JP2023024226A - 表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】表示スクリーンの透明性を確保しながら、輝度の向上が図れるとともに、広い視野範囲を実現可能な表示システムを提供する。【解決手段】一実施形態に係る表示システムは、観察者に表示する映像を形成するための映像光を出力する映像出力モジュールと、映像出力モジュールから出力された映像光を拡散して映像を形成する光拡散スクリーンと、透明性を有するとともに、光拡散スクリーンで形成された映像を反射して前記映像を前記観察者に表示する表示スクリーンと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、表示システムに関する。

本技術分野の従来技術として、特許文献１および特許文献２に開示された技術が知られている。特許文献１には、フロントウィンドウに光拡散させる粒子や液晶層を付与し、フロントウィンドウ上で実像表示する技術が開示されている。特許文献２には、液晶ディスプレイの反射像を直接フロントウィンドウに投影する技術が開示されている。

国際公開第２０２０／０８０３５５号 特開２０２０－４４９６１号公報

特許文献１に記載されているようにフロントスクリーンに拡散粒子を添加する場合、拡散粒子を添加しすぎると、外光の影響によってスクリーンが白濁し、視野が阻害される。一方で透明度を保持できる範囲での粒子添加量では十分な反射光量が得られず、表示される像の視認性が得られない。特許文献２のように液晶ディスプレイの反射像を直接フロントウィンドウに投影する場合、液晶ディスプレイの輝度では視認性を確保できない。

本開示は、表示スクリーンの透明性を確保しながら、輝度の向上が図れるとともに、広い視野範囲を実現可能な表示システムを提供することを目的とする。

一実施形態に係る表示システムは、観察者に表示する映像を形成するための映像光を出力する映像出力モジュールと、前記映像出力モジュールから出力された前記映像光を拡散して前記映像を形成する光拡散スクリーンと、透明性を有するとともに、前記光拡散スクリーンで形成された前記映像を反射して前記映像を前記観察者に表示する表示スクリーンと、を備える。

本開示によれば、表示スクリーンの透明性を確保しながら、輝度の向上が図れるとともに、広い視野範囲を実現可能な表示システムを提供できる。

図１は、一実施形態に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図２は、映像出力モジュールの一例の構成を説明するための模式図である。 図３は、制御装置の一例の機能ブロック図である。 図４は、光拡散スクリーンにおける反射率の角度異方性の一例を説明するための図面である。 図５は、変形例１に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図６は、変形例２に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図７は、変形例３に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図８は、変形例４に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図９は、変形例５に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図１０は、変形例６に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図１１は、変形例７に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図１２は、変形例８に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図１３は、図１２に示した表示システムが有する外光カット部材の一例の構成を説明するための図面である。 図１４は、変形例９に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図１５は、図１４に示した光拡散スクリーンを前面側からみた場合の模式図である。 図１６は、図１４に示したＦθレンズ系を説明するための図面である。 図１７は、変形例１０に係る表示システムの構成を示す模式図である。 図１８は、図１７に示した光拡散スクリーンの斜視図である。 図１９は、図１７に示したＦθレンズ系および光拡散スクリーンを説明するための図面である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

一実施形態に係る表示システムは、観察者に表示する映像を形成するための映像光を出力する映像出力モジュールと、前記映像出力モジュールから出力された前記映像光を拡散して前記映像を形成する光拡散スクリーンと、透明性を有するとともに、前記光拡散スクリーンで形成された前記映像を反射して前記映像を前記観察者に表示する表示スクリーンと、を備える。

上記構成では、光拡散スクリーンに映像を形成する。その映像を、表示スクリーンで反射させることによって、観察者に映像を表示する。よって、観察者は、光拡散スクリーンで形成された映像（実像）の反射像を視認する。この場合、映像の輝度および視野範囲は、光拡散ススクリーンで調整可能である。そのため、表示スクリーンの透明性を確保しながら、輝度の向上が図れるとともに、広い視野範囲を実現可能である。

一実施形態に係る表示システムは、前記光拡散スクリーンと前記表示スクリーンとの間に配置され、前記光拡散スクリーンと前記表示スクリーンとの間を伝播する外光の少なくとも一部をカットする外光カット部材を更に備えてもよい。この場合、外光に起因する映像のコントラスト低下を抑制できる。

上記外光カット部材の一例は、ルーバーフィルムであってもよい。

前記光拡散スクリーンは、反射率または透過率に角度異方性を有してもよい。この場合、輝度の向上を図りやすい。

前記光拡散スクリーンのスクリーンゲインは、所望の視野範囲において０．５以上でもよい。この場合、所望の視野範囲における輝度の向上を図れる。

一実施形態に係る表示システムは、前記光拡散スクリーンと前記表示スクリーンとの間に配置され、前記光拡散スクリーンで表示される前記映像を拡大する第１拡大光学系を更に備えてもよい。この構成では、表示スクリーンに映される光拡散スクリーン上の映像の大きさを一定とした場合、第１拡大光学系を用いない場合より、光拡散スクリーンを小型化することができる。よって、上記構成は、表示システムの小型化に寄与する。

一実施形態に係る表示システムは、前記映像出力モジュールと前記光拡散スクリーンの間に配置され、前記映像出力モジュールから出力された前記映像光を、前記光拡散スクリーンに向けて反射する反射部を更に備えてもよい。この場合、映像出力モジュールから出力された映像光の光路を反射部で曲げられる。そのため、光路長を確保しながら、映像出力モジュールと光拡散スクリーンとを近づけることが可能である。よって、上記構成は、表示システムの小型化に寄与する。

一実施形態に係る表示システムは、前記映像出力モジュールと前記光拡散スクリーンの間に配置され、前記光拡散スクリーンで表示される前記映像が拡大されるように前記映像光を前記光拡散スクリーンに伝播するための第２拡大光学系を更に備えてもよい。この構成では、光拡散スクリーンに形成される映像の大きさを一定とした場合、第２拡大光学系を用いない場合より、光拡散スクリーンと映像出力モジュールを近づけて配置可能である。よって、上記構成は、表示システムの小型化に寄与する。

前記映像光は、直線偏光光であり、前記表示スクリーンは、透明性を有するスクリーン本体と、前記スクリーン本体に設けられており前記直線偏光光を選択的に反射する偏光素子と、を有してもよい。この構成では、光拡散スクリーンに形成された映像を上記偏光素子で反射可能である。そのため、より高い輝度を実現可能である。偏光素子は、直線偏光光以外は透過するため、観察者は、表示スクリーンを通して背景を視認できる。

前記表示スクリーンは、透明性を有するスクリーン本体と、前記スクリーン本体に設けられており前記映像光に含まれる波長帯の光を選択的に反射する誘電体多層膜と、を有してもよい。この構成では、光拡散スクリーンに形成された映像を上記誘電体多層膜で反射可能である。そのため、より高い輝度を実現可能である。誘電体多層膜は、映像光に含まれる波長帯以外の波長帯の光を透過するため、観察者は、表示スクリーンを通して背景を視認できる。

前記映像光は、赤色、緑色および青色のうちの少なくとも１色のレーザ光を含むレーザ光でもよい。レーザ光は高い指向性を有することから、少ない光束量でも観察者に到達する光束を効率的に制御可能である。そのため、輝度の向上を図りやすい。

前記映像出力モジュールは、前記映像を形成するように前記レーザ光を走査しながら出力してもよい。この場合、映像出力モジュールは、フォーカスフリーのモジュールである。よって、光拡散スクリーンと映像出力モジュールを近づけて配置可能であることから、上記構成は、表示システムの小型化に寄与する。

一実施形態に係る表示システムは、前記映像出力モジュールと前記光拡散スクリーンの間に配置されるＦθレンズ系を更に備えてもよい。これにより、映像の端部のように画角が広い領域においても光拡散スクリーンに入射する映像光の入射領域（或いは、ビームスポット）の拡がりを低減できる。その結果、上記入射領域の拡がりに起因する画質の劣化を抑制できる。

前記光拡散スクリーンにおいて前記映像出力モジュールからの前記映像光が入射する第１面は、前記第１面と反対側に向けて凸状の曲面でもよい。この場合、第１面が平坦面である場合に比べて、第１面に対して映像光を垂直に入射させやすい。そのため、第１面に入射する映像光の入射領域（或いは、ビームスポット）の拡がりを低減できる。その結果、上記入射領域の拡がりに起因する画質の劣化を抑制できる。

一実施形態に係る表示スクリーンは、前記映像出力モジュールと前記光拡散スクリーンの間に配置され、前記光拡散スクリーンで表示される前記映像が拡大されるように前記映像光を前記光拡散スクリーンに伝播するための拡大光学系と、前記拡大光学系と前記光拡散スクリーンの間に配置されるＦθレンズと、を更に備え、前記映像光は、赤色、緑色および青色のうちの少なくとも１色のレーザ光を含むレーザ光であり、前記映像出力モジュールは、前記映像を形成するように前記レーザ光を走査しながら出力し、前記光拡散スクリーンにおいて前記映像出力モジュールからの前記映像光が入射する第１面は、前記第１面と反対側に向けて凸状の曲面であってもよい。

