(57)【要約】【課題】ハーフミラーを用いず、視覚者の視認性が低下することがないディスプレイ装置を提供する。【解決手段】本発明のディスプレイ装置１００は、  複数の予め想定された視覚者の視覚領域から、各々の視覚者に対し、表示を虚像として視覚させるディスプレイ装置１００であって、像を投影する第１のプロジェクター部と、前記第１のプロジェクター部によって投影された像を結像させる第１の中間スクリーンと、像を投影する第２のプロジェクター部と、前記第２のプロジェクター部によって投影された像を結像させる第２の中間スクリーンと、前記第１の中間スクリーンで結像された像を反射することで表示を行う第１面９１と、前記第２の中間スクリーンで結像された像を反射することで表示を行う第２面９２と、を有する透明ガラススクリーン９０と、からなることを特徴とする。【選択図】      図１
2016212295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の予め想定された視覚者の視覚領域から、各々の視覚者に対し、表示を虚像として視覚させるディスプレイ装置であって、
像を投影する第１のプロジェクター部と、
前記第１のプロジェクター部によって投影された像を結像させる第１の中間スクリーンと、
像を投影する第２のプロジェクター部と、
前記第２のプロジェクター部によって投影された像を結像させる第２の中間スクリーンと、
前記第１の中間スクリーンで結像された像を反射することで表示を行う第１面と、前記第２の中間スクリーンで結像された像を反射することで表示を行う第２面と、を有する透明体と、からなることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記中間スクリーンが、
２つの主面を有し、一方の主面に複数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイが設けられ、他方の主面が平滑面であるマイクロレンズアレイ基材であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記中間スクリーンが、
２つの主面を有し、一方の主面に複数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイが設けられ、他方の主面が光拡散面であるマイクロレンズアレイ／光拡散基材であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記中間スクリーンが、
２つの主面を有し、一方の主面に複数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイが設けられ、他方の主面が平滑面であるマイクロレンズアレイ基材と、
２つの主面を有し、一方の主面に光拡散面が設けられ、他方の主面が平滑面である光拡散基材と、
からなり、
前記マイクロレンズアレイ基材の前記マイクロレンズアレイが設けられた主面と、前記光拡散基材の前記光拡散面が設けられた主面と、が対向配置されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記プロジェクター部が、
レーザー光を発生するレーザー光源と、
前記レーザー光を前記中間スクリーンに走査する走査部と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記プロジェクター部が、
光を発生する光源と、
前記光を前記中間スクリーンに反射するＬＣＯＳ素子と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記プロジェクター部が、
光を発生する光源と、
前記光を前記中間スクリーンに反射するＤＭＤ素子と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚者に対し、表示を虚像として視覚させるディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
予め想定された視覚者の視覚領域が半透明体を介して両側に設けられ、視覚者に対し、それぞれの視覚領域に対応した表示を虚像として視覚させるディスプレイ装置が知られている。このようなディスプレイ装置によれば、虚像と、この虚像の背景とを同時に視覚することができ、半透明体を介する両側の視覚領域から、視覚者は、同一あるいは異なる情報を認識することが可能となる。
【０００３】
