JP6638198B2 - 画像表示装置及び移動体 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置及び移動体に係り、更に詳しくは、移動体に搭載される画像表示装置及び該画像表示装置が搭載された移動体に関する。

従来、表示情報を表す表示光を車両のフロントウインドシールドに導いて、該フロントウインドシールドを介して虚像を視認させるヘッドアップディスプレイが知られている（例えば特許文献１参照）。

ところで、特許文献１に開示されているヘッドアップディスプレイでは、簡易な構成により虚像の視認性を向上することが望まれていた。

本発明は、移動体に搭載される画像表示装置であって、光により画像を形成する画像形成部と、前記画像を形成した光を湾曲する透過反射部材に導く光学系と、を備え、前記画像形成部は、画像データに応じて変調された光を出射する光源部と、該光源部からの光により被走査面を主走査方向及び副走査方向に２次元走査する走査光学系と、を含み、前記光学系は、前記被走査面を介した光を前記透過反射部材に導き、前記走査光学系は、前記被走査面を前記主走査方向に高速で走査するとともに前記副走査方向に低速で走査し、前記主走査方向が、前記移動体の前後方向及び上下方向のいずれから見ても、前記移動体の左右方向に対して、前記画像が傾斜するように、前記主走査方向を傾斜させるとともに、前記画像がせん断変形するように、前記主走査方向における、前記光源部を発光させるタイミングを調節する画像表示装置である。

本発明によれば、簡易な構成により虚像の視認性を向上できる。

図１（ａ）〜図１（ｃ）は、それぞれ一実施形態の画像表示装置を説明するための図（その１〜その３）である。 画像表示装置を説明するための図（その４）である。 画像表示装置を説明するための図（その５）である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、それぞれ被走査面素子に対する中間像の形成方法を説明するための図（その１及びその２）である。 中間像を傾斜させることによる作用を説明するための図である。 画像表示装置を説明するための図（その６）である。 走査角と発散角の関係を説明するための図である。 せん断変形画像による作用を説明するための図である。 せん断変形画像の形成方法を説明するための図（その１）である。 せん断変形画像の形成方法を説明するための図（その２）である。 せん断変形画像の形成方法を説明するための図（その３）である。 ２次元偏向手段としての光偏向器について説明するための図である。

以下、一実施形態を説明する。

一実施形態の画像表示装置１０００は、２次元のカラー画像を表示するヘッドアップディスプレイであり、図１（ａ）に装置の全体を説明図的に示す。

画像表示装置１０００は、一例として、車両、航空機、船舶等の移動体に搭載され、該移動体のフロントガラス１０（フロントウインドシールド）を介して該移動体の操縦に必要なナビゲーション情報（例えば速度、走行距離等の情報）を視認可能にする。この場合、フロントガラス１０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も機能する。以下では、移動体に設定されたＸＹＺ３次元直交座標系（移動体と共に移動する座標系）を適宜用いて説明する。ここでは、Ｘ軸方向は、移動体の左右方向（＋Ｘ方向が右方向、−Ｘ方向が左方向）であり、Ｙ軸方向は、移動体の上下方向（＋Ｙ方向が上方向、−Ｙ方向が下方向）であり、Ｚ軸方向は、移動体の前後方向（−Ｚ方向が前方向、＋Ｚ方向が後方向）である。以下では、画像表示装置１０００が車両（例えば自動車）に搭載される例を主に説明する。

図１（ａ）において、符号１００で示す部分は「光源部」であり、この光源部１００からカラー画像表示用の画素表示用ビームＬＣが出射される。

画素表示用ビームＬＣは、赤（以下「Ｒ」と表示する。）、緑（以下「Ｇ」と表示する。）、青（以下「Ｂ」と表示する。）の３色のビームを１本に合成したビームである。

即ち、光源部１００は、例えば、図１（ｂ）の如き構成となっている。

図１（ｂ）において、符号ＲＳ、ＧＳ、ＢＳで示す光源としての半導体レーザは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂのレーザ光を放射する。ここでは、各半導体レーザとして、端面発光レーザとも呼ばれるレーザダイオード（ＬＤ）が用いられている。なお、半導体レーザとして、端面発光レーザに代えて、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いても良い。