上記構成では、映像出力モジュールが、映像光であるレーザ光を走査しながら出力する。このような映像出力モジュールは、フォーカスフリーのモジュールである。よって、光拡散スクリーンと映像出力モジュールを近づけて配置可能である。表示スクリーンが上記第２拡大光学系を備えることから、光拡散スクリーンに形成される映像の大きさを一定とした場合、第２拡大光学系を用いない場合より、光拡散スクリーンと映像出力モジュールを近づけて配置可能である。Ｆθレンズ系を更に備え、光拡散スクリーンにおいて映像光が入射される第１面は前述した曲面である。この場合、光拡散スクリーンと映像出力モジュールを近づけることによって、映像の端部近傍の画角が大きくなっても、第１面が平坦面である場合、Ｆθレンズ系を用いない場合などに比べて、映像光であるレーザ光の入射領域（或いはビームスポット径）の拡がりを低減できる。そのため、上記入射領域の拡がりに起因する画質の劣化を抑制できる。したがって、上記構成では、画質の劣化を抑制しながら表示システムを小型化できる。Ｆθレンズ系を備えるとともに、光拡散スクリーンの第１面が上記曲面であることによって、上記レーザ光の入射領域の拡がり抑制を実現するためのＦθレンズ系の集光条件などがＦθレンズ系のみで上記拡がり抑制を実現する場合より緩和される。したがって、たとえば、Ｆθレンズ系の大きさを光拡散スクリーンに形成される映像より小さくすることも可能である。この点でも、表示システムの小型化を図ることが可能である。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一実施形態に係る表示システムの構成を概略的に示す模式図である。図１に示したように、表示システム１は、映像出力モジュールＭと、光拡散スクリーン２と、表示スクリーン３とを備える。表示システム１は、映像出力モジュールＭから出力される映像を、光拡散スクリーン２に実像（映像）４ａとして表示する。観察者Ｅは、実像４ａの表示スクリーン３による反射像（映像）４ｂを視認する。図１では、実像４ａおよび反射像４ｂを破線で模式的に示している。断らない限り、他の図でも同様に実像４ａおよび反射像４ｂを模式的に示す。

映像出力モジュールＭは、観察者Ｅに示す映像を出力する。本実施形態において、映像出力モジュールＭは、映像を形成するための描画レーザ光（映像光）Ｌを出力する描画モジュールである。映像出力モジュールＭは、描画レーザ光Ｌを、上記映像を描画するように走査しながら出力するレーザ走査モジュールである。映像出力モジュールＭは、図２に示したように、光出力部１０と走査部２０とを有する。

光出力部１０は、描画レーザ光Ｌを出力する。描画レーザ光Ｌは、赤色、緑色および青色の少なくとも１つの色のレーザ光を含むレーザ光である。赤色レーザ光の発振波長（或いは中心波長）の例は、波長６２０ｎｍ以上波長６５０ｎｍ以下である。緑色レーザ光の発振波長（或いは中心波長）の例は、波長５１０ｎｍ以上波長５４０ｎｍ以下である。青色レーザ光の発振波長（或いは中心波長）の例は、波長４３５ｎｍ以上波長４６５ｎｍ以下である。以下では、断らない限り、描画レーザ光Ｌは、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光を含むレーザ光である。

光出力部１０は、光源部１１と合波部１３とを有する。光源部１１は、光出力部１０から赤色、緑色および青色の少なくとも１つの色のレーザ光を含む描画レーザ光Ｌを出力するために少なくとも１つの光源（たとえば、後述するレーザダイオードチップ）を有する。本実施形態では、描画レーザ光Ｌは、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光を含むレーザ光である。したがって、光源部１１は、第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃを有する。

第１光源１２ａは、第１レーザ光Ｌ１を出力する半導体レーザ素子である。第１レーザ光Ｌ１は、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のうちの何れかのレーザ光である。第２光源１２ｂは、第２レーザ光Ｌ２を出力する半導体レーザ素子である。第２レーザ光Ｌ２は、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のうち第１レーザ光Ｌ１に対応する色のレーザ光以外の何れかのレーザ光である。第３光源１２ｃは、第３レーザ光Ｌ３を出力する半導体レーザ素子である。第３レーザ光Ｌ３は、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のうち第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２に対応する色のレーザ光以外のレーザ光である。

第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃの例は、レーザダイオード（ＬＤ）である。第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃは、レーザダイオードチップ（ＬＤチップ）でもよい。第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃは、ＣＡＮ型の半導体レーザ素子でもよい。

以下の説明では、断らない限り、第１レーザ光Ｌ１、第２レーザ光Ｌ２および第３レーザ光Ｌ３は、次に示したレーザ光である。
第１レーザ光Ｌ１：赤色レーザ光
第２レーザ光Ｌ２：緑色レーザ光
第３レーザ光Ｌ３：青色レーザ光

合波部１３は、第１レーザ光Ｌ１、第２レーザ光Ｌ２および第３レーザ光Ｌ３を合波可能に構成されている。図２に示した合波部１３に基づいて、合波部１３の一例を説明する。合波部１３は、レンズ１４ａ、レンズ１４ｂ、レンズ１４ｃ、フィルタ１５ａ、フィルタ１５ｂおよびフィルタ１５ｃを有する。

レンズ１４ａは、第１レーザ光Ｌ１をコリメートするコリメートレンズである。レンズ１４ｂは、第２レーザ光Ｌ２をコリメートするコリメートレンズである。レンズ１４ｃは、第３レーザ光Ｌ３をコリメートするコリメートレンズである。

フィルタ１５ａ、フィルタ１５ｂおよびフィルタ１５ｃは、たとえば波長選択性フィルタである。

フィルタ１５ａは、レンズ１４ａによってコリメートされた第１レーザ光Ｌ１をフィルタ１５ｂに向けて反射する。フィルタ１５ｂは、第１レーザ光Ｌ１を透過するとともに、レンズ１４ｂによってコリメートされた第２レーザ光Ｌ２をフィルタ１５ｃに向けて反射する。これにより、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２が合波される。フィルタ１５ｃは、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２（すなわち、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の合波光）を透過し、レンズ１４ｃによってコリメートされた第３レーザ光Ｌ３をフィルタ１５ｂと反対側（図２における走査部２０側）に反射する。これにより、第１レーザ光Ｌ１、第２レーザ光Ｌ２および第３レーザ光Ｌ３が合波された合波光である描画レーザ光Ｌが得られる。フィルタ１５ａ、フィルタ１５ｂおよびフィルタ１５ｃを用いて合波される第１レーザ光Ｌ１、第２レーザ光Ｌ２および第３レーザ光Ｌ３は、コリメート光であるため、描画レーザ光Ｌもコリメート光である。

第１レーザ光Ｌ１、第２レーザ光Ｌ２および第３レーザ光Ｌ３が全て出力されている場合を例にして説明した。しかしながら、第１レーザ光Ｌ１、第２レーザ光Ｌ２および第３レーザ光Ｌ３のうち何れかが出力されていない場合、描画レーザ光Ｌは、出力されているレーザ光が合波された光である。

走査部２０は、描画レーザ光Ｌを反射するとともに、観察者Ｅに示す映像（実像４ａおよびその反射像４ｂ）を描画するように、描画レーザ光Ｌを２次元的に走査する。図２では模式的に走査部２０を示している。走査部２０は、描画レーザ光Ｌを反射する反射鏡（反射部）２１と、反射鏡２１を２次元駆動する駆動機構２２とを有する。走査部２０の例は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いたＭＥＭＳチップである。この場合、反射鏡２１はＭＥＭＳミラーである。

光出力部１０および走査部２０は、電子冷却モジュール（以下、ＴＥＣ（Ｔｈｅｒｍｏ－Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｏｌｅｒ）と称する場合もある。）上に設けられてもよい。ＴＥＣの例は、熱電クーラー、またはペルチェモジュール（ペルチェ素子）である。

描画レーザ光Ｌの光路において、合波部１３と走査部２０との間には、描画レーザ光Ｌを通すアパーチャーが設けられてもよい。これにより、描画レーザ光Ｌの径をより小さくしたり、描画に寄与しない不要な光をカットしたりすることが可能である。

光出力部１０および走査部２０は、パッケージ（収容部）３０内に収容されていてもよい。この場合、パッケージ３０には、描画レーザ光Ｌを通す窓部３１が形成される。窓部３１は、たとえば、パッケージ３０の壁面に形成された開口３０ａに窓部材３２が取り付けられることによって形成され得る。一実施形態において、上記パッケージ３０は、気密封止（ハーメチックシール）され得る。