このような装置の一例としては、引用文献１（特許第３５１５９７０号公報）に、互いに対向する窓部を有する筐体と、筐体の上下方向の両側に対向して設けられた２つのモニタと、２つのモニタを結ぶ軸線に対して傾斜するように配置されたハーフミラーとを構成されるゲーム装置が開示されている。このゲーム装置では、反対側を透視可能であると同時に、上下に配置されたモニタからそれぞれ異なるゲーム画面がハーフミラーの各面に入射し、各反射光が筺体の両側に窓部を介して伝達される構成となっている。
【特許文献１】特許第３５１５９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のゲーム装置に用いられているディスプレイ装置は、ハーフミラーが用いられているために、ハーフミラーの反対側の視認性があまり良くない、という問題があった。
【０００５】
また、従来のディスプレイ装置においては、表示像としてハーフミラーに投光される光の拡散角は制御されておらず、光源の出力を抑制したまま虚像の輝度を効率的に上げることが困難である、という問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以上のような課題を解決するためのものであり、本発明に係るディスプレイ装置は、複数の予め想定された視覚者の視覚領域から、各々の視覚者に対し、表示を虚像として視覚させるディスプレイ装置であって、像を投影する第１のプロジェクター部と、前記第１のプロジェクター部によって投影された像を結像させる第１の中間スクリーンと、像を投影する第２のプロジェクター部と、前記第２のプロジェクター部によって投影された像を結像させる第２の中間スクリーンと、前記第１の中間スクリーンで結像された像を反射することで表示を行う第１面と、前記第２の中間スクリーンで結像された像を反射することで表示を行う第２面と、を有する透明体と、からなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るディスプレイ装置は、前記中間スクリーンが、２つの主面を有し、一方の主面に複数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイが設けられ、他方の主面が平滑面であるマイクロレンズアレイ基材であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るディスプレイ装置は、前記中間スクリーンが、２つの主面を有し、一方の主面に複数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイが設けられ、他方の主面が光拡散面であるマイクロレンズアレイ／光拡散基材であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るディスプレイ装置は、前記中間スクリーンが、２つの主面を有し、一方の主面に複数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイが設けられ、他方の主面が平滑面であるマイクロレンズアレイ基材と、２つの主面を有し、一方の主面に光拡散面が設けられ、他方の主面が平滑面である光拡散基材と、からなり、前記マイクロレンズアレイ基材の前記マイクロレンズアレイが設けられた主面と、前記光拡散基材の前記光拡散面が設けられた主面と、が対向配置されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るディスプレイ装置は、前記プロジェクター部が、レーザー光を発生するレーザー光源と、前記レーザー光を前記中間スクリーンに走査する走査部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るディスプレイ装置は、前記プロジェクター部が、光を発生する光源と、前記光を前記中間スクリーンに反射するＬＣＯＳ素子と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るディスプレイ装置は、前記プロジェクター部が、光を発生する光源と、前記光を前記中間スクリーンに反射するＤＭＤ素子と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るディスプレイ装置においては、ハーフミラーを用いていないため、視覚者の視認性が低下することがない。
【００１４】
また、本発明に係るディスプレイ装置においては、プロジェクター部と、中間スクリーンが用いられており、このような本発明に係るディスプレイ装置によれば、従来に比べ、ハーフミラーを用いることなく、光源の出力を抑制したまま効率的に高輝度な虚像を表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るディスプレイ装置１００の構成を示す図である。
