(57)【要約】【課題】低輝度の表示画像を安定して表示し、スペックル、輝度ムラのない表示画像を表示する走査型投影装置を提供する。【解決手段】走査型投影装置１００は、レーザー光源部１０が出射したレーザー光Ｌの光強度を制御する出射光強度制御部２０と、レーザー光Ｌの偏光方向を制御する偏光方向制御部２５と、レーザー光Ｌを走査し、表示画像を生成する走査部３０と、走査部３０に走査されたレーザー光が入射する発散部５０と、を備える。出射光強度制御部２０は、レーザー光Ｌの偏光状態を制御する偏光制御素子２１と、偏光制御素子から出射したレーザー光Ｌが入射する偏光板２２とを有し、偏光方向制御部２５は、出射光強度制御部２０が出射するレーザー光Ｌの偏光方向を制御することによって、投影面へ入射する表示光の偏光方向を調整する。【選択図】図２
2015025977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影面へ表示光を出射し、前記表示光が前記投影面で反射することによって、前記表示光が表す表示画像を虚像として前記投影面に投影する走査型投影装置であって、
レーザー光を出射するレーザー光源と、
前記レーザー光源が出射したレーザー光の光路上に位置し、前記レーザー光源が出射したレーザー光の光強度を制御する出射光強度制御部と、
前記レーザー光源が出射したレーザー光の光路上に位置し、前記レーザー光源が出射したレーザー光の偏光方向を制御する偏光方向制御部と、
前記レーザー光源が出射したレーザー光を走査し、前記表示画像を生成する走査部と、
前記走査部に走査されたレーザー光が入射する発散部と、を備え、
前記出射光強度制御部は、前記レーザー光の偏光状態を制御する偏光制御素子と、前記偏光制御素子から出射したレーザー光が入射する偏光板とを有し、
前記偏光方向制御部は、前記出射光強度制御部が出射するレーザー光の偏光方向を制御することによって、前記投影面へ入射する表示光の偏光方向を調整する、
ことを特徴とする走査型投影装置。
【請求項２】
前記発散部は、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から構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の走査型投影装置。
【請求項３】
前記マイクロレンズアレイの水平方向のピッチが、前記マイクロレンズアレイに入射するレーザー光の水平方向のビーム径よりも大きく、
前記マイクロレンズアレイの垂直方向のピッチが、前記マイクロレンズアレイに入射するレーザー光の垂直方向のビーム径以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載の走査型投影装置。
【請求項４】
前記偏光方向制御部は、前記レーザー光源が出射したレーザー光の偏光面を９０度の奇数倍回転させる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の走査型投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査型投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転者が運転中に視線を動かさずに、速度等の車両情報（表示画像）を読み取れるようにするために、車両のフロントガラスの前方に車両情報が表示されているかのように、車両情報をフロントガラスに投影する走査型投影装置の開発が進められている。
【０００３】
走査型投影装置が表示画像を投影するため光源として、半導体レーザーを用いたヘッドアップディスプレイ装置が特許文献１に開示されている。このヘッドアップディスプレイ装置は、半導体レーザーと走査系とスクリーンとを備え、半導体レーザーが出射したレーザー光をスクリーンに向けて走査し、表示画像を生成する。
【０００４】
レーザー光を光源とするヘッドアップディスプレイ装置では、レーザー光によるスペックルによって、表示画像の視認性が低下する。レーザー光によるスペックルを低減したヘッドアップディスプレイ装置が特許文献２に開示されている。特許文献２に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、二重に配置されたマイクロレンズアレイが用いられる。二重に配置されたマイクロレンズアレイは、拡散剤、表面凹凸によらず、マイクロレンズの屈折作用によってレーザー光を発散するので、スペックルの発生を低減できる。
【０００５】
また、レーザー光を光源とするヘッドアップディスプレイでは、低輝度の画像を表示する場合、レーザー光源のしきい値特性によって安定した表示を行うことが困難である。そこで、特許文献３には、レーザー光の光路に、偏光制御素子と特定の偏光成分のレーザー光を透過する偏光部とを配置することによって、低輝度の画像を安定して表示できるヘッドアップディスプレイが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２７０７１１号公報
【特許文献２】特表２００７−５２３３６９号公報
【特許文献３】特開２０１３−１５７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、画素やマイクロレンズの形状に合わせて、整形部（アパーチャ）などによってレーザー光のビーム形状を整形しなければならない。また、画像の投影面における反射率の偏光方向の依存性に合わせて、レーザー光源の配置（レーザー光の偏光方向）を設定する必要がある。一方、特許文献３において、レーザー光の偏光面は偏光制御素子と偏光部とを通過することによって回転するので、レーザー光の偏光面の回転を考慮して、レーザー光源の配置（レーザー光の偏光方向）を設定する必要がある。
このようなレーザー光のビーム形状の整形とレーザー光の偏光方向の設定（例えば、レーザー光源の配置、偏光面の回転）は別々に行われるので、レーザー光のビーム形状とレーザー光の偏光方向とが適切に設定できない場合が生じる。
【０００８】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、低輝度の表示画像を安定して表示し、スペックル、輝度ムラのない表示画像を表示する走査型投影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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る走査型投影装置は、
投影面へ表示光を出射し、前記表示光が前記投影面で反射することによって、前記表示光が表す表示画像を虚像として前記投影面に投影する走査型投影装置であって、
レーザー光を出射するレーザー光源と、
前記レーザー光源が出射したレーザー光の光路上に位置し、前記レーザー光源が出射したレーザー光の光強度を制御する出射光強度制御部と、
前記レーザー光源が出射したレーザー光の光路上に位置し、前記レーザー光源が出射したレーザー光の偏光方向を制御する偏光方向制御部と、
前記レーザー光源が出射したレーザー光を走査し、前記表示画像を生成する走査部と、