図１に示したように、表示システム１は、映像出力モジュールＭを制御する制御装置４０を有してもよい。制御装置４０は、光出力部１０および走査部２０を制御する。制御装置４０は、外部から制御装置４０に入力される映像入力信号に応じて、描画レーザ光Ｌが、観察者Ｅに示す映像を描画するように、光源部１１および走査部２０を駆動する。制御装置４０は、たとえば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）である。

映像入力信号は、表示すべき映像の情報（各画素の位置情報、各画素の色情報など）を含む信号である。映像入力信号は、表示すべき映像を作成する映像作成装置で作成される。映像作成装置は、たとえば、映像作成ソフトなどが組み込まれたコンピュータである。

図３は、制御装置４０の一例の機能ブロック図である。制御装置４０は、信号入力部４１、信号解析部４２、走査制御部４３、光源制御部４４および記憶部４５を有する。

信号入力部４１は、映像入力信号を受け付ける。信号入力部４１は、信号線などが接続されるポートを含む。

信号解析部４２は、信号入力部４１に入力された映像入力信号を解析する。信号解析部４２は、映像入力信号に含まれる映像情報のうち、表示すべき映像を構成する複数の画素の位置情報と色情報を光源制御部４４に入力する。

走査制御部４３は、規定の周波数に基づいて、描画レーザ光Ｌによって映像を描画するように、走査部２０を制御する。走査制御部４３は、走査部２０の駆動状態を検出し、上記複数の画素の位置情報に対応するタイミング情報を光源制御部４４に入力する。

光源制御部４４は、上記複数の画素の位置情報、色情報、タイミング情報に基づいて光源部１１を駆動する。具体的には、光源制御部４４は、第１レーザ光Ｌ１、第２レーザ光Ｌ２および第３レーザ光Ｌ３が各画素の色を実現するための出力強度を有するように、第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃそれぞれを駆動する。

記憶部４５は、コンピュータを、映像出力モジュールＭの制御装置４０として機能させるためのプログラム、その他、映像出力モジュールＭを制御するために必要な情報等を保存する。

制御装置４０は、たとえば、表示システム専用の装置でもよい。或いは、上記制御装置４０の機能を実現するプログラムを実行することによって、パーソナルコンピュータなどを制御装置４０として使用し得る。制御装置４０は、映像出力モジュールＭの一部でもよい。

図１に戻って、光拡散スクリーン２を説明する。光拡散スクリーン２は、光拡散性を有するスクリーンである。光拡散スクリーン２は、入射される描画レーザ光Ｌを拡散させることによって、実像（映像）４ａを形成する。光拡散スクリーン２は、光拡散粒子が分散されることによって光拡散性を有してもよい。たとえば、光拡散スクリーンは、基材と、基材に分散された光拡散粒子とを有するスクリーンでもよい。光拡散スクリーン２は、前面、背面または内部に設けられた微細構造（凹凸構造、マイクロレンズ構造等）によって光拡散性を有してもよい。たとえば、光拡散スクリーン２は、基材と、基材に設けられた上記微細構造とを有するスクリーンでよい。上記基材は、単一材料によって形成された部材（単層構造の部材）でもよいし、異なる材料の層が積層された部材（多層構造の部材）でもよい。基材は、透明部材でもよい。

光拡散スクリーン２における描画レーザ光Ｌが入射される面を前面２ａと称し、前面２ａと反対側の面を背面２ｂと称した場合、本実施形態における光拡散スクリーン２は、前面２ａ側に実像４ａが形成されるスクリーン（フロントタイプスクリーン）である。このような形態は、光拡散スクリーン２が描画レーザ光Ｌを反射する形態に対応する。光拡散スクリーン２は、反射率（又は拡散性）の角度異方性を有してもよい。一実施形態において、光拡散スクリーン２は、観察者Ｅに示す映像（実像４ａおよびその反射像４ｂ）の輝度向上を実現可能な反射率の角度異方性を有する。光拡散スクリーン２は、実像４ａにおける直交する２方向の少なくとも一方において上記角度異方性を有し得る。上記直交する２方向は、たとえば、実像４ａの形成領域が長方形である場合は、長辺方向と短辺方向であり、上記形成領域が正方形である場合は、直交する２つの辺それぞれの方向である。

図４は、光拡散スクリーン２が有する反射率の角度異方性の一例を示す図面である。図４の横軸は、光拡散スクリーン２を正面（前面２ａ側）からみた場合において光拡散スクリーン２の中心位置での垂直方向に対する角度であり、角度０°は、上記中心位置の垂直方向に相当する。図４の縦軸は、スクリーンゲインを示している。一実施形態において、光拡散スクリーン２の反射率の角度異方性は、図４に示したように、スクリーンゲインの角度異方性によって表される。たとえば、光拡散スクリーン２は、ピークゲインＰＧを有する山型のスクリーンゲインを有する。光拡散スクリーン２は、所望の視野範囲（―α°以上＋α°以下）におけるスクリーンゲインが０．５以上であるスクリーンであり得る。ピークゲインＰＧは、たとえば、１．０以上である。所望の視野範囲は、たとえば、表示システム１の用途に応じたものであればよいが、－７０°以上７０°以下、－４５°以上４５°以下等が例示される。図４に示したスクリーンゲイン特性は、実像４ａにおける上記直交する２方向の一方に対する例であるが、他方に対しても同様に上記スクリーンの特性を有し得る。実像４ａにおける上記直交する２方向の両方において、上記スクリーンゲインの特性（或いは反射率の角度異方性）を有する場合、それらの特性は異なっていてもよい。

図１に戻って表示スクリーン３を説明する。表示スクリーン３は、透明性を有し、映像出力モジュールＭから出力される映像を観察者Ｅに示すための部材である。表示スクリーン３は、光拡散スクリーン２上の実像４ａが映り込むように光拡散スクリーン２に対して配置されている。このような配置では、光拡散スクリーン２に示された実像４ａが表示スクリーン３によってフレネル反射する。よって、実像４ａの反射像（映像）４ｂが観察者Ｅに表示される。

表示スクリーン３は、透明性を有する光学部材でよい。表示スクリーン３における透明性は、観察者Ｅが表示スクリーン３の背面側（表示スクリーン３からみて観察者Ｅと反対側）を視認可能な透明性である。たとえば、上記「透明性」は、可視光の波長帯（波長３８０ｎｍ以上波長７８０ｎｍ以下）に対する透過率（光透過性）によって評価され得る。表示スクリーン３は、たとえば、可視光の波長帯に対する透過率が７０％以上であるスクリーンである。表示スクリーン３の上記透過率は、８０％以上でもよいし、９０％以上でもよい。表示スクリーン３の材料の例は、ガラス、樹脂などである。ウインドウ（窓）なども表示スクリーン３として使用され得る。

上記表示システム１では、映像出力モジュールＭから出力された描画レーザ光Ｌ（走査された描画レーザ光Ｌ）が、光拡散スクリーン２上に入射することで、光拡散スクリーン２上に実像４ａが形成される。換言すれば、映像出力モジュールＭから出力された映像（走査された描画レーザ光Ｌ）が光拡散スクリーン２に投影される。光拡散スクリーン２に入射した描画レーザ光Ｌであって、光拡散スクリーン２によって拡散反射された描画レーザ光Ｌは更に表示スクリーン３に入射する。表示スクリーン３に入射された描画レーザ光Ｌが表示スクリーン３でフレネル反射することで、反射像４ｂが形成される。換言すれば、実像４ａが表示スクリーン３に映り込む。そのため、表示スクリーン３を見ている観察者Ｅは、反射像４ｂを視認できる。

上記表示システム１では、表示スクリーン３が透明性を有することから、観察者Ｅは、表示スクリーン３に映し出される反射像４ｂ（映像出力モジュールＭから出力された映像）を視認しながら、表示スクリーン３の背面側（背景）も視認できる。すなわち、表示システム１では、背景に重畳して反射像４ｂを観察者Ｅに表示可能であり、たとえば、拡張現実も実現可能である。

光拡散スクリーン２に形成した実像４ａを表示スクリーン３で反射させている。よって、観察者Ｅは、実像４ａに対応する反射像４ｂを視認する。この場合、映像出力モジュールＭから出力される映像を表示スクリーン３に直接投影する場合より、表示スクリーン３に光拡散性が要求されない。たとえば、表示スクリーン３は、光拡散性を有しなくてもよい。そのため、観察者Ｅによる背景の視認性が向上する。

光拡散スクリーン２に形成した実像４ａを表示スクリーン３で反射させていることから、上記表示システム１の構成では、観察者Ｅに表示する映像（具体的には、反射像４ｂ）の輝度および視野範囲は、光拡散スクリーン２によって調整可能である。そのため、高輝度および広視野範囲を確保できる。そのため、たとえば、映像を複数の観察者Ｅが同時に視認することができる。その結果、表示された映像に基づいて観察者Ｅ同士がコミュニケーションを図ることができる。