【図２】中間スクリーン４０として用いられるマイクロレンズアレイ基材５０の斜視図である。
【図３】第１方向と第２方向に広がるマイクロレンズアレイ５４をｚ軸方向から見た図である。
【図４】拡散角の定義を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るディスプレイ装置１００に用いられる中間スクリーン４０を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るディスプレイ装置１００に用いられる中間スクリーン４０を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るディスプレイ装置１００に用いられる中間スクリーン４０を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係るディスプレイ装置１００の構成を示す図である。なお、以下に説明する図面は、模式的に示した図であって、実際の形状、寸法、配置とは異なる場合もある。
【００１７】
以下の例では、本発明に係るディスプレイ装置１００を、引用文献１（特許第３５１５９７０号公報）に記載されたようなプレーヤＡとＢによる対戦型のゲーム装置におけるディスプレイ装置として用いることを想定しているが、本発明に係るディスプレイ装置１００の利用形態はこれに限られるものではない。
【００１８】
ディスプレイ装置１００は、像の投影を行う２つの投影ユニット８５Ａと投影ユニット８５Ｂと、第１面９１と、この第１面９１と表裏の関係にある第２面９２とからなる透明ガラススクリーン９０とを有している。透明ガラススクリーン９０は、投影ユニット８５Ａによる第１面９１での反射表示を、視覚者Ａの視覚ＥAに対し、虚像ＩA’として視認させると共に、投影ユニット８５Ｂによる第２面９２での反射表示を、視覚者Ｂの視覚ＥB
に対し、虚像ＩB’として視認させる。これにより、視覚者Ａ及び視覚者Ｂは、それぞれ
の虚像を前方視野に重畳して視覚するものである。
【００１９】
なお、特許請求の範囲においては、投影ユニット８５Ａに係る構成に対して序数「第１の」を、投影ユニット８５Ｂに係る構成に対して序数「第２の」を付することでそれぞれを区別している。
【００２０】
投影ユニット８５Ｂは、透明ガラススクリーン９０におけるＯを通る紙面に対する垂直な線を中心として投影ユニット８５Ａが１８０°回転した構成である以外、投影ユニット８５Ａの構成と同様であるので、以下、投影ユニット８５Ａの構成についてのみ説明し、投影ユニット８５Ｂの説明を省略する。なお、以下の説明から、投影ユニット８５Ａと、投影ユニット８５Ａを構成する各部品に、サフィックスＡを付することを省略する。
【００２１】
なお、投影ユニット８５は、中間スクリーン４０とプロジェクター部８３とから構成されている。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置１００の投影ユニット８５の構造の一例を示している。
【００２３】
なお、投影ユニット８５内の座標を、図１に示すｘｙｚの３次元直交座標により定義する。例えば、第１光源１１から出射される光はｚ方向と平行な方向に向けて出射される光である。また、コリメータレンズ３５の光軸はｙ方向と平行な方向にあるものとする。
【００２４】
投影ユニット８５における投影部１０からは、ディスプレイ装置１００により表示される投影像の光が出射される。投影部１０は、第１光源１１、第２光源１２、第３光源１３、第１ダイクロイックプリズム２１、第２ダイクロイックプリズム２２、集光レンズ２６等を有している。
【００２５】
第１光源１１、第２光源１２及び第３光源１３は相互に異なる波長の光を出射するものであって、第１光源１１からは第１の波長の光、第２光源１２からは第２の波長の光、第３光源１３からは第３の波長の光が出射される。本実施の形態においては、例えば、第１光源１１から出射される第１の波長の光を青色の光、第２光源１２から出射される第２の波長の光を緑色の光、第３光源１３から出射される第３の波長の光を赤色の光とすることができる。
【００２６】
第１光源１１、第２光源１２及び第３光源１３は、コヒーレント光としてのレーザー光を出射する半導体レーザー装置（レーザー光源）など各種レーザー装置を用いることができる。
【００２７】
本実施形態においては、第１光源１１より出射された第１の波長の光と第２光源１２より出射された第２の波長の光は、第１ダイクロイックプリズム２１の異なる面に各々入射し、第３光源１３より出射された第３の波長の光は、第２ダイクロイックプリズム２２に入射するように配置されている。
【００２８】