前記走査部に走査されたレーザー光が入射する発散部と、を備え、
前記出射光強度制御部は、前記レーザー光の偏光状態を制御する偏光制御素子と、前記偏光制御素子から出射したレーザー光が入射する偏光板とを有し、
前記偏光方向制御部は、前記出射光強度制御部が出射するレーザー光の偏光方向を制御することによって、前記投影面へ入射する表示光の偏光方向を調整する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低輝度の表示画像を安定して表示し、スペックル、輝度ムラのない表示画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る走査型投影装置の概略を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る走査型投影装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るレーザー光源部の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る赤色レーザー光のビーム形状と偏光方向を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る整形部の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る赤色レーザー光のビーム断面形状、ビーム断面の強度分布、偏光方向の変化を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る出射光強度制御部と偏光方向制御部を透過するレーザー光の偏光方向の変化を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイの構成を示す模式図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るアパーチャアレイの構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイに入射したレーザー光のビーム断面形状、ビーム断面の強度分布を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る、垂直方向において干渉縞の明部を形成する干渉したレーザー光（赤色）を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係るＥｙｅｂｏｘ上でのレーザー光のビーム断面における垂直方向の強度分布を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係るＥｙｅｂｏｘ上でのレーザー光のビーム断面における水平方向の強度分布を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る走査型投影装置の構成を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る走査型投影装置の構成を示す概略断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る出射光強度制御部と偏光方向制御部を透過するレーザー光の偏光方向の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１〜図１４を参照して説明する。
【００１３】
図１に本実施の形態に係る走査型投影装置１００の概略を示す。本実施の形態に係る走査型投影装置１００は、図１に示すように、車両２００のダッシュボード内に設置される。走査型投影装置１００は、出射部１０１から表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光を車両２００のフロントガラス２０１へ出射する。フロントガラス２０１に反射された表示光は、観察者の眼１に達する。観察者はフロントガラス２０１に反射された表示光が表す表示画像Ｍの虚像（フロントガラス２０１に投影された虚像）Ｖを、視域であるＥｙｅｂｏｘ３において視認する。観察者はフロントガラス２０１を通して、表示画像Ｍが遠方にあるように認識する。
【００１４】
図２は、走査型投影装置１００の車両２００（図１）における上下方向の断面の概略を示す。走査型投影装置１００は、図２に示すように、筐体１０２内に配置されたレーザー光源部１０と、出射光強度制御部２０と、偏光方向制御部２５と、走査部３０と、屈折部４０とを備える。また、走査型投影装置１００は、マイクロレンズアレイ（発散部）５０と、アパーチャアレイ５５と、平面ミラー６１と、拡大ミラー６２とを備える。
【００１５】
本実施の形態において、レーザー光源部１０から出射したレーザー光Ｌは、出射光強度制御部２０に入射する。出射光強度制御部２０は、レーザー光Ｌの光強度を制御する。出射光強度制御部２０を出射したレーザー光Ｌは、偏光方向制御部２５に入射する。偏光方向制御部２５は、レーザー光Ｌの偏光方向Ｅを制御する。偏光方向制御部２５を出射したレーザー光Ｌは、走査部３０に入射する。走査部３０は入射したレーザー光Ｌを走査する。ここで、レーザー光Ｌの進行方向をＺ軸、観察者の眼の左右方向をＸ軸（水平方向）、Ｘ軸とＺ軸に垂直な方向をＹ軸（垂直方向）とする。走査部３０は、レーザー光Ｌを走査することによって、表示画像Ｍをマイクロレンズアレイ５０の上に描画する。
【００１６】
走査部３０が走査したレーザー光Ｌは、屈折部４０に入射する。屈折部４０は、レーザー光Ｌのマイクロレンズアレイ５０への入射角度を制御する。屈折部を出射したレーザー光Ｌは、マイクロレンズアレイ５０に入射する。
【００１７】
マイクロレンズアレイ５０は、入射したレーザー光Ｌを発散する。マイクロレンズアレイ５０は、表示画像Ｍを表示する透過スクリーンとして機能する。
マイクロレンズアレイ５０を出射したレーザー光Ｌ（表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光）は、アパーチャアレイ５５を通過する。アパーチャアレイ５５は、筐体１０２内の迷光、筐体１０２外から入射した光などを吸収し、また表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光を均一化する。
【００１８】
アパーチャアレイ５５を通過したレーザー光Ｌ（表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光）は、平面ミラー６１、拡大ミラー６２の順に反射され、筐体１０２の出射部１０１から出射する。出射部１０１から出射したレーザー光Ｌ（表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光）はフロントガラス２０１に入射する。フロントガラス２０１は入射したレーザー光Ｌ（表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光）を反射する。反射されたレーザー光Ｌ（表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光）は観察者の眼１に達する。