光拡散スクリーン２が反射率の角度異方性を有する形態では、映像（実像４ａ）の輝度の向上を図り易い。特に、図４を利用して説明したスクリーンゲインを光拡散スクリーン２が有する場合、所望の視野範囲において高い輝度を実現できる。

本実施形態で説明したように、描画レーザ光Ｌを用いて実像４ａを形成している。レーザ光は指向性が高いことから、少ない光束量でも観察者Ｅの視野に到達する光束を効率的に制御可能である。換言すれば、指向性が高いレーザ光を用いることによって、映像出力モジュールＭから出力された光（本実施形態では描画レーザ光Ｌ）を有効に活用できる。よって、観察者Ｅに表示する映像（具体的には反射像４ｂ）の高輝度化を図れる。映像出力モジュールＭから出力された光を有効に活用できることから、表示システム１（より具体的には、映像出力モジュールＭ）の低消費電力化を実現可能である。

更に、描画レーザ光Ｌの走査によって実像４ａを形成する場合、映像出力モジュールＭは、フォーカスフリーを実現したモジュールである。この場合、映像出力モジュールＭと光拡散スクリーン２とを近づけて配置可能である。そのため、映像出力モジュールＭと光拡散スクリーン２とを含む映像形成ユニット（映像装置）の小型化が可能であり、結果として、表示システム１の小型化が可能である。更に、映像出力モジュールＭがフォーカスフリーを実現したモジュールであることは、上記映像形成ユニットおよび表示システム１の構成の簡易化に寄与する。

表示システム１では、映像出力モジュールＭから出力される光の輝度、光拡散スクリーン２の光拡散性などによって輝度向上を図りやすい。そのため、たとえば、液晶ディスプレイで映像を表示する場合に比べて、観察者Ｅが視認する映像（反射像４ｂ）の高輝度化を図れる。更に、光拡散スクリーン２では、入射された光を拡散させることによって実像４ａを形成している。そのため、液晶素子などが不要であることから、表示システム１の耐久性の向上が図れる。

第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃがＬＤチップである場合、映像出力モジュールＭの小型化を図れる。その結果、映像出力モジュールＭおよびそれを含む表示システム１の小型化を実現し易い。

第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃ並びに合波部１３を基板に実装する場合、第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃ並びに合波部１３は、たとえば、適宜、支持台（たとえばサブマウント）などを介して基板に実装されてもよい。

走査部２０がＭＥＭＳチップであり且つ走査部２０が光出力部１０と一緒にパッケージ（収容部）３０内に収容されている場合、映像出力モジュールＭの小型化を図れる。たとえば、走査部２０がＭＥＭＳチップである場合、光出力部１０が実装される基板上に、走査部２０も実装できる。これにより、パッケージ３０を小型化できる。第１光源１２ａ、第２光源１２ｂ、第３光源１２ｃ、合波部１３およびＭＥＭＳチップ（走査部２０）を同じ基板に実装する場合、それらは、たとえば、適宜、支持台（たとえばサブマウント）などを介して基板に実装されてもよい。

（変形例１）
図５は、変形例１に係る表示システムの模式図である。図５に示した表示システム１Ａは、光拡散スクリーン２と表示スクリーン３との間に拡大光学系（第１拡大光学系）５を有する点で、表示システム１と相違する。拡大光学系５を更に有する点以外の表示システム１Ａの構成は、表示システム１の場合と同様である。よって、表示システム１Ａは、表示システム１と同様の作用効果を有する。

拡大光学系５は、実像４ａを拡大して表示スクリーン３に投影する光学系である。具体的には、拡大光学系５は、光拡散スクリーン２によって拡散反射された描画レーザ光Ｌを、拡大光学系５が存在しない場合より反射像４ｂが拡大するように表示スクリーン３に伝播する光学系である。拡大光学系５の例は、拡大レンズ、フレネルレンズ、回折レンズなどである。拡大レンズは複数のレンズの組み合わせで実現されてもよい。拡大光学系５によって、表示スクリーン３に拡大された実像４ａが映り込む。よって、たとえば、同じ大きさの反射像４ｂを得る場合、拡大光学系５を設けることによって、光拡散スクリーン２のサイズを小型化することが可能である。その結果、表示システム１Ａの小型化を図れる。

（変形例２）
図６は、変形例２に係る表示システムの模式図である。図６に示した表示システム１Ｂは、映像出力モジュールＭと光拡散スクリーン２との間に反射部６を有する点で、表示システム１と相違する。反射部６を更に有する点以外の表示システム１Ｂの構成は、表示システム１の場合と同様である。よって、表示システム１Ｂは、表示システム１Ａと同様の作用効果を有する。

反射部６は、映像出力モジュールＭから出力された描画レーザ光Ｌの光路上に配置されている。反射部６は、描画レーザ光Ｌを光拡散スクリーン２に向けて反射する。反射部６の例は、反射鏡である。反射部６は、平面鏡でもよいし、映像出力モジュールＭから出力される映像を拡大して光拡散スクリーン２に投影するような曲面を有する鏡でもよい。たとえば、反射部６が有する反射面は、光拡散スクリーン２側に向けて凸状の曲面を有してもよい。

反射部６によって、映像出力モジュールＭから光拡散スクリーン２までの描画レーザ光Ｌの光路を曲げることが可能である。その結果、図６に示したように、実像４ａが一定の大きさ（所望の大きさ）を得るための光路長を確保しながら、光拡散スクリーン２に対して映像出力モジュールＭを近づけて配置可能である。これにより、映像出力モジュールＭと光拡散スクリーン２とを有する映像形成ユニット（映像装置）の小型化が図れ、更に、表示システム１Ａの小型化も図れる。

反射部６が映像の拡大機能を有する場合、一定の大きさの映像を得るための光路長を短くできる。そのため、上記映像形成ユニットおよび表示システム１Ａの小型化を更に図れる。

（変形例３）
図７は、変形例３に係る表示システムの模式図である。図７に示した表示システム１Ｃは、映像出力モジュールＭと光拡散スクリーン２との間に拡大光学系（第２拡大光学系）７を有する点で、表示システム１と相違する。拡大光学系７を更に有する点以外の表示システム１Ｃの構成は、表示システム１の場合と同様である。よって、表示システム１Ｃは、表示システム１と同様の作用効果を有する。

拡大光学系７は、映像出力モジュールＭから出力された映像を拡大して光拡散スクリーン２に投影するための光学系である。具体的には、拡大光学系７は、映像出力モジュールＭから出力された光（本変形例では描画レーザ光Ｌ）を、拡大光学系７が存在しない場合より実像４ａが拡大するように光拡散スクリーン２に伝播する光学系である。拡大光学系７の例は、拡大レンズである。拡大光学系７は、色収差を補正するように複数のレンズによって構成されていてもよい。拡大光学系７によって、映像出力モジュールＭから出力され且つ拡大された映像が光拡散スクリーン２に投影される。たとえば、同じ大きさの実像４ａを得る場合、拡大光学系７を設けることによって、映像出力モジュールＭと光拡散スクリーン２との間の距離を短くすることが可能である。その結果、映像出力モジュールＭと光拡散スクリーン２とを有する映像形成ユニット（映像装置）の小型化が図れ、更に、表示システム１Ｃの小型化も図れる。

（変形例４）
図８は、変形例４に係る表示システムの模式図である。図８に示した表示システム１Ｄは、光拡散スクリーン２の代わりに光拡散スクリーン２Ａを有する点で、表示システム１と相違する。光拡散スクリーン２Ａを有する点以外の表示システム１Ｄの構成は、表示システム１の場合と同様である。よって、表示システム１Ｄは、表示システム１と同様の作用効果を有する。

光拡散スクリーン２Ａは、前面２ａが曲面である点で、光拡散スクリーン２と相違する。前面２ａは、実像４ａ（反射像４ｂ）の輝度が向上することおよび視野範囲を広げることの少なくとも一方の機能を有するように設計された曲面であり得る。前面２ａは、描画レーザ光Ｌの画角が大きい場合（たとえば描画レーザ光Ｌが実像４ａの端部近傍に走査されている場合）でも、前面２ａにおける描画レーザ光Ｌの入射領域（図１５に示すビームスポットＢＳに相当）の拡がりを抑制可能な曲面であり得る。換言すれば、前面２ａは、画角が大きい場合における描画レーザ光Ｌの入射領域の大きさが、実像４ａの中央近傍に描画レーザ光Ｌが入射する場合の入射領域と同様となるような曲面である。描画レーザ光Ｌの入射領域の拡がりを抑制可能な曲面としての前面２ａを有する光拡散スクリーン２Ａの一例は、図１９に示した光拡散スクリーン２Ａ１である。たとえば、前面２ａは、画角によらず、前面２ａが平坦面である場合より、描画レーザ光Ｌが、前面２ａに垂直に入射するように形成された曲面である。一実施形態において、前面２ａは、描画レーザ光Ｌが、前面２ａに垂直に入射するように形成されている。前面２ａは、たとえば、図８に示したように、前面２ａと反対側の背面（第２面）２ｂ側に凸状の曲面でもよい。前面２ａは湾曲していてもよい。上記入射領域は、走査されている描画レーザ光Ｌ（レーザビーム）が前面２ａに入射する場合に、描画レーザ光Ｌと前面２ａとが交差する領域である。