第１ダイクロイックプリズム２１においては、第１光源１１より出射された第１の波長の光は透過し、第２光源１２より出射された第２の波長の光は反射される。これにより、第１の波長の光と第２の波長の光が合波される。
【００２９】
このように合波された第１の波長の光と第２の波長の光は、第２ダイクロイックプリズム２２に入射する。
【００３０】
第２ダイクロイックプリズム２２においては、第１光源１１より出射された第１の波長の光及び第２光源１２より出射された第２の波長の光は透過し、第３光源１３より出射された第３の波長の光は反射される。これにより、第１の波長の光、第２の波長の光、第３の波長の光が合波される。
【００３１】
このように、第２ダイクロイックプリズム２２において合波された第１の波長の光、第２の波長の光及び第３の波長のレーザー光は、集光レンズ２６を介し、投影ミラー３０において反射され、コリメータレンズ３５に入射する。投影ミラー３０は、２次元的に角度を変えることのできる機能を有しており、これにより、入射した光を２次元的にスキャンニングすることができ、所望のレーザー光による投影像が形成される。
【００３２】
なお、投影ミラー３０は、ｘ軸と平行な第１軸（不図示）を中心として回動する（ａ）方向の動き得るように、さらに、前記第１軸と直交する第２軸（不図示）を中心として回動する（ｂ）方向の動きえるようになっている。
【００３３】
また、投影ミラー３０としては、入射した光を２次元的にスキャンニングすることができるものであれば、適宜他の光学部材に置換することが可能であり、このような光学部材としては、ガルバノメータミラー、ガルバノメータスキャナー、ポリゴンミラー、プリズム、音響光学素子、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いた光学素子等を適宜利用することができる。
【００３４】
投影ミラー３０によって反射されるレーザー光は、コリメータレンズ３５を走査し、所望とするレーザー光による投影像が形成される。本実施形態においては、投影ミラー３０においてレーザー光が入射し、これを反射する点（ｒ0）は、コリメータレンズ３５の光
軸上に存在するように設定されている。コリメータレンズ３５は、投影ミラー３０から入射されたレーザー光をコリメートし、ミラー８０に向けて出射する。
【００３５】
ミラー８０は、反射したレーザー光を中間スクリーン４０に入射する。中間スクリーン４０には、入射されたレーザー光による投影像が結像する。透明ガラススクリーン９０の第１面９１は、中間スクリーン４０で結像した像ＩAを、反射することで表示する。これ
により、予め想定された視覚者の視覚領域（ＥA）から、視覚者に対し、表示を虚像ＩA’として視覚させることができる。なお、中間スクリーン４０は、所定以上の透過度を有する透明基材からなる光学部材である。中間スクリーン４０は、有機樹脂材料を用いて成型することによって構成することもできるし、ガラスなどの無機材料を用いることで構成することもできる。
【００３６】
また、本実施形態においては、中間スクリーン４０としてマイクロレンズアレイ基材５０が用いられているが、他の基材を用いるようにしてもよい。また、透明ガラススクリーン９０には、平板状の透明体であれば他のものを用いることができる。例えば、透明ガラススクリーン９０に代えて、透明な合成樹脂等を用いることができる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、投影ミラー３０と中間スクリーン４０との間には、コリメータレンズ３５やミラー８０などからなる光学系が配されているが、これらは必ずしも
必須の構成要件ではない。また、中間スクリーン４０と透明ガラススクリーン９０との間に、適宜投影光学系を用いるようにすることもできる。
【００３８】
ここで、本発明に係るディスプレイ装置１００で用いられる中間スクリーン４０についてより詳しく説明する。図２は中間スクリーン４０として用いられるマイクロレンズアレイ基材５０の斜視図である。
【００３９】
マイクロレンズアレイ基材５０は、第１主面５１、第２主面５２を有しており、第１主面５１には、複数のマイクロレンズ５３が周期的に配列されてなるマイクロレンズアレイ５４が設けられ、第２主面５２が平滑面５５となっている。このマイクロレンズアレイ基材５０は、透明基材により構成される。
【００４０】
ｘ軸に平行な軸の方向を第１方向、及び、ｙ軸に平行な軸の方向を第２方向（第１方向とは直交関係）として定義する。
【００４１】
ここで、視覚者が透明ガラススクリーン９０を視覚する際に、中間スクリーン４０（マイクロレンズアレイ基材５０）の第１方向は、視覚者によって水平方向の像として視覚される像を結像する方向であり、中間スクリーン４０（マイクロレンズアレイ基材５０）の第２方向は、視覚者によって垂直方向の像として視覚される像を結像する方向である。