【００１９】
走査型投影装置１００の具体的な構成について説明する。
【００２０】
（レーザー光源部）
図３は、レーザー光源部１０の構成を示す。レーザー光源部１０は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のレーザー光を合波して、レーザー光Ｌを出射する。レーザー光源部１０は、赤色レーザー光を出射するレーザーダイオード（赤色ＬＤ）１１ｒ、緑色レーザー光を出射するレーザーダイオード（緑色ＬＤ）１１ｇ、青色レーザー光を出射するレーザーダイオード（青色ＬＤ）１１ｂとを備える。また、赤色ＬＤ１１ｒ、緑色ＬＤ１１ｇ、青色ＬＤ１１ｂが出射したレーザー光のそれぞれを集光する集光レンズ１２ｒ、１２ｇ、１２ｂと、それぞれのレーザー光のビーム形状を整形する整形部１３ｒ、１３ｇ、１３ｂが、各ＬＤから出射されるレーザー光の光路上に配置される。さらに、レーザー光源部１０は、赤色ＬＤ１１ｒ、緑色ＬＤ１１ｇ、青色ＬＤ１１ｂが出射したレーザー光を合波するダイクロイックミラー１４、１５を備える。
【００２１】
赤色ＬＤ１１ｒと集光レンズ１２ｒと整形部１３ｒとから構成される光学系（赤色レーザー光学系）を例に、赤色ＬＤ１１ｒ、集光レンズ１２ｒ、整形部１３ｒとレーザー光のビーム断面形状、ビーム断面の強度分布、偏光方向Ｅ、について説明する。
赤色ＬＤ１１ｒは、出射した赤色レーザー光のビーム断面形状が垂直方向に長軸を有する楕円状となるように、配置される。この場合、赤色レーザー光の偏光方向Ｅは、図４に示すように楕円の短軸方向（Ｘ軸方向）となる。
赤色ＬＤ１１ｒから出射した赤色レーザー光は、集光レンズ１２ｒに入射する。集光レンズ１２ｒは、赤色ＬＤ１１ｒから出射した赤色のレーザー光が所定の位置に集光するように、収差補正されたレンズである。すなわち、集光レンズ１２ｒは、赤色ＬＤ１１ｒから出射されたレーザー光を発散光から収束光に変換する。
【００２２】
集光レンズ１２ｒから出射した赤色レーザー光は、整形部１３ｒに入射する。整形部１３ｒは開口１３ｒａを有する（図５）。整形部１３ｒは金属板等から構成される。開口１３ｒａは、例えば、水平方向に長い長方形である。なお、開口１３ｒａの形状は長方形に限られるものではなく、集光レンズ１２ｒから出射した赤色レーザー光の垂直方向の端部を遮蔽し、水平方向を遮蔽しない（垂直方向のビーム形状のみを整形する）ものであればよい。
開口１３ｒａの大きさは、赤色ＬＤ１１ｒから出射される赤色レーザー光の波長、後述するマイクロレンズアレイ５０のピッチから、後述する所定の開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ：ＮＡ）となるように決定する。
【００２３】
図６は、赤色ＬＤ１１ｒから出射した赤色レーザー光のビーム断面形状、ビーム断面の強度分布、偏光方向Ｅの変化を示す図である。
赤色ＬＤ１１ｒを出射した赤色レーザー光のビーム断面形状は、前述したように、垂直方向に長軸を有する楕円状である（図６：a１）。また、赤色ＬＤ１１ｒを出射した赤色レーザー光のビーム断面の強度分布は、水平方向、垂直方向ともに略ガウス分布と見なされる（図６：ａ２、ａ３）。赤色ＬＤ１１ｒを出射した赤色レーザー光の偏光方向Ｅは、図４（図６：a１）に示すように、Ｘ軸方向である。
【００２４】
集光レンズ１２ｒに入射した赤色レーザー光は、収束光として集光レンズ１２ｒから出射する。この場合、集光レンズ１２ｒから出射した赤色レーザー光のビーム断面形状は、垂直方向に長軸を有する楕円状を維持する（図６：ｂ１）。また、集光レンズ１２ｒから出射した赤色レーザー光のビーム断面の強度分布も、水平方向、垂直方向ともに略ガウス分布を維持する（図６：ｂ２、ｂ３）。さらに、集光レンズ１２ｒから出射した赤色レーザー光の偏光方向Ｅも、Ｘ軸方向を維持する。
【００２５】
集光レンズ１２ｒから出射した赤色レーザー光は、整形部１３ｒに入射し、開口１３ｒａを通過する。この場合、開口１３ｒａは、集光レンズ１２ｒから出射した赤色レーザー光の垂直方向の端部を遮蔽し、水平方向を遮蔽しないので、開口１３ｒａを通過した赤色レーザー光のビーム断面形状は、垂直方向に長軸を有する楕円形状の上下部分が切り落とされた形状となる（図６：ｃ１）。開口１３ｒａを通過した赤色レーザー光のビーム断面における水平方向の強度分布は、開口１３ｒａが水平方向を遮蔽しないので、略ガウス分布のままである（図６：ｃ２）。一方、開口１３ｒａを通過した赤色レーザー光のビーム断面における垂直方向の強度分布は、開口１３ｒａが垂直方向の端部を遮蔽するので、ガウス分布の両端部分が失われ、略均一な略トップハット形状の分布と見なされる（図６：ｃ３）。開口１３ｒａを通過した赤色レーザー光の偏光方向Ｅは、Ｘ軸方向を維持する。
【００２６】
緑色ＬＤ１１ｇと集光レンズ１２ｇと整形部１３ｇとから構成される光学系（緑色レーザー光学系）と青色ＬＤ１１ｂ、集光レンズ１２ｂ、整形部１３ｂから構成される光学系（青色レーザー光学系）においても、上述した赤色レーザー光学系と同様の構成を有する。また、緑色レーザー光学系と青色レーザー光学系におけるレーザー光のビーム断面形状、ビーム断面の強度分布、偏光方向Ｅも赤色レーザー光学系と同様である。
【００２７】
ダイクロイックミラー１４、１５は、誘電体多層膜等の薄膜が鏡面に形成されたミラーである。ダイクロイックミラー１４は、整形部１３ｒを通過した赤色レーザー光と整形部１３ｂを通過した青色レーザー光の光路上に、所定の角度で配置される。ダイクロイックミラー１４は、青色レーザー光を透過し、赤色レーザー光を反射する。したがって、整形部１３ｒを通過した赤色レーザー光と整形部１３ｂを通過した青色レーザー光が合波される。
【００２８】
ダイクロイックミラー１５は、ダイクロイックミラー１４から出射したレーザー光（赤色レーザー光と青色レーザー光とが合波されたレーザー光）と整形部１３ｇを通過した緑色レーザー光の光路上に、所定の角度で配置される。ダイクロイックミラー１５は、合波された赤色、青色レーザー光を透過し、緑色レーザー光を反射する。したがって、整形部１３ｇを通過した緑色レーザー光も合波される。赤色、緑色、青色レーザー光を合波したレーザー光（レーザー光Ｌ）がダイクロイックミラー１５から出射する。
【００２９】
以上のように、レーザー光源部１０は、赤色、緑色、青色レーザー光を合波したレーザー光Ｌを出射する。レーザー光Ｌのビーム断面形状、ビーム断面の強度分布、偏光方向Ｅは、各色のレーザー光のビーム断面形状、ビーム断面の強度分布が同一であるので、各色のレーザー光のビーム断面形状、ビーム断面の強度分布、偏光方向Ｅと同一になる。すなわち、レーザー光Ｌのビームの断面形状は、垂直方向に長軸を有する楕円形状の上下部分が切り落とされた形状となる。また、レーザー光Ｌのビーム断面における水平方向の強度分布は略ガウス分布であり、垂直方向の強度分布は略トップハット形状の分布である。さらに、レーザー光Ｌの偏光方向ＥはＸ軸方向である。
【００３０】
（出射光強度制御部、偏光方向制御部）