符号ＲＣＰ、ＧＣＰ、ＢＣＰで示すカップリングレンズは、半導体レーザＲＳ、ＧＳ、ＢＳから出射される各レーザ光の発散性を抑制する。

カップリングレンズＲＣＰ、ＧＣＰ、ＢＣＰにより発散性を抑制された各色レーザ光束は、アパーチュアＲＡＰ、ＧＡＰ、ＢＡＰにより整形される（光束径を規制される）。

整形された各色レーザ光束はビーム合成プリズム１０１に入射する。
ビーム合成プリズム１０１は、Ｒ色光を透過させＧ色光を反射するダイクロイック膜Ｄ１と、Ｒ・Ｇ色光を透過させＢ色光を反射するダイクロイック膜Ｄ２を有する。

従って、ビーム合成プリズム１０１からは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色レーザ光束が１本の光束に合成されて出射される。

出射される光束は、レンズ１０２により所定の光束径の「平行ビーム」に変換される。
この「平行ビーム」が、画素表示用ビームＬＣである。

画素表示用ビームＬＣを構成するＲ、Ｇ、Ｂの各色レーザ光束は、表示するべき「２次元のカラー画像」の画像信号により（画像情報（画像データ）に応じて）強度変調されている。強度変調は、半導体レーザを直接変調する直接変調方式であっても良いし、半導体レーザから出射されたレーザ光束を変調する外部変調方式であっても良い。

即ち、半導体レーザＲＳ、ＧＳ、ＢＳは、図示されない駆動手段により、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分の画像信号により発光強度を変調される。

光源部１００から出射された画素表示用ビームＬＣは、画像形成素子としての２次元偏向手段６に入射し、２次元的に偏向される。
２次元偏向手段６は、本実施形態では、微小なミラーを「互いに直交する２軸」を揺動軸として揺動するように構成されたものである。

即ち、２次元偏向手段６は具体的には、半導体プロセス等で微小揺動ミラー素子として作製されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）である。

２次元偏向手段６の一例としての光偏向器１５は、図１２に示されるように、半導体プロセスにて製造されるＭＥＭＳミラーであり、反射面を有し、第１軸周りに揺動可能に第１枠部材１５１に支持されたミラー１５０と、第１枠部材１５１を第１軸に直交する第２軸周りに揺動可能に支持する支持体とを有する。支持体は、複数の梁が蛇行するように連結された一対の蛇行部１５２と、各蛇行部を支持する第２枠部材１５４とを有する。各蛇行部は、一端が第１枠部材１５１に接続され、他端が第２枠部材１５４に接続されている。各蛇行部の複数の梁には、複数の圧電部材１５６（例えばＰＺＴ）が個別に設けられている。各蛇行部の隣り合う２つの梁１５２ａ、１５２ｂに個別に設けられた２つの圧電部材１５６に異なる電圧を印加することで、隣り合う２つの梁１５２ａ、１５２ｂが異なる方向に撓み、それが累積されて、ミラー１５０が第２軸周りに大きな角度で回転する。このような構成により、第２軸周りの光走査（例えば副走査方向の光走査）が、低電圧で可能となる。一方、第１軸周りには、例えばミラー１５０に接続されたトーションバー、該トーションバーと第１枠部材１５１との間に接続された、カンチレバーと圧電部材（例えばＰＺＴ）を含む圧電アクチュエータなどを利用した共振による光走査（例えば主走査方向の光走査）が行われる。

２次元偏向手段は、この例に限らず、他の構成のもの、例えば、１軸の回りに揺動する微小ミラーを２個、揺動方向が互いに直交するように組み合わせたもの等でもよい。

上記の如く２次元的に偏向された画素表示用ビームＬＣは、凹面鏡７に入射し、被走査面素子８に向けて反射される。
凹面鏡７は、被走査面素子８上で発生する走査線（走査軌跡）の曲がりを補正するように設計されている。

すなわち、凹面鏡７の光学作用は、２次元的に偏向された画素表示用ビームＬＣによってフロントガラス１０上に形成される画像の歪みをとることである。
凹面鏡７により反射された画素表示用ビームＬＣは、２次元偏向手段６による偏向に伴い移動しつつ被走査面素子８に入射し、該被走査面素子８を２次元的に走査する。つまり、被走査面素子８は、光により主走査方向及び副走査方向に２次元走査される。より具体的には、例えば、主走査方向に高速で走査し、かつ副走査方向に低速で走査するラスタースキャンが行われる。