【００４２】
上記のような定義の下、中間スクリーン４０でるマイクロレンズアレイ基材５０は、第１方向と、前記第１方向と直交する第２方向に広がる主面を有している。
【００４３】
図３は第１方向と第２方向に広がるマイクロレンズアレイ５４をｚ軸方向から見た図である。図に示すように、本実施形態に係る中間スクリーン４０（マイクロレンズアレイ基材５０）においては、ｚ軸方向から見たとき、マイクロレンズ５３が、１辺の長さがｄである正方形であるものを用いている。なお、マイクロレンズ５３は正方形でなくてもよく、例えば、正六角形であってもよい。ただし、隣接するマイクロレンズ５３同士は密接していて、隣接するマイクロレンズ５３同士の間隙には、レンズを形成しない平滑面が残っていないことが好ましい。これは、直進透過光を減らすようにするためである。
【００４４】
また、各マイクロレンズ５３は球面レンズ乃至非球面レンズであり、第１主面５１側の頂点において、第１方向に曲率半径Ｒ1の曲率を有しており、第２方向に曲率半径Ｒ2の曲率を有している。なお、頂点とは、各マイクロレンズ５３が最もｚ軸方向に突出している点をいう。
【００４５】
そして、各マイクロレンズ５３の第１方向と平行な面であってマイクロレンズ５３の光軸を含む面における断面形状を、第２方向と平行な面であってマイクロレンズ５３の光軸を含む面における断面形状と異ならせることが好ましい。より詳しくは、各マイクロレンズ５３の第１主面５１側の頂点における第１方向の曲率半径Ｒ1と、第２方向の曲率半径
Ｒ2とは等しくすることも可能であるが、異ならせることが好ましい。
【００４６】
これは、一般的に、ディスプレイ装置１００で表示する画像情報の縦横比が異なっており、画像周辺部の輝度低下の抑制を、画像の上下端部周辺と、画像の左右端部周辺と同程度とするには、各マイクロレンズ５３の第１主面５１側の頂点における第１方向の曲率半径Ｒ1と、第２方向の曲率半径Ｒ2とが異なっていた方がよいからである。
【００４７】
さらに、一般的には、ディスプレイ装置１００で表示する画像情報は横長であることを考慮に入れると、各マイクロレンズ５３の第１主面５１側の頂点における第１方向の曲率半径Ｒ1が、第２方向の曲率半径Ｒ2より小さいことが好ましい。
【００４８】
なお、ディスプレイ装置１００の光源としてレーザー光源を用いたディスプレイ装置では、マイクロレンズアレイ５４を用いることにより、レーザー光によるスペックルノイズが抑制されるという利点を有している。
【００４９】
次に、中間スクリーン４０（マイクロレンズアレイ基材５０）をディスプレイ装置１００に用いる場合、中間スクリーン４０として好ましい光学的な特性について説明する。まず、以下、拡散角を頻用するので、これを定義する。
【００５０】
図４は拡散角の定義を説明する図である。本明細書においては、中間スクリーン４０を構成するマイクロレンズアレイ基材５０、光拡散基材６０から、主面法線方向に対して略平行な光が入射した際に出射される光の最大散乱光強度Ｉmaxの２分の１になる２つの角
度の差である半値幅（ＦＷＨＭ）を拡散角θと定義する。なお、散乱光強度は、XYZ表色
系（CIE１９３１表色系）のY値によっており、三次元変角分光測色システム（ＧＣＭＳ−１３型、株式会社村上色彩技術研究所製）により計測を行っている。
【００５１】
上記のような定義の下、マイクロレンズアレイ基材５０としては、ディスプレイ装置１００による表示の水平方向（第１方向）に対応する拡散角θ1と、ディスプレイ装置１０
０による表示の垂直方向（第２方向）に対応する拡散角θ2と、間には、θ1＞θ2の関係
があることが好ましい。これは、ディスプレイ装置１００で表示する画像情報は横長であることに起因している。
【００５２】
さらに、水平拡散角θ1が２０°以上６０°以下であり、垂直方向拡散角θ2が５°以上３５°以下であることが好ましい。より好ましくは、水平拡散角θ1が２０°以上５０°
以下であり、垂直方向拡散角θ2が１０°以上３０°以下であると、ディスプレイ装置１
００に用いる中間スクリーン４０としては最適なものとなる。これは、虚像に対して正対する視覚者に対して、画像周辺部の輝度を均一に保ちつつ、光源の出力を抑制したまま効率的に高輝度な虚像表示を実現するためであり、マイクロレンズアレイの加工精度や虚像サイズの設計自由度を許容すると、上記の範囲が最適である。
【００５３】
次に、中間スクリーン４０のベースとなる母材の材質について説明する。中間スクリーン４０のベースとなる母材の材質は、透明材質であればどのようなものでもよく、例えば、熱可塑性樹脂・熱硬化性樹脂・ＵＶ硬化性樹脂・電子線硬化性樹脂・ガラスなどを用いることできる。