本実施の形態において、レーザー光源部１０から出射したレーザー光Ｌは、出射光強度制御部２０に入射する。また、出射光強度制御部２０から出射したレーザー光Ｌは偏光方向制御部２５に入射する。
出射光強度制御部２０は、偏光制御素子２１と偏光板２２とから構成される。本実施の形態において、偏光制御素子２１は、例えばＶＡ（Ｖｅｒｔｉａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶素子である。ＶＡ型液晶素子２１は、透明電極を有する２枚の透明基板と、透明電極の間に狭持され、垂直配向された誘電率異方性が負のＮｅｍａｔｉｃ液晶などから構成される。偏光板２２はアルミワイヤーグリッド偏光板から構成される。
偏光方向制御部２５は、例えばλ／２波長板である。
【００３１】
ＶＡ型液晶素子２１と偏光板２２は、レーザー光Ｌの進行方向に、ＶＡ型液晶素子２１、偏光板２２の順に配置される。また、偏光板２２の透過軸は、レーザー光源部１０から出射したレーザー光Ｌの偏光方向に対して直交方向（Ｙ軸方向）に配置される。
さらに、λ／２波長板２５の遅相軸は偏光板２２の透過軸に対して４５°に配置される。
【００３２】
図７は出射光強度制御部２０と偏光方向制御部２５を透過するレーザー光Ｌの偏光方向Ｅの変化を示す。
ＶＡ型液晶素子２１に入射するレーザー光Ｌの偏光方向ＥはＸ軸方向であるので、ＶＡ型液晶素子２１とＹ軸方向に透過軸を有する偏光板２２とは、１つのノーマリーブラックの液晶素子として機能する。すなわち、ＶＡ型液晶素子２１に電圧が印加されていない場合、ＶＡ型液晶素子２１に入射したレーザー光Ｌは、偏光状態を維持して（偏光方向ＥがＸ軸のレーザー光Ｌとして）ＶＡ型液晶素子２１から出射する。ＶＡ型液晶素子２１から出射したレーザー光Ｌは、偏光板２２に入射する。偏光板２２の透過軸はＹ軸方向であるので、レーザー光Ｌは、偏光板２２を透過できない。
【００３３】
一方、ＶＡ型液晶素子２１に電圧が印加された場合、ＶＡ型液晶素子２１に入射したレーザー光Ｌは、ＶＡ型液晶素子２１の複屈折性によって印加電圧に依存して偏光状態が変化し、ＶＡ型液晶素子２１から出射する。偏光状態が変化してＶＡ型液晶素子２１から出射したレーザー光Ｌは、偏光板２２に入射する。偏光板２２の透過軸はＹ軸方向であるので、偏光状態が変化したレーザー光Ｌの一部（あるいはすべて）は、偏光板２２を透過する。この場合、偏光板２２を透過したレーザー光Ｌの偏光方向Ｅは、Ｙ軸方向となる。偏光板２２を透過するレーザー光Ｌの光強度は、ＶＡ型液晶素子２１に印加される電圧に依存するので、出射光強度制御部２０はレーザー光Ｌの光強度を制御することができる。
【００３４】
偏光板２２を透過したレーザー光Ｌは、λ／２波長板２５に入射する。λ／２波長板２５の遅相軸は偏光板２２の透過軸に対して４５°に配置されるので、偏光板２２を透過したレーザー光Ｌの偏光面は９０°回転する。したがって、λ／２波長板２５を透過したレーザー光Ｌの偏光方向Ｅは、Ｘ軸方向となる。すなわち、λ／２波長板２５はレーザー光Ｌの偏光方向Ｅを制御し、偏光板２２を透過したレーザー光Ｌの偏光方向をＹ軸方向からＸ軸方向に変えて、出射する。以上のように、偏光方向制御部（λ／２波長板）２５は、レーザー光Ｌの偏光方向Ｅを制御できる。
なお、λ／２波長板２５が有する偏光方向Ｅの制御特性は、可視光領域（約３６０〜８３０ｎｍ）において、一定である（λ／２波長板２５における位相差の波長依存性がない）ことが望ましい。これにより、λ／２波長板２５は、赤色ＬＤ１１ｒ、緑色ＬＤ１１ｇ、青色ＬＤ１１ｂのそれぞれが出射するレーザー光の偏光方向Ｅを、一様に制御できる。
【００３５】
（走査部）
走査部３０は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）スキャナから構成される。ＭＥＭＳスキャナ（走査部）３０は、偏光方向制御部２５から出射したレーザー光Ｌの光路上に配置される。
ＭＥＭＳスキャナ３０は、偏光方向制御部２５から出射したレーザー光Ｌを走査することによって、表示画像Ｍを描画し、生成する。ＭＥＭＳスキャナ３０は、水平方向に１０ｎ秒程度の間、連続的にＭＥＭＳスキャナのミラー面を傾斜させることによって、表示画像Ｍの１画素を形成する。
【００３６】
（屈折部）
屈折部４０は凸レンズ等で構成される。屈折部４０は、走査部３０が走査したレーザー光Ｌの光路上に配置される。屈折部４０は走査部３０が走査したレーザー光Ｌを、走査位置に応じた入射角（マイクロレンズアレイ５０の法線とレーザー光Ｌとのなす角度）でマイクロレンズアレイ５０に入射するよう、走査部３０が走査したレーザー光Ｌを屈折させる。
【００３７】
（マイクロレンズアレイ）
マイクロレンズアレイ５０は、図８に示すように、面内の水平方向にｄＨ１、垂直方向にｄＶ１のピッチで周期的に配列された複数のマイクロレンズ５０ａを有する。また、複数のマイクロレンズ５０ａは、マイクロレンズ５０ａ同士の間隔、段差等が最小となるよう形成される。ここで、マイクロレンズアレイ（マイクロレンズ）のピッチとは、隣接するマイクロレンズの中心間の距離である。本実施の形態においては、水平方向のピッチｄＨ１が垂直方向のピッチｄＶ１以上であるものとする（ｄＨ１≧ｄＶ１）。例えば、マイクロレンズアレイ５０においては、水平方向に長い長方形のマイクロレンズ５０ａが、マイクロレンズ５０ａ同士の間隔、段差等が最小となるよう、周期的に配列される。
また、本実施の形態では、マイクロレンズアレイ５０の水平方向のピッチｄＨ１が、表示画像Ｍの１画素の大きさに相当する。
【００３８】
マイクロレンズアレイ５０は、マイクロレンズアレイ５０の中心に位置するマイクロレンズ５０ａの光軸と、ＭＥＭＳスキャナ３０のミラー面が傾斜していない状態（静止した状態）においてミラー面が反射したレーザー光Ｌのビーム断面の中心とが一致するように、配置される。
【００３９】
マイクロレンズアレイ５０に入射したレーザー光Ｌは、マイクロレンズ５０ａによって一旦収束され、発散する。マイクロレンズアレイ５０は、走査部３０がマイクロレンズアレイ５０上に表示画像Ｍを描画するレーザー光Ｌを発散するので、表示画像Ｍを表示する透過スクリーンとして機能する。マイクロレンズアレイ５０から出射する、発散されたレーザー光Ｌについては後述する。
【００４０】
（アパーチャアレイ）
アパーチャアレイ５５は、図９に示すように、面内の水平方向、垂直方向に、周期的に配列された複数の開口部５５ａを有する。各開口部５５ａは、マイクロレンズアレイ５０における各マイクロレンズ５０ａと対をなす。アパーチャアレイ５５はフォトリソグラフィ技術等によって作製される。アパーチャアレイ５５における開口部５５ａ以外の領域は遮光部５５ｂである。遮光部５５ｂは、可視光を吸収する。
【００４１】
アパーチャアレイ５５は、アパーチャアレイ５５の中心に位置する開口部５５ａの中心が、マイクロレンズアレイ５０の中心に位置するマイクロレンズ５０ａの光軸上に位置するように、配置される。また、アパーチャアレイ５５とマイクロレンズアレイ５０とは、マイクロレンズアレイ５０におけるマイクロレンズ５０ａの焦点距離を隔てて、配置される。
【００４２】
