場合、往走査の始点と復走査の終点が、主走査方向に完全に一致しない場合がある。その場合、第１の実施形態の走査フレーム画像ｎと走査フレーム画像ｎ＋１のように、往走査のみで形成された画像と復走査のみで形成された画像は互いに主走査方向にずれた画像となり、その結果虚像４５は左右に揺らぎがある映像として視認される可能性がある。それに対し本第３の実施形態においては、各走査フレーム画像が往走査と復走査を含んだ画像でいるため、互いに主走査方向にずれは生じない。したがって左右の揺らぎが少ない表示画像を得ることができる。
【０１２６】
また本実施形態においては、副走査方向に複数並んだ主走査線は、隣り合うＮ本の主走査線からなる第一の主走査線群と、隣り合うＮ本の主走査線からなる第二の主走査線群を含み、第一の主走査線群と第二の主走査線群は隣り合っており、第一の走査フレーム画像において、第一の主走査線群の走査光量である第一主走査線群光量が第二の主走査線群の走査光量である第二主走査線群光量よりも大きく、第二の走査フレーム画像において、第二主走査線群光量が第一主走査線群光量よりも大きい。
【０１２７】
ここで、「第一の走査フレーム画像」、「第二の走査フレーム画像」の例としては、それぞれ、図１５（ａ）の走査フレーム画像ｎと図１４（ｂ）の走査フレーム画像ｎ＋１である。そして「隣り合うＮ本の主走査線からなる第一の主走査線群」の例としては、図１５（ａ）（ｂ）においては隣り合う２本の往方向の主走査線と復方向の主走査線からなる主走査線群である。
【０１２８】
図１５（ａ）における「隣り合うＮ本の主走査線からなる第一の主走査線群」を説明すると、例えば１番上の右矢印で示される副走査位置の主走査線と、その下、つまり上から２番目の左向きの主走査線からなる隣り合う２本の主走査線群である。そして図１５（ａ）で副走査方向に、２番目の左向きの主走査線の次、そしてさらに次に走査される主走査線、つまり上から３番目、４番目の主走査線も、隣り合う２本の主走査線からなる主走査線群である。
なお図１５（ａ）において、上から３番目と４番目の主走査線である「隣り合うＮ本の主走査線からなる第二の主走査線群」は、点線矢印で示されている。これは図１５（ａ）において第二の主走査線群が所定光量減らして点灯されていることを意味している。そして上述のように、上から１番目と２番目の走査線が「隣り合うＮ本の主走査線からなる第一の主走査線群」、上から３番目、４番目の主走査線が「隣り合うＮ本の主走査線からなる第二の主走査線群」であるとき、「第一の主走査線群と第二の主走査線群は隣り合って」いる。このとき、図１５（ａ）において、「第一の主走査線群の走査光量である第一主走査線群光量」と「第二の主走査線群の走査光量である第二主走査線群光量」とを比較すると「第二の主走査線群の走査光量である第二主走査線群光量」は所定光量減らして転送されているため「第一の主走査線群の走査光量である第一主走査線群光量」の方が大きい。
【０１２９】
図１５（ｂ）においては、図１５（ａ）において上から１番目と２番目の矢印で示される副走査位置の主走査線である「隣り合うＮ本の主走査線からなる第一の主走査線群」は所定光量減らして点灯されているため、点線矢印で示されている。この場合図１５（ｂ）において、「第一の主走査線群の走査光量である第一主走査線群光量」と「第二の主走査線群の走査光量である第二主走査線群光量」とを比較すると「第一の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」はゼロのため「第二の主走査線の走査光量である第二主走査線光量」の方が大きい。
【０１３０】
以上一例として上から１番目と２番目の走査線を第一の主走査線群、３番目と４番目の走査線を第二の主走査線群として「第一の主走査線群と第二の主走査線群は隣り合って」いる状態を説明したが、その他の互いに隣り合う主走査線群同士でも同様に当てはめることができる。
【０１３１】
このような構成により観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質の低下をより防いで光量を調整することができる。
【０１３２】
また本実施形態は、連続して形成される二つの走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎと走査フレーム画像ｎ＋１は、互いに同じ副走査位置の主走査線の走査光量が、所定比率の大小関係にある。図１５は、この所定比率が、大きい方の走査光量が１００％とするともう一方、つまり小さい方の走査光量は１００％よりも小さい所定比率の光量である例である。つまり、例えば図１５（ａ）の１番上の副走査位置の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１５（ｂ）の同じ副走査位置の主走査線の走査光量は１００％よりも小さい所定比率の光量である。以降図１５（ａ）（ｂ）で互いに同じ副走査位置の主走査線光量を比較すると一方が１００％、他方がつまり小さい方の走査光量は１００％よりも小さい所定比率の所定比率の大小関係にある。
【０１３３】
そして前述の所定比率の大小関係は、副走査方向に主走査線の所定の本数おきに入れ替わる。図１５は、所定の本数として２本おきに入れ替わっている例である。例えば図１５（ａ）の１番上の副走査位置においては、図１４（ａ）の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１５（ｂ）の同じ副走査位置の主走査線は、１００％よりも小さい所定比率の光量で、図１５（ａ）の方が図１５（ｂ）よりも大きい関係となっている。それに対し、その２本下の副走査位置においては、図１５（ｂ）の主走査線の走査光量を１００％とすると、図１５（ａ）の同じ副走査位置の主走査線の走査光量は１００％よりも小さい所定比率の光量で、図１５（ｂ）の方が図１５（ａ）よりも大きい関係となっている。以降副走査方向に主走査線所定の本数、二本おきに大小関係が入れ替わっている。