【００５４】
中間スクリーン４０のベースとなる母材の材質として、熱可塑性樹脂を用いるのであれば、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ＰＥＴ、ポリプロピレン等を挙げることができる。
【００５５】
また、中間スクリーン４０は、一つのベース母材から形成する必要は必ずしも無い。例えば、マイクロレンズアレイ基材５０の場合には、マイクロレンズアレイ５４などと、基板状部材とを別部材で構成しておき、これらを接着材など接合するようにしてもよい。ただし、この場合、全ての部材の屈折率が等しいことが好ましい。
【００５６】
以上のような本発明に係るディスプレイ装置１００においては、ハーフミラーを用いていないため、視覚者の視認性が低下することがない。
【００５７】
また、本発明に係るディスプレイ装置１００においては、プロジェクター部と、中間ス
クリーン４０が用いられており、このような本発明に係るディスプレイ装置１００によれば、従来に比べ、高輝度な虚像を表示することが可能となる。本発明によるこのような効果は、中間スクリーン４０の拡散角が制御されていることによるところが大きい。
【００５８】
なお、以上の実施形態においては、ディスプレイ装置１００の描画方式として、投影部１０及び投影ミラー３０とからなるレーザースキャン方式を、表示部１００に適用した例に基づいて説明したが、本発明に係る表示部１００は、描画方式として、光源と、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）素子とを用いたＬＣＯＳ方式を採用したもの、或いは、光源と、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）素子とを用いたＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式を採用したものなどにも適用することができる。光源としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ、半導体レーザー等を挙げることができる。
【００５９】
なお、ＬＣＯＳ方式の場合には、光源からの光を、反射型の液晶素子であるＬＣＯＳ素子が、前記光を中間スクリーン４０に対して選択的に反射することで、また、ＤＬＰ方式の場合には、光源からの光を、複数のマイクロミラーが配置された反射型の素子であるＤＭＤ素子が、前記光を中間スクリーン４０に対して選択的に反射することで、ディスプレイ装置１００を実現することができる。
【００６０】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本発明の他の実施形態に係るディスプレイ装置１００は、用いられる中間スクリーン４０が先の実施形態に係るディスプレイ装置１００と異なっているので、中間スクリーン４０の相違について説明する。
【００６１】
図５は本発明の他の実施形態に係るディスプレイ装置１００に用いられる中間スクリーン４０を示す図である。本実施形態においては、中間スクリーン４０として、マイクロレンズアレイ／光拡散基材７０が用いられる。なお、図中の矢印はミラー８０からの光が入射する光を示している。
【００６２】
マイクロレンズアレイ／光拡散基材７０は、第１主面７１、第２主面７２を有しており、第１主面７１には、複数のマイクロレンズ７３が周期的に配列されてなるマイクロレンズアレイ７４が設けられ、第２主面７２が光拡散面７５となっている。このマイクロレンズアレイ基材７０は、透明基材により構成される。
【００６３】
光拡散面７５は、周期がランダムである微細凹凸からなっている。このような光拡散面７５は、例えば、すりガラス同様、平滑面に微細な傷が設けられることによって構成される。光拡散面７５を構成するためには、サンドブラスト加工や、ビーズブラスト加工などのブラスト加工が好適である。
【００６４】
上記のようなマイクロレンズアレイ／光拡散基材７０を用いても、先の実施形態同様の効果を享受することができる。
【００６５】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本発明の他の実施形態に係るディスプレイ装置１００も、用いられる中間スクリーン４０が先の実施形態に係るディスプレイ装置１００と異なっているので、中間スクリーン４０の相違について説明する。
【００６６】
図６及び図７は本発明の他の実施形態に係るディスプレイ装置１００に用いられる中間スクリーン４０を示す図である。  本実施形態においては、中間スクリーン４０として、これまで説明したマイクロレンズアレイ基材５０と、光拡散基材６０の２枚が用いられる。なお、図中の矢印はミラー８０からの光が入射する方向を示している。