前面２ａは、実像４ａにおける直交する２方向で曲率の異な曲面でもよい。上記直交する２方向は、たとえば、実像４ａの形成領域が長方形である場合は、長辺方向と短辺方向であり、上記形成領域が正方形である場合は、直交する２つの辺それぞれの方向である。上記直交する２方向は、水平方向および垂直方向でもよい。前面２ａは、自由曲面でもよい。図８に示した光拡散スクリーン２Ａのように、背面２ｂも前面２ａと同様の曲面を有してもよい。

このように前面２ａを曲面とすることで、実像４ａ（反射像４ｂ）の輝度を制御可能である。前面２ａが、背面２ｂ側に凸状の曲面である形態では、画角が大きい場合でも描画レーザ光Ｌの入射領域の拡がりを低減可能である。そのため、上記入射流域の拡がりに伴う画質の劣化を抑制できる。たとえば、映像出力モジュールＭと光拡散スクリーン２とを有する映像形成ユニット（映像装置）の小型化を図るため、映像出力モジュールＭを光拡散スクリーン２Ａに近づけて配置した場合、実像４ａの端部近傍の画角は相対的に大きくなる。このような場合でも、前面２ａが曲面である光拡散スクリーン２Ａを用いることによって、画質の劣化を抑制できる。その結果、表示システム１Ｄでは、上記映像形成ユニット（映像装置）の小型化を図りながら、鮮明な映像を観察者Ｅに提示可能である。

（変形例５）
図９は、変形例５に係る表示システムの模式図である。図９に示した表示システム１Ｅは、描画レーザ光Ｌが直線偏光のレーザ光である点および表示スクリーン３の代わりに表示スクリーン５０Ａを備える点で、表示システム１と相違する。上記相違点以外の表示システム１Ｅの構成は、表示システム１の場合と同様である。よって、表示システム１Ｅは、表示システム１と同様の作用効果を有する。

映像出力モジュールＭは、直線偏光光である描画レーザ光Ｌを出力する。映像出力モジュールＭが有する第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃがＬＤチップである場合、ＬＤチップからは直線偏光光（たとえば、Ｓ偏光）が出力される。よって、第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃにＬＤチップを用いることによって、直線偏光の描画レーザ光Ｌを容易に出力できる。第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃがＬＤチップである形態では、ＬＤチップの出力端面が基板の主面（第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃが搭載される面）に直交するように第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃを実装した場合、光出力部１０から出力される描画レーザ光Ｌは、Ｓ偏光（或いはＴＥモード）のレーザ光である。映像出力モジュールＭは、直線偏光子を用いて直線偏光の描画レーザ光Ｌを形成してもよい。この場合、第１光源１２ａ、第２光源１２ｂおよび第３光源１２ｃはＬＤチップに限定されない。

表示スクリーン５０Ａは、スクリーン本体５１と、スクリーン本体５１の前面５１ａに設けられた偏光素子５２とを有する。上記前面５１ａは、スクリーン本体５１において観察者Ｅ側の面（または光拡散スクリーン２に臨む面）である。スクリーン本体５１は、図１に示した表示スクリーン３と同じ部材でよい。この場合、表示スクリーン５０Ａは、表示スクリーン３に偏光素子５２が設けられたスクリーンに相当する。

偏光素子５２は、直線偏光光を選択的に反射する反射型偏光素子である。このような特性を有すれば偏光素子５２の構成は限定されない。偏光素子５２の一例はワイヤグリッド偏光子である。偏光素子５２は、直線偏光光である描画レーザ光Ｌを反射可能にスクリーン本体５１に配置されている。

表示スクリーン５０Ａでは、実像４ａを形成しており表示スクリーン５０Ａに入射される描画レーザ光Ｌ（光拡散スクリーン２で拡散反射された描画レーザ光Ｌ）が偏光素子５２によって反射される。そのため、フレネル反射の場合より、反射量が多くなり、結果として、反射像４ｂの輝度が向上する。偏光素子５２は、直線偏光光以外は透過するため、観察者Ｅは、背景も視認できる。すなわち、表示システム１Ｅでは、背景の視認性を確保しながら、より高輝度の反射像４ｂを形成可能である。

（変形例６）
図１０は、変形例６に係る表示システムの模式図である。図１０に示した表示システム１Ｆは、表示スクリーン３の代わりに表示スクリーン５０Ｂを備える点で、表示システム１と相違する。上記相違点以外の表示システム１Ｆの構成は、表示システム１の場合と同様である。よって、表示システム１Ｆは、表示システム１と同様の作用効果を有する。

表示スクリーン５０Ｂは、スクリーン本体５１と、スクリーン本体５１の前面５１ａに設けられた誘電体多層膜５３とを有する。スクリーン本体５１は、変形例５で説明したスクリーン本体５１と同様に、図１に示した表示スクリーン３と同じ部材でよい。この場合、表示スクリーン５０Ｂは、表示スクリーン３に誘電体多層膜５３が設けられたスクリーンに相当する。

本変形例において、誘電体多層膜５３は、平坦な膜である。誘電体多層膜５３は、屈折率の高い膜（たとえば屈折率が２．０以上２．６以下の膜）と、屈折率の低い膜（たとえば、屈折率が１．３以上１．６以下の膜）とが交互に積層された膜である。誘電体多層膜５３の厚さは、たとえば、２０ｎｍ以上９００ｎｍ以下である。誘電体多層膜５３は、描画レーザ光Ｌに含まれる波長帯の光を選択的に反射する反射特性を有する膜である。誘電体多層膜５３が反射する波長帯の光の反射率は、たとえば、４０％以上９０％以下であり、上記波長帯以外の可視光の波長帯における透過率は、５０％以上９８％以下である。描画レーザ光Ｌは、三原色（赤色、緑色および青色）を含む。よって、本変形例では、誘電体多層膜５３は、赤色のレーザ光、緑色のレーザ光および青色のレーザ光を選択的に反射する。赤色のレーザ光の波長帯は、たとえば、波長６１５ｎｍ以上波長６６０ｎｍ以下である。緑色のレーザ光の波長帯は、たとえば、波長４９５ｎｍ以上波長５４５ｎｍ以下である。青色のレーザ光の波長帯は、たとえば、波長４３０ｎｍ以上波長４８０ｎｍ以下である。

誘電体多層膜５３の反射特性は、誘電体多層膜５３を構成する複数の層それぞれの厚さ、材料等を調整することで実現され得る。誘電体多層膜５３における高い屈折率を有する層の厚さの例は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、誘電体多層膜５３における低い屈折率を有する層の厚さの例は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。誘電体多層膜５３における高い屈折率を有する層の材料としては、たとえば、ＴｉＯ_２（二酸化チタン）、Ｎｂ_２Ｏ_２（五酸化ニオブ）、Ｔａ_２Ｏ_５（五酸化タンタル）等が挙げられる。誘電体多層膜５３における低い屈折率を有する層の材料としては、たとえば、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）、ＭｇＦ_２（フッ化マグネシウム）、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）等が挙げられる。

誘電体多層膜５３は、上記のように描画レーザ光Ｌに含まれる波長帯の光を選択的に反射する。そのため、実像４ａを形成しており表示スクリーン５０Ａに入射される描画レーザ光Ｌ（光拡散スクリーン２で拡散反射された描画レーザ光Ｌ）は誘電体多層膜５３によって反射される。この場合、フレネル反射の場合より、反射量が多くなることから、反射像４ｂの輝度が向上する。

誘電体多層膜５３は、描画レーザ光Ｌに含まれる波長帯以外の波長帯の光を透過することから、観察者Ｅは、背景も視認できる。すなわち、表示システム１Ｆでは、背景の視認性（透明性）を確保しながら、より高輝度の反射像４ｂを形成可能である。

レーザ光のスペクトル線幅は狭い。したがって、誘電体多層膜５３では、透過率の低減を最小限に抑えながら、描画レーザ光Ｌに対する反射率を上げることが可能である。その結果、映像光に描画レーザ光Ｌを用いている形態では、背景の視認性（透明性）を確保しながら、高輝度の反射像４ｂを一層形成し易い。

（変形例７）
図１１は、変形例７に係る表示システムの模式図である。図１１に示した表示システム１Ｇは、光拡散スクリーン２の代わりに光拡散スクリーン２Ｂを備える点で、図９に示した表示システム１Ｅと相違する。上記相違点以外の表示システム１Ｇの構成は、表示システム１Ｅの場合と同様である。よって、表示システム１Ｇは、表示システム１Ｅと同様の作用効果を有する。