この２次元的な走査により、被走査面素子８に中間像としての「カラーの２次元画像（カラー画像）」が形成される。
すなわち、光源部１００、２次元偏向手段６、凹面鏡７及び被走査面素子８を含んで中間像形成装置（画像形成部）が構成されている。また、２次元偏向手段６及び凹面鏡７を含んで、光源部１００からの光により被走査面素子８の表面（被走査面）を主走査方向及び副走査方向に２次元走査する走査光学系が構成されている。

勿論、被走査面素子８に各瞬間に表示されるのは「画素表示用ビームＬＣが、その瞬間に照射している画素のみ」である。

カラーの２次元画像は、画素表示用ビームＬＣによる２次元的な走査により「各瞬間に表示される画素の集合」として形成される。
被走査面素子８に、上記の如く「カラーの２次元画像」が形成され、上記画像情報の画素単位の光（各画素に対応する光）である画素光が、凹面鏡９に入射して反射される。

図１には示されていないが、被走査面素子８は後述する「微細凸レンズ構造」を有している。凹面鏡９は「虚像結像光学系」（投射光学系）を構成する。

凹面鏡９は、フロントガラスの影響で被走査面素子８に形成された「カラーの２次元画像」（中間像）の水平線（画像横方向に延びる直線）が上または下に凸形状となる光学歪み要素を補正するように設計、配置されている。

「虚像結像光学系」は、前記「カラーの２次元画像」の拡大虚像１２を結像させる。
拡大虚像１２の結像位置の手前側には、フロントガラス１０が配置され、拡大虚像１２を結像する光束を、観察者１１の側へ反射する。なお、観察者１１（例えば移動体を操縦する操縦者）は、フロントガラス１０（透過反射部材）で反射されたレーザ光の光路上の所定の観察位置から虚像を視認する。

この反射光により、観察者１１は拡大虚像１２を視認できる。

図１（ａ）に示す場合には、Ｙ軸方向は通常、観察者１１にとって上下方向であり、この方向を「縦方向」とも呼ぶ。

また、Ｘ軸方向は通常、観察者にとって左右方向であり、この方向を「横方向」とも呼ぶ。

被走査面素子８は、上述の如く、微細凸レンズ構造を有している。
後述するように、微細凸レンズ構造は「複数の微細凸レンズ（マイクロレンズ）が、画素ピッチに近いピッチで密接して配列された」ものである。すなわち、被走査面素子８は、マイクロレンズアレイである。

ここでは、複数の微細凸レンズは、凸面が入射面となるようにＸ軸方向に平行な仮想平面に沿って所定ピッチで２次元配列されている。その具体的な配列形態としては、例えばＸ軸方向を行方向とし、上記仮想平面内でＸ軸方向に直交する方向を列方向とするマトリクス状の配列や、ハニカム配列（ジグザグ配列）が挙げられる。

各微細凸レンズの平面形状は、例えば円形、正Ｎ角形（Ｎは３以上の自然数）等である。ここでは、微細凸レンズの各々は、互いに曲率（曲率半径）が等しい。

そして、個々の微細凸レンズは、画素表示用ビームＬＣを等方的に拡散させる機能を持つ。すなわち、各微細凸レンズは、全方位に均等な拡散パワーを持つ。以下に、この「拡散機能」を簡単に説明する。

図１（ｃ）において、符号Ｌ１〜Ｌ４は、被走査面素子８に入射する４本の画素表示用ビームを示している。

これ等の４本の画素表示用ビームＬ１〜Ｌ４は、被走査面素子８に形成される２次元画像の４隅に入射する画素表示用ビームであるものとする。

これら４本の画素表示用ビームＬ１〜Ｌ４は、被走査面素子８を透過すると、ビームＬ１１〜Ｌ１４のように変換される。

仮に、画素表示用ビームＬ１〜Ｌ４で囲まれる断面が横長の４辺形の光束を、被走査面素子８に入射させると、この光束は「ビームＬ１１〜Ｌ１４で囲まれる断面が横長の４辺形の発散性の光束」となる。