アパーチャアレイ５５の開口部５５ａの大きさは、マイクロレンズアレイ５０におけるマイクロレンズ５０ａの大きさの１／５〜１／１０程度である。また、アパーチャアレイ５５の開口部５５ａは、水平方向にｄＨＡ、垂直方向にｄＶＡのピッチで配列される。ここで、アパーチャアレイ（開口部）のピッチとは、隣接する開口部の中心間の距離である。アパーチャアレイ５５のピッチｄＨＡ、ｄＶＡは、各開口部５５ａと対をなすマイクロレンズ５０ａによって集光されたレーザー光Ｌが効率よく通過するように設定される。
【００４３】
一方、アパーチャアレイ５５の遮光部５５ｂは、可視光を吸収する。筐体１０２の外部から筐体１０２内に入射した外光、マイクロレンズアレイ５０内での内部反射光等は、アパーチャアレイ５５の遮光部５５ｂによって、吸収される。したがって、走査型投影装置１００は、外光反射、レーザー光Ｌの内部反射を低減し、マイクロレンズアレイ５０から出射するレーザー光Ｌを均一化して、表示品位の高い表示画像Ｍの虚像Ｖを表示できる。
【００４４】
（平面ミラー、拡大ミラー）
平面ミラー６１は平面状の全反射ミラーである。アパーチャアレイ５５の開口部５５ａを通過したレーザー光Ｌ（表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光）の光路上に配置される。平面ミラー６１は、表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光を拡大ミラー６２へ反射する。
拡大ミラー６２は、例えば、凹面鏡である。拡大ミラー６２は、平面ミラー６１が反射した表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光の光路上に配置され、表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光をフロントガラス２０１へ反射する。拡大ミラー６２は凹面鏡であるので、表示画像Ｍの虚像Ｖは表示画像Ｍが拡大された虚像となる。
【００４５】
拡大ミラー６２に反射された表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光は出射部１０１から出射する。出射部１０１から出射した表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光は、フロントガラス２０１に反射され、フロントガラス２０１の前方に表示画像Ｍの虚像Ｖが結ばれる。したがって、車両２００の観察者等は、視域であるＥｙｅｂｏｘ３において、表示画像Ｍを虚像Ｖとして視認することができる。
【００４６】
（制御部）
走査型投影装置１００は、更に制御部６５を備える。制御部６５は、マイコン６６、出力制御部６７、偏光制御部６８、図示しないＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）等から構成される（図１０）。ＤＡＣは、カラーセンサ７０、ライトセンサ７５から受信したアナログデータをデジタルデータに変換し、マイコン６６に供給する。
【００４７】
カラーセンサ７０は、例えば、マイクロレンズアレイ５０のレーザー光Ｌが入射する面に設けられ（図２）、レーザー光Ｌにおける赤色、緑色、青色それぞれの光強度を検出する。カラーセンサ７０は、検出した光強度のアナログデータをＤＡＣに供給する。カラーセンサ７０の設置位置は、光強度が所定の範囲内で検出される位置であれば任意である。
ライトセンサ７５は、例えば、出射部１０１の周辺部に設けられる（図２）。ライトセンサ７５は、外光強度を検出する。ライトセンサ７５は、検出した外光強度のアナログデータをＤＡＣに供給する。ライトセンサ７５の設置位置は、外光強度が所定の範囲内で検出される位置であれば任意である。
【００４８】
マイコン６６は、走査型投影装置１００における種々の動作を制御する。マイコン６６は、表示画像Ｍを表示するための画像データを図示しない記憶部からＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌ）通信等によって取得する。記憶部には、所定の動作プログラム、カラーセンサ７０が設置された位置を示す位置データ等が予め記憶される。
【００４９】
例えば、マイコン６６は、記憶されている動作プログラムに基づいて、例えば以下のように、走査型投影装置１００の動作を制御する。
ａ）マイコン６６は制御データを生成する。マイコン６６は生成した制御データを出力制御部６７に出力することによって、出力制御部６７を介して赤色、緑色、青色ＬＤ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂを駆動する。ここで生成される制御データは、カラーセンサ７０から受信し、ＤＡＣによって変換されたレーザー光Ｌにおける各色の光強度のデジタルデータに基づいて生成される。制御データは、赤色、緑色、青色ＬＤ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂが出射する各色のレーザー光の光強度を制御するデータ等である。
ｂ）マイコン６６は、ＭＥＭＳドライバ８０を介して、ＭＥＭＳスキャナ（走査部）３０を駆動する。
ｃ）マイコン６６は、所定のタイミングで、出力制御部６７に制御データを供給し、また、カラーセンサ７０から光強度のデータを取得する。
ｄ）マイコン６６は、記憶部から取得した画像データにおける輝度を得るために、画像データからＶＡ型液晶素子２１を制御する調光データを生成する。
ｅ）マイコン６６は調光データを偏光制御部６８に供給し、偏光制御部６８を介してＶＡ型液晶素子２１を駆動する。
【００５０】
出力制御部６７は、マイコン６６から供給された制御データに基づいて、赤色、緑色、青色ＬＤ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂのそれぞれの出力を制御し、赤色、緑色、青色ＬＤ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂを駆動する。
また、偏光制御部６８は、マイコン６６から供給された調光データによってＶＡ型液晶素子２１に印加する電圧を制御し、出射光強度制御部２０から出射するレーザー光Ｌの光強度（表示画像Ｍの輝度）を調整する。例えば、低輝度の表示画像Ｍを表示する場合、赤色、緑色、青色ＬＤ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂは安定して出射可能な光強度で各色のレーザー光を出射し、出射光強度制御部２０によってレーザー光Ｌの光強度を調整することよって、走査型投影装置１００は、低輝度の表示画像Ｍ（虚像Ｖ）を安定して表示することができる。
【００５１】
（マイクロレンズアレイから出射するレーザー光）