【００６７】
光拡散基材６０は、第１主面６１、第２主面６２を有し、第１主面６１に光拡散面６４が設けられ、第２主面６２が平滑面６５となっている。
【００６８】
光拡散面６４は、周期がランダムである微細凹凸からなっている。このような光拡散面６４は、例えば、すりガラス同様、平滑面に微細な傷が設けられることによって構成される。光拡散面６４を構成するためには、サンドブラスト加工や、ビーズブラスト加工などのブラスト加工が好適である。
【００６９】
本発明に係る中間スクリーン４０においては、マイクロレンズアレイ基材５０のマイクロレンズアレイ５４が設けられた第１主面５１と、光拡散基材６０の光拡散面６４が設けられた第１主面６１と、が対向配置されている。さらに、マイクロレンズアレイ基材５０と光拡散基材６０との間の対向間隔は０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
【００７０】
ミラー８０からの光を入射させる面は、図６に示すようにマイクロレンズアレイ基材５０の平滑面５５側としてもよいし、図７に示すように光拡散基材６０の平滑面６５としてもよい。ただし、前者のレイアウトの方が、虚像の輝度をより均一にすることができる。
【００７１】
なお、上記の対向間隔は、マイクロレンズアレイ基材５０の主面からマイクロレンズアレイ５４が最も突出した頂部と、光拡散基材６０の主面から光拡散面６４の最も突出した頂部と、の間の間隔をいう。
【００７２】
本実施形態においては、中間スクリーン４０として、マイクロレンズアレイ基材５０と光拡散基材６０とにより像を形成するため、単なるスクリーンを使用して像を形成する場合と比較して、有効に光を伝達することが可能となり、輝度の増加を図ることが可能となる。また、少ない光量でも十分な輝度を得ることが可能となるため、各レーザー光源などの出力を抑制して省電力化を図ることができる。
【００７３】
なお、光拡散基材６０としては拡散角θDが５°以上６°以下であることが好ましい。
本実施形態に係る中間スクリーン４０のように、マイクロレンズアレイ基材５０と光拡散基材６０とを組み合わせて用いる場合、マイクロレンズアレイ基材５０の異方性拡散の性質（水平方向と垂直方向で拡散プロファイルが異なる性質）を保持するためには、拡散角が小さい光拡散基材６０と組み合わせることが望ましい（拡散角の大きい光拡散基材と組み合わせると、光拡散基材の等方性拡散の性質が支配的となり、全体として等方性拡散に近づいていくため）。しかしながら、光拡散基材６０の拡散角が５°以下では回折光起因の虹模様が消えないため、本発明においては、拡散基材６０としては拡散角θDが５°以
上６°以下であるものを採用している。
【００７４】
上記のようなマイクロレンズアレイ基材５０と、光拡散基材６０とからなる中間スクリーン４０を用いても、先の実施形態同様の効果を享受することができる。
【００７５】
以上、本発明に係るディスプレイ装置においては、ハーフミラーを用いていないため、視覚者の視認性が低下することがない。
【００７６】
また、本発明に係るディスプレイ装置においては、プロジェクター部と、中間スクリーンが用いられており、このような本発明に係るディスプレイ装置によれば、従来に比べ、ハーフミラーを用いることなく、光源の出力を抑制したまま効率的に高輝度な虚像を表示することが可能となる。
【符号の説明】
【００７７】
１０・・・投影部
１１・・・第１光源
１２・・・第２光源
１３・・・第３光源
２１・・・第１ダイクロイックプリズム
２２・・・第２ダイクロイックプリズム
２６・・・集光レンズ
３０・・・投影ミラー（走査部）
３５・・・コリメータレンズ
４０・・・中間スクリーン
５０・・・マイクロレンズアレイ基材
５１・・・第１主面
５２・・・第２主面
５３・・・マイクロレンズ
５４・・・マイクロレンズアレイ
５５・・・平滑面
６０・・・光拡散基材
６１・・・第１主面
６２・・・第２主面
６４・・・光拡散面
６５・・・平滑面
７０・・・マイクロレンズアレイ／光拡散基材
７１・・・第１主面
７２・・・第２主面
７３・・・マイクロレンズ
７４・・・マイクロレンズアレイ
７５・・・光拡散面
８０・・・ミラー
８３・・・プロジェクター部
８５Ａ、８５Ｂ・・・投影ユニット
９０・・・透明ガラススクリーン（透明体）
９１・・・第１面
９２・・・第２面
１００・・・ディスプレイ装置
【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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