光拡散スクリーン２Ｂは、透過型のスクリーンである。換言すれば、光拡散スクリーン２Ｂは、リアタイプ（或いはリアプロジェクションタイプ）のスクリーンである。光拡散スクリーン２Ｂでは、描画レーザ光Ｌが入射される前面２ａと反対側の背面２ｂ側に実像４ａが形成される。すなわち、前面２ａから背面２ｂ側に向けて描画レーザ光Ｌが主に拡散される光拡散性を光拡散スクリーン２Ｂは有する。表示システム１Ｇでは、光拡散スクリーン２Ｂの背面２ｂ側に形成された実像４ａが、表示スクリーン５０Ａが有する偏光素子５２によって反射されることによって反射像４ｂが形成される。

光拡散スクリーン２Ｂは透過型であることから、映像出力モジュールＭの配置を変更することができる。

光拡散スクリーン２Ｂは、透過率の角度異方性を有してもよい。上記透過率の角度異方性は、反射率の角度異方性と同様でよい。透過率の角度異方性は、光拡散スクリーン２の場合と同様にスクリーンゲインで評価され得る。透過率の角度異方性を有する場合の光拡散スクリーン２Ｂが有するスクリーンゲインの一例は、光拡散スクリーン２に対して説明した場合と同様である。光拡散スクリーン２Ｂは、透過率の角度異方性を有する場合の作用効果は、光拡散スクリーン２が反射率の角度異方性を有する場合の作用効果と同様である。

（変形例８）
図１２は、変形例８に係る表示システムの模式図である。図１２に示した表示システム１Ｈは、光拡散スクリーン２と表示スクリーン３との間に外光カット部材６０を備える点で、図１に示した表示システム１と相違する。上記相違点以外の表示システム１Ｈの構成は、表示システム１の場合と同様である。よって、表示システム１Ｈは、表示システム１と同様の作用効果を有する。

外光カット部材６０は、外光ＯＬに起因する反射像４ｂのコントラスト低下を抑制するための部材（たとえば外光カットフィルタ）である。上記外光ＯＬは、表示システム１の系外からの光であり、たとえば、描画レーザ光Ｌ以外の光である。

一実施形態において、外光カット部材６０は、図１２に示したように、表示スクリーン３の背面側から表示スクリーン３に入射した外光ＯＬであって、表示スクリーン３から光拡散スクリーン２に向かう外光ＯＬの一部、光拡散スクリーン２で反射した後に表示スクリーン３に向かう外光の一部等をカットし得る。外光カット部材６０は、描画レーザ光Ｌを通すように構成されている。

外光カット部材６０は、たとえば、光を透過可能な支持部材上に配置されていてもよいし、光拡散スクリーン２が筐体の内側に配置されている場合、その筐体に形成されている窓部であって描画レーザ光Ｌ（或いは実像）を表示スクリーン３に伝播させるための上記窓部を覆うように上記筐体に配置されていてもよい。

外光カット部材６０の一例は、図１３に模式的に示したルーバーフィルム６０Ａ（またはルーバーシート）である。ルーバーフィルム６０Ａは、ルーバー層６１を有する。ルーバー層６１は、ルーバー構造を有する層である。具体的には、ルーバー層６１は、複数の光透過部材６１ａと、複数の光遮光部材６１ｂとが一方向に沿って交互に配置された層である。光透過部材６１ａは、光（少なくとも描画レーザ光Ｌが有する波長帯を含む光）を透過する光学部材である。光透過部材６１ａは、たとえば、透明なシリコーンゴムである。

光遮光部材６１ｂは、光（少なくとも描画レーザ光Ｌが有する波長帯を含む光）をカットするための光学部材である。光遮光部材６１ｂは、光を吸収または反射することによって、光をカットするための部材である。光遮光部材６１ｂは、たとえば、黒色のシリコーンゴムである。一実施形態において、光遮光部材６１ｂは、図１３に示したようにルーバー層６１の厚さ方向（光透過部材６１ａと光遮光部材６１ｂの配列方向に直交する方向）に対して傾斜している。ルーバーフィルム６０Ａでは、複数の光遮光部材６１ｂの配列ピッチ（または隣接する光遮光部材６１ｂの間隔）、上記ルーバー層６１の厚さ方向に対する光遮光部材６１ｂの傾斜角度、ルーバー層６１の厚さなどが、上述したように外光ＯＬをカットするように調整されている。

外光カット部材６０は、図１３に示したように、ルーバー層６１の両面に設けられる透明フィルム６２，６３を有してもよい。透明フィルム６２，６３の例は、透明な樹脂フィルムであり、たとえば、ポリカーボネートフィルムである。透明フィルム６２，６３は、たとえば、ルーバー層６１の保護フィルムとして機能し得る。透明フィルム６３は、ルーバー層６１の支持層としても機能し得る。

外光カット部材６０は、描画レーザ光Ｌを通すため、たとえば、描画レーザ光Ｌと同じ光路の外光ＯＬは外光カット部材６０を通過する。しかしながら、描画レーザ光Ｌと異なる光路の外光ＯＬは、外光カット部材６０によってカットされる。よって、たとえば、外光カット部材６０が配置されていない場合に比較して、反射像４ｂのコントラストが向上する。その結果、観察者Ｅが反射像４ｂをより明瞭に見やすい。

外光カット部材６０は例示したルーバーフィルム６０Ａに限定されない。外光カット部材６０は、直線偏光素子でもよい。直線偏光素子は、直線偏光特性を有する素子であれば限定されない。直線偏光素子の例は、直線偏光フィルム、ワイヤグリッド偏光子などが挙げられる。外光カット部材６０は、直線偏光光である描画レーザ光Ｌを通すように、配置される。これにより、外光ＯＬのうち、描画レーザ光Ｌの直線偏光成分と異なる偏光成分は、直線偏光フィルムである外光カット部材６０によってカットされる。その結果、反射像４ｂのコントラストが向上する。上記直線偏光子（外光カット部材６０）の外光カット率の例は、５５％以上である。

外光カット部材６０は、たとえば、描画レーザ光Ｌに含まれる各色の波長帯の光を選択的に通し、それ以外の光をカットする誘電体多層膜でもよい。誘電体多層膜は、たとえば透明な支持体（たとえば、透明フィルム）上に形成され得る。一実施形態において、上記支持体も外光カット部材６０の一部であり得る。描画レーザ光Ｌが赤色のレーザ光、緑色のレーザ光および青色のレーザ光を含み得る形態では、上記誘電体多層膜（外光カット部材６０）は、赤色のレーザ光、緑色のレーザ光および青色のレーザ光を選択的に通し、他の波長帯の光をカットする光学特性を有すればよい。誘電体多層膜が選択的に通す赤色のレーザ光、緑色のレーザ光および青色のレーザ光の波長帯の例は、変形例６における誘電体多層膜５３に関連して説明した波長帯の例と同様とし得る。外光カット部材６０である上記誘電体多層膜は描画レーザ光Ｌを通すことが可能であるため、反射像４ｂを観察者Ｅが視認できる一方、外光ＯＬのうち描画レーザ光Ｌに含まれる各色の波長帯域以外の光は上記誘電体多層膜でカットされることから、反射像４ｂにおける外光ＯＬの影響を低減できる。ここでは、誘電体多層膜を例にして説明したが、外光カット部材６０は、上記誘電体多層膜と実質的に同様の光学特性を有する波長カットフィルム（または波長カットフィルタ）でもよい。

（変形例９）
図１４は、変形例９に係る表示システムの模式図である。図１４に示した表示システム１Ｉは、映像出力モジュールＭと光拡散スクリーン２との間にＦθレンズ系８を備える点で、図１に示した表示システム１と相違する。上記相違点以外の表示システム１Ｉの構成は、表示システム１の場合と同様である。よって、表示システム１Ｉは、表示システム１と同様の作用効果を有する。

図１５および図１６を利用してＦθレンズ系８を説明する。図１５は、光拡散スクリーン２を前面２ａ側からみた場合の模式図である。図１６は、Ｆθレンズ系８を説明するための図面である。説明の便宜のために、図１５に示したようにＸ方向およびＹ方向を設定する。Ｘ方向は、光拡散スクリーン２の端面２ｃから端面２ｄに向かう（または端面２ｄから端面２ｃに向かう）方向である。端面２ｄは端面２ｃと反対側の面である。Ｙ方向は、光拡散スクリーン２の端面２ｅから端面２ｆに向かう（または端面２ｆから端面２ｅに向かう）方向である。端面２ｆは、端面２ｅと反対側の面である。図１５において、実像４ａを破線で模式的に示している。変形例９において、光拡散スクリーン２および実像４ａは横長であり、Ｘ方向の長さがＹ方向より長い。図１５では、後述するビームスポットＢＳを、ハッチングを用いて示している。図１６は、図１４に示した白抜き矢印Ａ側から映像出力モジュールＭ、Ｆθレンズ系８および光拡散スクリーン２をみた場合を模試的に示している。図１６では、説明の便宜のために、光拡散スクリーン２を傾斜させていない状態、すなわち、光拡散スクリーン２の端面２ｅが図１４における白抜き矢印Ａの方向と直交するように光拡散スクリーン２が配置されている状態を示している。