マイクロレンズアレイ５０に入射したレーザー光Ｌは、マイクロレンズ５０ａによって、集光される。マイクロレンズアレイ５０に入射するレーザー光Ｌのビーム径は、レーザー光源部１０の整形部１３ｒの開口１３ｒａの大きさ、整形部１３ｇの開口の大きさ、整形部１３ｂの開口の大きさと、整形部１３ｒ、１３ｇ、１３ｂとマイクロレンズアレイ５０との距離によって決定される。マイクロレンズ５０ａによって集光されたレーザー光Ｌは、アパーチャアレイ５５の開口部５５ａを通過して、発散する。発散したレーザー光Ｌは、平面ミラー６１、拡大ミラー６２、フロントガラス２０１を介して、Ｅｙｅｂｏｘ３を照明する。
【００５２】
本実施の形態において、マイクロレンズアレイ５０に入射するレーザー光Ｌは、図１１に示すように、水平方向のビーム径Ｄｒｈがマイクロレンズアレイ５０の水平方向のピッチｄＨ１よりも小さく、垂直方向のビーム径Ｄｒｖがマイクロレンズアレイ５０の垂直方向のピッチｄＶ１以上となるように、マイクロレンズアレイ５０に照射される（Ｄｒｈ＜ｄＨ１、Ｄｒｖ≧ｄＶ１）。ここで、レーザー光のビーム径は、ビームのピーク強度に対して、強度が１／ｅ２（１３．５％）となる位置で規定されるレーザー光のビームの直径である。
【００５３】
（垂直方向）
本実施の形態においては、垂直方向のビーム径Ｄｒｖは第１のマイクロレンズアレイ４０の垂直方向のピッチｄＶ１以上であるので、レーザー光Ｌは、垂直方向において、複数のマイクロレンズ５０ａに入射する。
【００５４】
本実施の形態においては、レーザー光源部１０における整形部１３ｒ、１３ｇ、１３ｂとマイクロレンズアレイ５０との距離などを最適化することによって、Ｅｙｅｂｏｘ３上の干渉縞における明部を形成する干渉したレーザー光Ｌのビーム径を拡大あるいは縮小し、Ｅｙｅｂｏｘ３上の干渉縞における明部と明部との間隔を密にする。すなわち、図１２に示すように、明部を形成する干渉したレーザー光Ｌの回折角θｄと発散角φとを略同一にする。具体的には、マイクロレンズアレイ５０に入射するレーザー光Ｌの収束角ηと明部を形成する干渉したレーザー光Ｌの発散角φは同一とみなすことができるので、収束角η（整形部１３ｒ、１３ｇ、１３ｂのＮＡ）と明部を形成する干渉したレーザー光Ｌの回折角θｄとが略同一になるように、整形部１３ｒ、１３ｇ、１３ｂとマイクロレンズアレイ５０との距離、マイクロレンズアレイ５０の垂直方向のピッチｄＶ１を選択する。例えば、緑色レーザー光の場合、マイクロレンズアレイ５０の垂直方向のピッチｄＶ１＝５０μｍに対して、整形部１３ｇのＮＡ＝０．００５が選択される。
また、明部を形成する干渉したレーザー光Ｌのビーム断面における垂直方向の強度分布は、レーザー光源部１０を出射したレーザー光Ｌと同様に、略トップハット形状の分布と見なすことができる。
【００５５】
したがって、本実施の形態においては、整形部１３ｒ、１３ｇ、１３ｂとマイクロレンズアレイ５０との距離、マイクロレンズアレイ５０の垂直方向のピッチｄＶ１を選択し、Ｅｙｅｂｏｘ３上の干渉縞における明部と明部との間隔を人間の瞳の最小径（２ｍｍ）以下にすることによって、Ｅｙｅｂｏｘ３内で観察者等の瞳が垂直方向に移動した場合であっても、図１３に示すように、Ｅｙｅｂｏｘ３内での輝度ムラ、色ムラを抑制することができる。
【００５６】
（水平方向）
レーザー光Ｌの水平方向のビーム径Ｄｒｈは、マイクロレンズアレイ５０のピッチｄＨ１よりも小さい。また、レーザー光Ｌのビーム断面における水平方向の強度分布は、ガウス分布のままである。レーザー光Ｌの水平方向のビーム径Ｄｒｈは、マイクロレンズアレイ５０のピッチｄＨ１よりも小さいので、水平方向ではレーザー光Ｌの干渉は生じない。
【００５７】
本実施の形態では、ＭＥＭＳスキャナ３０は、水平方向に１０ｎ秒程度の間、連続的にＭＥＭＳスキャナ３０のミラー面を傾斜させ、表示画像Ｍの１画素を形成する。したがって、マイクロレンズアレイ５０に入射したレーザー光Ｌは、１画素を形成するために、水平方向にマイクロレンズ５０ａの１つ分移動する。この場合、レーザー光Ｌが水平方向に移動する間に、レーザー光Ｌのビーム断面における水平方向の強度分布もＥｙｅｂｏｘ３内で移動する。レーザー光Ｌがマイクロレンズ５０ａ１つ分（１画素分）移動する時間で、水平方向におけるビーム断面の強度分布を積分すると、Ｅｙｅｂｏｘ３の水平方向において略トップハット形状の強度分布を得ることができる（図１４）。したがって、本実施の形態においては、Ｅｙｅｂｏｘ３内で観察者等の瞳が水平方向に移動した場合であっても、輝度ムラ、色ムラを抑制することができる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態においては、Ｅｙｅｂｏｘ３内の水平方向、垂直方向ともに輝度ムラ、色ムラを抑制したレーザー光Ｌ（表示画像Ｍの虚像Ｖを表す表示光）が照射される。また、本実施の形態においては、マイクロレンズアレイ５０によって、レーザー光Ｌを発散するので、スッペックルの発生を抑制することができる。
【００５９】
（フロントガラスに入射するレーザー光の偏光方向）
偏光方向制御部２５から出射したレーザー光Ｌの偏光方向Ｅは、Ｘ軸方向であるので、フロントガラス２０１に入射するレーザー光Ｌの偏光方向ＥもＸ軸方向となる（図１、２）。すなわち、フロントガラス２０１に入射するレーザー光Ｌの偏光方向Ｅは、フロントガラス２０１の入射面に対して垂直方向となる（レーザー光Ｌはｓ偏光）。偏光光が屈折率界面に入射する場合、ｓ偏光はｐ偏光に比べ屈折率界面での反射率が高いので、本実施の形態におけるレーザー光Ｌは、フロントガラス２０１によって高反射率で反射される。
【００６０】
例えば、本実施の形態において、フロントガラス２０１の屈折率が１．５、レーザー光Ｌのフロントガラス２０１への入射角が７０°の場合、フロントガラス２０１におけるレーザー光Ｌ（ｓ偏光）の反射率は、３０．０％となる。一方、本実施の形態における偏光方向制御部（λ／２波長板）２５を備えないヘッドアップディスプレイでは、偏光方向Ｅがフロントガラス２０１の入射面に対して水平方向のレーザー光（ｐ偏光）がフロントガラス２０１に入射するので、フロントガラス２０１におけるレーザー光（ｐ偏光）の反射率は４．２％となる。
したがって、偏光方向制御部２５がフロントガラス２０１へ入射するレーザー光（表示光）の偏光方向Ｅを調整することによって、走査型投影装置１００は、高輝度の表示画像Ｍの虚像Ｖを表示することができる。
【００６１】
以上のように、本実施の形態における走査型投影装置１００は、レーザー光Ｌのビーム形状とマイクロレンズアレイ５０のピッチｄＶ１、ｄＨ１を設定することによって、輝度ムラ、色ムラを抑制することができる。また、走査型投影装置１００は、出射光強度制御部２０のＶＡ型液晶素子（偏光制御素子）２１に印加する電圧を制御することによって、低輝度の表示画像Ｍの虚像Ｖを安定して表示することができる。さらに、走査型投影装置１００は、レーザー光Ｌがλ／２波長板（偏光方向制御部）２５を透過することによって、レーザー光Ｌのビーム形状とマイクロレンズアレイ５０のピッチｄＶ１、ｄＨ１との設定を維持するとともに、レーザー光Ｌの偏光面を９０°回転させ、高輝度の表示画像Ｍの虚像Ｖを表示することができる。
【００６２】