【０１３４】
なお、人間の目は、所定の速さ以上で点滅した光は点灯したままに見えるため、点滅における情報の欠落は視認されない。したがって連続して形成される走査フレーム画像である走査フレーム画像ｎと走査フレーム画像ｎ＋１が所定の周期以上、一例としてそれぞれ１／６０[ｓ]周期で順次形成されると、観察者３には、少ない光量で全主走査線を走査した場合と同様の表示画像が、３０[ｆｐｓ]で表示されたように視認される。したがって観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質が低下することなく光量を調整することができる。
【０１３５】
なお、以上説明した第１の実施形態〜第４の実施形態のように、消灯もしくは所定量少なく発光させる主走査線を、副走査の走査周期ごとに異ならせると、動画に含まれる一画面分の画像は、一部が消灯もしくは所定量光量が少ない画像である走査フレーム画像による虚像４５が表示される。このとき副走査周期が動画のフレームレートと例えば同一である場合、主走査線の一部が欠損または光量が少なくなった画像のみが表示されてしまい、その結果観察者３にちらつきが視認されてしまう。したがって、副走査の走査周期を動画のフレームレートよりも高くすることにより、観察者３によるちらつきの視認を防ぐことができる。
【０１３６】
図１６は、光量を調整した表示画像の例である。図１６（ａ）は、図１２（ａ）で示した走査を行った場合の表示画像の例を示している。図１６（ｂ）は、図１２（ｂ）で示した走査を行った場合の表示画像の例を示している。図１６（ａ）（ｂ）は同じ一画面分の画像について形成されている。
【０１３７】
第１の実施形態で説明したように、走査フレーム画像ｎにおいてある副走査位置の主走査線の走査光量を１００％としたとき、走査フレーム画像ｎ＋１においてその副走査位置の主走査線は０％の光量で走査される。そのため図１６（ａ）と図１６（ｂ）は同じ一画面分の画像に対して形成されたとしても、互いに異なる表示画像である。
【０１３８】
このとき、走査フレーム画像が所定の速さ以上で切り替わって表示されることにより、観察者３には図１６（ｃ）に示されるような、全主走査線が走査された場合と比較した画質の低下が抑制された表示画像が、光量は約５０％光量が減少しているように視認される。このように観察者３が視認する表示画像の密度が減って視認される画質が低下することなく光量を調整することができる。
【０１３９】
図１６を用いて、第１の実施形態の場合の表示画像を説明したが、第２〜４の実施形態の場合も、走査線に応じて走査光量を減らした量に応じて、観察者３が視認する表示画像の光量を調光でき、全主走査線が走査された場合と比較した画質の低下が抑制された表示画像が得られる。
【０１４０】
以上、各実施形態に係る画像形成装置について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【０１４１】
例えば、各実施体においては画像領域１５Ｒ１内の全ての領域について均一に走査線単位でＬＤの光量制御を行う例を説明したが、外光の条件や画像情報に応じて画像領域１５Ｒ１の上部、中央部分、下部、または上部と下部等、適宜一部領域を選択して走査線単位でＬＤの光量制御を行ってもよい。
【０１４２】
また各実施例においては走査線単位でＬＤの光量制御を行うが、同時にＬＤの電流量の調整による光量制御、ＬＤ点灯時間の調整による光量制御を組み合わせてもよい。また一主走査線内における画素単位の光量調整による光量制御、ＬＤ制御信号単位での点滅制御による光量制御を組合せてもよい。
【符号の説明】
【０１４３】
１    表示システム
１００    表示装置
１０    画像形成ユニット
１１    光源装置（光源の一例）
１２    ユニット筐体
１３    光偏向装置（光偏向部の一例）
１５    スクリーン（発散光学系の一例）
１７    制御装置（制御部の一例）
３０    自由曲面ミラー（結像光学系の一例）
４５    虚像
５０    フロントガラス（反射部材の一例）
９０    筐体
９０１  開口周辺部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４４】
【特許文献１】特開２０１７−７２８６４
【図１】
2020086168.tif 000003
【図２】
2020086168.tif 000004
【図３】
2020086168.tif 000005
【図４】
2020086168.tif 000006
【図５】
2020086168.tif 000007
【図６】
2020086168.tif 000008
【図７】
2020086168.tif 000009
【図８】
2020086168.tif 000010
【図９】
2020086168.tif 000011
【図１０】
2020086168.tif 000012
【図１１】
2020086168.tif 000013
【図１２】
2020086168.tif 000014
【図１３】
2020086168.tif 000015
【図１４】
2020086168.tif 000016
【図１５】
2020086168.tif 000017
【図１６】
2020086168.tif 000018