Ｆθレンズ系８は、所定方向における描画レーザ光Ｌの走査範囲内において、描画レーザ光Ｌが前面２ａに入射する場合のビームスポットＢＳ（図１５参照）の径ｄがほぼ同様であるように、描画レーザ光Ｌを集光する。上記所定方向は、Ｘ方向およびＹ方向のうち少なくとも実像４ａの長さが長い方向であり、具体的には、変形例９において上記所定方向はＸ方向である。ビームスポットＢＳは、変形例４における入射領域に相当する。ビームスポットＢＳの径ｄをビームスポット径ｄと称す。Ｆθレンズ系８は、単一のレンズでもよいし、複数のレンズの組み合わせで構成されてもよい。

Ｆθレンズ系８を用いることによって、画角が大きい領域（実像４ａにおける端部側）でも、光拡散スクリーン２の前面２ａにおける描画レーザ光Ｌのビームスポット径ｄの拡がりを、Ｆθレンズ系８を用いない場合に比べて低減できる。これにより、上記ビームスポット径ｄの拡がりに伴う画質の劣化を抑制でき、観察者Ｅに鮮明な映像を提示可能である。

変形例９では、実像４ａが横長の場合を想定しているため、縦方向（Ｙ方向）におけるビームスポット径ｄの影響は小さい。そのため、変形例９では、少なくともＸ方向における走査範囲内において、ビームスポット径ｄが実質的に同様であればよい。しかしながら、Ｆθレンズ系８は、Ｘ方向およびＹ方向の両方の走査範囲内において、ビームスポット径ｄが実質的に同様であるように、描画レーザ光Ｌを集光してもよい。この場合、実像４ａにおけるＸ方向およびＹ方向の長さが同じである形態、或いは、Ｙ方向の長さがＸ方向より長い形態でも、ビームスポット径ｄの拡がりの影響を低減可能である。

（変形例１０）
図１７は、変形例１０に係る表示システムの模式図である。図１７に示した表示システム１Ｊは、光拡散スクリーン２の代わりに光拡散スクリーン２Ａ１を有する点、映像出力モジュールＭと光拡散スクリーン２Ａ１との間にＦθレンズ系８を備える点、Ｆθレンズ系８と映像出力モジュールＭとの間に拡大光学系７を備える点で、図１に示した表示システム１と相違する。上記相違点以外の表示システム１Ｊの構成は、表示システム１の場合と同様である。よって、表示システム１Ｊは、表示システム１と同様の作用効果を有する。変形例１０でも、変形例９の場合と同様のＸ方向およびＹ方向を使用して説明する。変形例１０では、変形例９の場合と同様に、光拡散スクリーン２Ａ１および実像４ａが横長である形態、すなわち、Ｘ方向の長さがＹ方向の長さより長い場合を説明する。

図１８および図１９を用いて、上記相違点に着目して表示システム１Ｊを説明する。図１８は、光拡散スクリーン２Ａ１の斜視図である。図１９は、Ｆθレンズ系８および光拡散スクリーン２Ａ１を説明するための図面である。図１９は、図１７に示した白抜き矢印Ｂ側から映像出力モジュールＭ、拡大光学系７、Ｆθレンズ系８および光拡散スクリーン２Ａ１をみた場合を模試的に示している。図１９では、説明の便宜のために、光拡散スクリーン２Ａ１を傾斜させていない状態、すなわち、光拡散スクリーン２Ａ１の端面２ｅが図１７における白抜き矢印Ｂの方向と直交するように光拡散スクリーン２Ａ１が配置されている状態を示している。

拡大光学系７は変形例３において説明した拡大光学系７と同様であることから説明を省略する。

図１８および図１９に示したように、光拡散スクリーン２Ａ１は、前面２ａが曲面である点で、主に、図１に示した光拡散スクリーン２と相違する。変形例１０において、前面２ａは、端面２ｅ側からみた場合に、背面２ｂ側に凸状の曲面である。変形例１０では、背面２ｂも前面２ａと同じ曲面である。前面２ａは、所定方向における描画レーザ光Ｌの走査範囲内において、ビームスポット径ｄが実質的に同じ大きさになるような曲面であり、たとえば、描画レーザ光Ｌが実質的に前面２ａに垂直に入射するよう曲面である。変形例１０における上記所定方向は、変形例９の場合と同様に、Ｘ方向およびＹ方向のうち少なくとも実像４ａの長さが長い方向であり、具体的には、上記所定方向はＸ方向である。

Ｆθレンズ系８は変形例９において説明したＦθレンズ系８と同様である。具体的には、Ｆθレンズ系８は、上記所定方向における描画レーザ光Ｌの走査範囲内において、ビームスポット径ｄが実質的に同じ大きさになるように描画レーザ光Ｌを集光する。

変形例１０では、光拡散スクリーン２Ａ１が上記曲面である前面２ａを有するととともに、表示システム１ＪがＦθレンズ系８を備えることから、それらの組み合わせによってビームスポット径ｄの大きさが上記所定方向の走査範囲内において実質的に同じ大きさになるように光拡散スクリーン２Ａ１およびＦθレンズ系８が設計されている。

Ｆθレンズ系８を備えること、および、光拡散スクリーン２Ａ１が上述した前面２ａを有することによって、Ｆθレンズ系８から出力された描画レーザ光Ｌが前面２ａに垂直に入射され易い。そのため、画角が広い場合でも、描画レーザ光Ｌのビームスポット径ｄ（図１５参照）の拡がりが低減され、結果として、画質の劣化が低減される。映像出力モジュールＭを光拡散スクリーン２Ａ１に近づけて配置した場合、実像４ａの端部近傍の画角は相対的に大きくなる。このような場合でも、Ｆθレンズ系８を備えること、および、光拡散スクリーン２Ａ１を用いることによって、画質の劣化を抑制できる。その結果、表示システム１Ｊでは、上記映像形成ユニット（映像装置）の小型化を図りながら、鮮明な映像を観察者Ｅに提示可能である。

表示システム１Ｊでは、Ｆθレンズ系８を備えるとともに、光拡散スクリーン２Ａ１が上述した前面２ａを有する。これによって、Ｆθレンズ系８のみで上記ビームスポット径ｄの拡がりを抑制する場合より、ビームスポット径ｄの拡がり抑制のためにＦθレンズ系８に要求される条件が緩和される。たとえば、光拡散スクリーン２Ａ１の前面２ａが平坦面である場合にＦθレンズ系８の作用によって、前面２ａに描画レーザ光Ｌをより垂直に近づけて入射する場合、Ｆθレンズ系８の大きさは、実像４ａの形成領域と同じ大きさであることが好ましい。これに対して、Ｆθレンズ系８とともに、上述した前面２ａを有する光拡散スクリーン２Ａ１を用いることによって、Ｆθレンズ系８の大きさ（たとえば、Ｆθレンズ系８の径）を小さくできる。この点でも、上記映像形成ユニット（映像装置）の小型化を図りながら、鮮明な映像を観察者Ｅに提示可能である。

表示システム１Ｊは、拡大光学系７を備えることから、変形例３で説明したように、上記映像形成ユニット（映像装置）の小型化が図れ、更に、表示システム１Ｊの小型化も図れる。

変形例１０においても 実像４ａが横長の場合を想定しているため、縦方向（Ｙ方向）におけるビームスポット径ｄの大きさの変化の影響は小さい。そのため、変形例１０の場合では、少なくともＸ方向における走査範囲内において、ビームスポット径ｄが実質的に同様であればよい。しかしながら、前面２ａおよびＦθレンズ系８は、Ｘ方向およびＹ方向の両方の走査範囲内において、ビームスポット径ｄが実質的に同様であるように、設計されていてもよい。この場合、実像４ａのＸ方向およびＹ方向の長さが同じである形態、或いは、Ｙ方向の長さがＸ方向より長い形態でも、ビームスポット径ｄの拡がりの影響を低減可能である。

上記のように、表示システム１Ｊでは、映像形成ユニット（映像装置）の小型化を図れる。更に、表示システム１Ｊは、表示システム１Ｊの小型化に資する構成を有しながら、画質の劣化を抑制可能である。

以上、本開示による表示装置および表示システムの実施形態を説明したが、本開示による表示装置および表示システムは、例示した実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。