なお、レーザー光源部１０と出射光強度制御部２０との間に、透過軸がレーザー光源部１０から出射したレーザー光Ｌの偏光方向Ｅに平行な透過軸を有する偏光板を配置してもよい。レーザー光源部１０と出射光強度制御部２０との間にレーザー光Ｌの偏光方向Ｅに平行な透過軸を有する偏光板を配置することによって、ＶＡ型液晶素子２１に入射するレーザー光Ｌの偏光度を高めることができる。また、λ／２波長板２５は、偏光板２２を出射したレーザー光Ｌが入射する位置に配置されればよい。例えば、λ／２波長板２５は、レーザー光Ｌの光路上の走査部３０と屈折部４０との間やアパーチャアレイ５５と平面ミラー６１との間に配置できる。
【００６３】
（実施の形態２）
実施の形態２について、図１５を参照して説明する。本実施の形態においては、λ／２波長板（偏光方向制御部）２５の配置が、実施の形態１と異なる。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００６４】
本実施の形態においては、ＶＡ型液晶素子２１と偏光板２２とλ／２波長板２５は、レーザー光Ｌの進行方向に、λ／２波長板２５、ＶＡ型液晶素子２１、偏光板２２の順に配置される。
【００６５】
また、λ／２波長板２５の遅相軸は、レーザー光源部１０から出射したレーザー光Ｌの偏光方向Ｅ（Ｘ軸方向）に対して４５°に配置される。さらに、偏光板２２の透過軸は、レーザー光源部１０から出射したレーザー光Ｌの偏光方向Ｅ（Ｘ軸方向）平行に配置される。
【００６６】
本実施の形態において、レーザー光源部１０から出射したレーザー光Ｌは、まずλ／２波長板２５に入射する。λ／２波長板２５の遅相軸はレーザー光Ｌの偏光方向Ｅ（Ｘ軸方向）に対して４５°に配置されるので、λ／２波長板２５を透過したレーザー光Ｌの偏光面は９０°回転する。すなわち、λ／２波長板２５を透過したレーザー光Ｌの偏光方向Ｅは、Ｙ軸方向となる。
【００６７】
λ／２波長板２５を透過したレーザー光Ｌは、出射光強度制御部２０（ＶＡ型液晶素子２１、偏光板２２）に入射する。λ／２波長板２５を透過したレーザー光Ｌの偏光方向ＥがＹ軸方向であるので、ＶＡ型液晶素子２１とＸ軸方向に透過軸を有する偏光板２２とは、１つのノーマリーブラックの液晶素子として機能する。したがって、実施の形態１と同様に、ＶＡ型液晶素子２１に印加する電圧を制御することによって、出射光強度制御部２０は、レーザー光Ｌの光強度を制御できる。ここで、偏光板２２はＸ軸方向に透過軸を有するので、出射光強度制御部２０から出射するレーザー光Ｌの偏光方向Ｅは、Ｘ軸方向となる。
したがって、本実施の形態においても、偏光方向制御部２５がフロントガラス２０１へ入射するレーザー光（表示光）の偏光方向Ｅを調整することによって、走査型投影装置１００は高輝度の表示画像Ｍの虚像Ｖを表示することができる。また、実施の形態１におけるその他の効果も、実施の形態１と同様に得ることができる。
【００６８】
（実施の形態３）
実施の形態３について、図１６、１７を参照して説明する。本実施の形態においては、出射光強度制御部２０の構成が実施の形態１と異なる。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００６９】
本実施の形態において、出射光強度制御部２０は、９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３と偏光板２２とから構成される。９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３は、透明電極を有する２枚の透明基板と、透明電極の間に狭持され、９０°ツイスト配向された誘電率異方性が正のＮｅｍａｔｉｃ液晶などから構成される。９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３と偏光板２２は、レーザー光Ｌの進行方向に、９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３、偏光板２２の順に配置される。
９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３は、レーザー光源部１０から出射したレーザー光Ｌが入射する面における液晶の配向方向が、レーザー光Ｌの偏光方向Ｅに対して平行に配置される（Ｘ軸方向）。９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３のレーザー光Ｌが出射する面における液晶の配向方向は、レーザー光Ｌの偏光方向Ｅに対して垂直に配置される（Ｙ軸方向）。また、偏光板２２の透過軸は、レーザー光源部１０から出射したレーザー光Ｌの偏光方向に対して直交方向（Ｙ軸方向）に配置される。さらに、λ／２波長板２５の遅相軸は偏光板２２の透過軸に対して４５°に配置される。
【００７０】
図１７は、出射光強度制御部２０と偏光方向制御部２５を透過するレーザー光Ｌの偏光方向Ｅの変化を示す。
９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３に入射するレーザー光Ｌの偏光方向ＥはＸ軸方向であるので、９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３とＹ軸方向に透過軸を有する偏光板２２とは、１つのノーマリーホワイトの液晶素子として機能する。したがって、９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３に印加する電圧によって、出射光強度制御部２０はレーザー光Ｌの光強度を制御できる。
【００７１】
本実施の形態において、偏光板２２を透過してレーザー光Ｌの偏光方向Ｅは、Ｙ軸方向となる。偏光板２２を透過したレーザー光Ｌは、λ／２波長板２５に入射する。λ／２波長板２５の遅相軸は偏光板２２の透過軸に対して４５°に配置されるので、偏光板２２を透過したレーザー光Ｌの偏光面は９０°回転する。したがって、λ／２波長板２５を透過したレーザー光Ｌの偏光方向Ｅは、Ｘ軸方向となる（図１７）。すなわち、λ／２波長板２５はレーザー光Ｌ偏光方向Ｅを制御し、偏光板２２を透過したレーザー光Ｌの偏光方向をＹ軸方向からＸ軸方向に変えて、出射する。
【００７２】
以上のように、出射光強度制御部２０はレーザー光Ｌの光強度を制御できる。
また、λ／２波長板２５から出射し、フロントガラス２０１に入射するレーザー光Ｌの偏光方向Ｅは、Ｘ軸方向であるので、本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
なお、本実施の形態においても、レーザー光源部１０と出射光強度制御部２０との間に、透過軸がレーザー光源部１０から出射したレーザー光Ｌの偏光方向Ｅに平行な透過軸を有する偏光板を配置してもよい。また、実施の形態１と同様に、λ／２波長板２５は、偏光板２２を出射したレーザー光Ｌが入射する位置に配置されればよい。さらに、実施の形態２と同様に、レーザー光Ｌの進行方向に、λ／２波長板２５、９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３、偏光板２２の順に配置してもよい。この場合、９０°ツイストのＴＮ型液晶素子２３、偏光板２２は、１つのノーマリーホワイトの液晶素子として機能するように配置される。