実像４ａ（反射像４ｂ）をたとえば１色で表示する場合、描画レーザ光は赤色、緑色または青色のレーザ光である。この形態では、光出力部１０は、赤色、緑色または青色のレーザ光を出力する光源と、走査部２０とを少なくとも有する。光出力部１０が、赤色、緑色または青色のレーザ光を出力する光源を２つ以上有する場合、光出力部１０は、合波部を有する。赤色または緑色は、たとえば青色に比べて視感度が優れているので、赤色または緑色を用いて実像４ａ（反射像４ｂ）を表示する場合、観察者Ｅは反射像４ｂを視認し易い。実像４ａ（反射像４ｂ）をたとえば１色で表示する形態であって、変形例６で説明したように、表示スクリーンが誘電体多層膜を有する形態では、誘電体多層膜は、描画レーザ光に対応する色のレーザ光（赤色、緑色または青色のレーザ光）の波長帯を選択的に反射するように設計されていればよい。これにより、変形例６の場合と同様に、背景の視認性を確保しながら、反射像（映像）４ｂの視認性の向上を図れる。

実像４ａ（反射像４ｂ）をたとえば２色で表示する場合、描画レーザ光は、たとえば、赤色のレーザ光および緑色のレーザ光が合成されたレーザ光である。具体的には、光出力部１０は、赤色レーザ光を出力する少なくとも一つの光源と、緑色レーザ光を出力する少なくとも一つの光源と、赤色レーザ光および緑色レーザ光を合波する合波部と走査部２０とを有する。前述したように、赤色または緑色は、たとえば青色に比べて視感度が優れているので、赤色および緑色を用いて実像４ａ（反射像４ｂ）を表示する場合、観察者Ｅは、反射像（映像）４ｂを視認し易い。実像４ａ（反射像４ｂ）をたとえば２色で表示する形態であって、変形例６で説明したように、表示スクリーンが誘電体多層膜を有する形態では、誘電体多層膜は、描画レーザ光に含まれる２色のレーザ光（赤色、緑色または青色のレーザ光うちの２色のレーザ光）の波長帯を選択的に反射するように設計されていればよい。これにより、変形例６の場合と同様に、背景の視認性を確保しながら、観察者Ｅによる反射像（映像）４ｂの視認性の向上を図れる。

光出力部１０が有する光源（レーザ光源）の数は、３個に限定されない。１つまたは２つでもよい。更に、４個以上の光源を使用してもよい。

映像光は、レーザ光以外の光でもよい。たとえば、映像出力モジュールが備える光源に、ＬＥＤを採用してもよい。この場合、映像出力モジュールは、ＬＥＤからの光をＤＭＤ（Digital Mirror Device）で反射し、像情報を付与した映像光を出力すればよい。映像光がレーザ光以外の光である場合、レンズなどによって指向性を付与してもよい。この場合、映像光が指向性を有することから、レーザ光の場合と同様に、高い輝度を実現し易い。

映像光が、直線偏光光である描画レーザ光である場合を説明したが、映像光は、直線偏光光以外の光（たとえば、無偏光光）でもよい。

上記変形例７において説明した拡大光学系７は、映像出力モジュールＭに組み込まれていてもよい。換言すれば、拡大光学系７は、映像出力モジュールＭの一部でもよい。たとえば、図２に示したように、映像出力モジュールＭが、窓部３１が形成されたパッケージ３０を有する形態では、窓部３１が有する窓部材３２の代わりに拡大光学系７（たとえば拡大レンズ）を用いてもよい。

以上説明した種々の実施形態および変形例は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わされてもよい。たとえば、変形例１０に示した表示システム１Ｊが、変形例８で説明した外光カット部材６０を更に備えてもよいし、表示システム１Ｊにおける表示スクリーン３の代わりに変形例５で説明した表示スクリーン５０Ａまたは変形例６で説明した表示スクリーン５０Ｂを用いてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ、１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ…表示システム
２，２Ａ，２Ａ１，２Ｂ…光拡散スクリーン
２ａ…前面
２ｂ…背面
２ｃ…端面
２ｄ…端面
２ｅ…端面
２ｆ…端面
３…表示スクリーン
４ａ…実像
４ｂ…反射像
５…拡大光学系（第１拡大光学系）
６…反射部
７…拡大光学系（第２拡大光学系）
８…Ｆθレンズ系
１０…光出力部
１１…光源部
１３…合波部
１２ａ…第１光源
１２ｂ…第２光源
１２ｃ…第３光源
１４ａ…レンズ
１４ｂ…レンズ
１４ｃ…レンズ
１５ａ…フィルタ
１５ｂ…フィルタ
１５ｃ…フィルタ
２０…走査部
２１…反射鏡
２２…駆動機構
３０…パッケージ
３１…窓部
３０ａ…開口
３２…窓部材
４０…制御装置
４１…信号入力部
４２…信号解析部
４３…走査制御部
４４…光源制御部
４５…記憶部
５０Ａ，５０Ｂ…表示スクリーン
５１…スクリーン本体
５１ａ…前面
５２…偏光素子
５３…誘電体多層膜
６０…外光カット部材
６０Ａ…ルーバーフィルム
６１…ルーバー層
６１ａ…光透過部材
６１ｂ…光遮光部材
６２…透明フィルム
６３…透明フィルム
ＢＳ…ビームスポット
Ａ…白抜き矢印
Ｂ…白抜き矢印
ｄ…ビームスポット径
Ｅ…観察者
Ｍ…映像出力モジュール
Ｌ…描画レーザ光
Ｌ１…第１レーザ光
Ｌ２…第２レーザ光
Ｌ３…第３レーザ光
ＯＬ…外光
ＰＧ…ピークゲイン

Claims (15)

1. 観察者に表示する映像を形成するための映像光を出力する映像出力モジュールと、
   前記映像出力モジュールから出力された前記映像光を拡散して前記映像を形成する光拡散スクリーンと、
   透明性を有するとともに、前記光拡散スクリーンで形成された前記映像を反射して前記映像を前記観察者に表示する表示スクリーンと、
   を備える、
   表示システム。
2. 前記光拡散スクリーンと前記表示スクリーンとの間に配置され、前記光拡散スクリーンと前記表示スクリーンとの間を伝播する外光の少なくとも一部をカットする外光カット部材を更に備える、
   請求項１に記載の表示システム。
3. 前記外光カット部材は、ルーバーフィルムである、
   請求項２に記載の表示システム。
4. 前記光拡散スクリーンは、反射率または透過率に角度異方性を有する、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示システム。
5. 前記光拡散スクリーンのスクリーンゲインは、所望の視野範囲において０．５以上である、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示システム。
6. 前記光拡散スクリーンと前記表示スクリーンとの間に配置され、前記光拡散スクリーンで表示される前記映像を拡大する第１拡大光学系を更に備える、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の表示システム。
7. 前記映像出力モジュールと前記光拡散スクリーンの間に配置され、前記映像出力モジュールから出力された前記映像光を、前記光拡散スクリーンに向けて反射する反射部を更に備える、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の表示システム。
8. 前記映像出力モジュールと前記光拡散スクリーンの間に配置され、前記光拡散スクリーンで表示される前記映像が拡大されるように前記映像光を前記光拡散スクリーンに伝播するための第２拡大光学系を更に備える、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表示システム。
9. 前記映像光は、直線偏光光であり、
   前記表示スクリーンは、
   透明性を有するスクリーン本体と、
   前記スクリーン本体に設けられており前記直線偏光光を選択的に反射する偏光素子と、
   を有する、
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の表示システム。
10. 前記表示スクリーンは、
    透明性を有するスクリーン本体と、
    前記スクリーン本体に設けられており前記映像光に含まれる波長帯の光を選択的に反射する誘電体多層膜と、
    を有する、
    請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の表示システム。
11. 前記映像光は、赤色、緑色および青色のうちの少なくとも１色のレーザ光を含むレーザ光である、
    請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の表示システム。
12. 前記映像出力モジュールは、前記映像を形成するように前記レーザ光を走査しながら出力する、
    請求項１１に記載の表示システム。
13. 前記映像出力モジュールと前記光拡散スクリーンの間に配置されるＦθレンズ系を更に備える、
    請求項１２に記載の表示システム。
14. 前記光拡散スクリーンにおいて前記映像出力モジュールからの前記映像光が入射する第１面は、前記第１面と反対側に向けて凸状の曲面である、
    請求項１２または請求項１３に記載の表示システム。
15. 前記映像出力モジュールと前記光拡散スクリーンの間に配置され、前記光拡散スクリーンで表示される前記映像が拡大されるように前記映像光を前記光拡散スクリーンに伝播するための第２拡大光学系と、
    前記第２拡大光学系と前記光拡散スクリーンの間に配置されるＦθレンズ系と、
    を更に備え、
    前記映像光は、赤色、緑色および青色のうちの少なくとも１色のレーザ光を含むレーザ光であり、
    前記映像出力モジュールは、前記映像を形成するように前記レーザ光を走査しながら出力し、
    前記光拡散スクリーンにおいて前記映像出力モジュールからの前記映像光が入射する第１面は、前記第１面と反対側に向けて凸状の曲面である、
    請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表示システム。

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