【００７４】
上記実施の形態で説明した走査型投影装置１００によれば、低輝度の表示画像を安定して表示し、スペックル、輝度ムラのない表示画像を表示する走査型投影装置１００を提供できる。これは、以下の構成によって実現される。
【００７５】
走査型投影装置１００は、
投影面へ表示光を出射し、表示光が投影面で反射することによって、表示光が表す表示画像Ｍを虚像Ｖとして投影面に投影する走査型投影装置１００であって、
レーザー光Ｌを出射するレーザー光源１１ｒ、１１ｇ、１１ｂと、
レーザー光源１１ｒ、１１ｇ、１１ｂが出射したレーザー光Ｌの光路上に位置し、レーザー光源１１ｒ、１１ｇ、１１ｂが出射したレーザー光Ｌの光強度を制御する出射光強度制御部２０と、
レーザー光源１１ｒ、１１ｇ、１１ｂが出射したレーザー光Ｌの光路上に位置し、レーザー光源１１ｒ、１１ｇ、１１ｂが出射したレーザー光Ｌの偏光方向Ｅを制御する偏光方向制御部２５と、
レーザー光源１１ｒ、１１ｇ、１１ｂが出射したレーザー光Ｌを走査し、表示画像Ｍを生成する走査部３０と、
走査部３０に走査されたレーザー光Ｌが入射する発散部５０と、を備え、
出射光強度制御部２０は、レーザー光Ｌの偏光状態を制御する偏光制御素子２１、２３と、偏光制御素子２１から出射したレーザー光Ｌが入射する偏光板２２とを有し、
偏光方向制御部２５は、出射光強度制御部２０が出射するレーザー光Ｌの偏光方向Ｅを制御することによって、投影面へ入射する表示光の偏光方向Ｅを調整する。
【００７６】
発散部５０は、複数のマイクロレンズ５０ａが配列されたマイクロレンズアレイ５０から構成されてもよい。
【００７７】
マイクロレンズアレイ５０の水平方向のピッチｄＶ１が、マイクロレンズアレイ５０に入射するレーザー光Ｌの水平方向のビーム径Ｄｒｈよりも大きく、
マイクロレンズアレイの垂直方向のピッチｄＶ１が、マイクロレンズアレイ５０に入射するレーザー光Ｌの垂直方向のビーム径Ｄｒｖ以下であってもよい。
【００７８】
偏光方向制御部２５は、レーザー光源１１ｒ、１１ｇ、１１ｂが出射したレーザー光Ｌの偏光面を９０度の奇数倍回転させてもよい。
【００７９】
出射光強度制御部２０は、レーザー光源部１０における各色の光学系内に配置されてもよい。例えば、出射光強度制御部２０を各整形部１３ｒ、１３ｇ、１３ｂとダイクロイックミラー１４又は１５との間に、１つずつ配置してもよい。この場合、出射光強度制御部２０によって各色のレーザー光強度を調整し、表示画像Ｍ（虚像Ｖ）の色バランスを調整することもできる。
【００８０】
また、偏光方向制御部２５は、レーザー光源１１ｒ、１１ｇ、１１ｂと出射部１０１との間の光路における任意の位置に配置できる。
【００８１】
実施の形態１〜３におけるλ／２波長板２５を９０°ツイストのＴＮ型液晶素子に代えてもよい。９０°ツイストのＴＮ型液晶素子に印加する電圧を制御することによって、レーザー光Ｌの偏光面を０〜９０°回転させることができる。この場合、虚像Ｖの表示位置やフロントガラス２０１における曲率半径に合わせて、レーザー光Ｌの偏光方向Ｅを調整し、より高輝度な表示が実現できる。
【００８２】
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
【符号の説明】
【００８３】
１                      観察者の眼
３                      Ｅｙｅｂｏｘ
１０                      レーザー光源部
１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ    レーザーダイオード
１２ｒ、１２ｇ、１２ｂ    集光レンズ
１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ    整形部
１３ｒａ                  整形部の開口
１４                      ダイクロイックミラー
１５                      ダイクロイックミラー
２０                      出射光強度制御部
２１                      偏光制御素子（ＶＡ型液晶素子）
２２                      偏光板
２３                      ９０°ツイストのＴＮ型液晶素子
２５                      偏光方向制御部（λ／２波長板）
３０                      走査部（ＭＥＭＳスキャナ）
４０                      屈折部
５０                      マイクロレンズアレイ（発散部）
５０ａ                    マイクロレンズアレイにおけるマイクロレンズ
５５                      アパーチャアレイ
５５ａ                    アパーチャアレイの開口部
５５ｂ                    アパーチャアレイの遮光部
６１                      平面ミラー
６２                      拡大ミラー
６５                      制御部
６６                      マイコン
６７                      出力制御部
６８                      偏光制御部
７０                      カラーセンサ
７５                      ライトセンサ
８０                      ＭＥＭＳドライバ
１００                      走査型投影装置
１０１                      出射部
１０２                      筐体
２００                      車両
２０１                      フロントガラス
ｄＨ１                      マイクロレンズアレイの水平方向のピッチ
ｄＶ１                      マイクロレンズアレイの垂直方向のピッチ
Ｄｒｈ                      レーザー光の水平方向のビーム径
Ｄｒｖ                      レーザー光の垂直方向のビーム径
Ｌ                        レーザー光
Ｍ                        表示画像
Ｖ                        虚像
θｄ                      明部を形成する干渉したレーザー光の回折角
φ                        明部を形成する干渉したレーザー光の発散角
η                        レーザー光の収束角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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