微細凸レンズのこの機能が「拡散機能」である。

「ビームＬ１１〜Ｌ１４で囲まれる発散性の光束」は、このように発散性光束に変換された画素表示用ビームを時間的に集合した結果である。

画素表示用ビームを拡散させるのは「フロントガラス１０により反射された光束が、観察者１１の目の近傍の広い領域を照射する」ようにするためである。

上記拡散機能が無い場合には、フロントガラス１０により反射された光束が「観察者１１の目の近傍の狭い領域」のみを照射する。

このため、観察者１１が頭部を動かして、目の位置が上記「狭い領域」から逸れると、観察者１１は拡大虚像１２を視認できなくなる。

上記のように、画素表示用ビームＬＣを拡散させることにより、フロントガラス１０による反射光束は「観察者１１の目の近傍の広い領域」を照射する。

従って、観察者が「頭を少々動かし」ても、拡大虚像１２を確実に視認できる。

上に説明したヘッドアップディスプレイは、上述の如く、例えば、自動車等の車載用として用いることができ、Ｘ軸方向は「運転席から見て横方向」、Ｙ軸方向は「縦方向」である。

この場合、自動車等のフロントガラス前方に拡大虚像１２として、例えば「ナビゲーション画像」を表示でき、観察者１１である運転者は、この画像を運転席に居ながらフロントガラス前方から視線をほとんど動かさずに観察できる。

このような場合、上述の如く、表示される拡大虚像は「運転者から見て横長の画像」であること、即ち、マイクロレンズに形成される画像および、拡大虚像は、Ｘ軸方向に画角の大きい画像であることが一般に好ましい。

また、上述の如く、観測者である運転者が、左右斜め方向から表示画像を見た場合にも、表示を認識できるように、横方向には「縦方向に比して大きな視野角」が要求される。
このため、拡大虚像の長手方向（Ｘ軸方向）には短手方向（Ｙ軸方向）に比して大きな拡散角（非等方拡散）が要求される。

従って、被走査面素子の微細凸レンズをマイクロレンズ上に形成された画像もしくは拡大虚像の短手方向よりも長手方向の方が曲率が大きいアナモフィックなレンズとし、画素表示用ビームを拡散させる拡散角を「２次元画像の横方向を縦方向よりも広く」するのが好ましい。

このようにして、ヘッドアップディスプレイの要求画角を満たす必要最小限の範囲に光を発散させ、光の利用効率を向上させ、表示画像の輝度を向上させることが可能である。

勿論、上記のような「非等方拡散」ではなく、縦方向と横方向で拡散角が等しい「等方拡散」とする場合も可能である。
しかし、自動車等の車載用として用いるヘッドアップディスプレイの場合であれば、運転者が表示画像に対して上下方向の位置から観察を行なう場合はすくない。
従って、このような場合であれば、上記のように、画素表示用ビームを拡散させる拡散角を「２次元画像の横方向を縦方向よりも広く」するのが光利用効率の面から好ましい。

微細凸レンズ（マイクロレンズ）は、そのレンズ面を「非球面」として形成できることが従来から知られている。

直上に説明したアナモフィックなレンズ面も「非球面」であるが、微細凸レンズのレンズ面をより一般的な非球面として形成でき、収差補正を行なうこともできる。

収差の補正により「拡散の強度ムラ」を低減することも可能である。

上に説明したヘッドアップディスプレイは、上述の自動車への搭載に限らず、列車、船舶、ヘリコプター、飛行機など各種の、操縦可能な移動体に搭載できる。

勿論、ヘッドアップディスプレイを、例えば「映画観賞用の画像表示装置」として実施できることは言うまでも無い。

微細凸レンズ構造の微細凸レンズは、上記の如く画素表示用ビームを拡散させるものであるが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の２方向のうち、１方向のみの拡散を行なう場合も考えられる。

このような場合には、微細凸レンズのレンズ面として「微細凸シリンダ面」を用いることができる。

なお、微細凸レンズの形状を、六角形状とすることや、その配列をハニカム型配列とすることは、従来から、マイクロレンズアレイの製造方法に関連して知られている。

ところで、以上説明してきた画像表示装置１０００としてのヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）は、運転者が少ない視線移動で警報・情報を認知できるアプリケーションとして市場の期待が高まっており、近年、特に、車両（例えば自動車、オートバイ、列車等）に搭載されるＨＵＤの技術開発が進んでいる。

ＨＵＤには、画像を形成した光をフロントガラス（フロントウインドシールド）に投射するフロントガラス投射型と、画像を形成した光を透過反射部材（コンバイナ）に投射するコンバイナ投射型に大別されるが、車内インテリアのデザイン性、及びフロントガラスとは別部材であるコンバイナが視界に入ることによる煩わしさの観点から、フロントガラス投射型のＨＵＤがより好適である。

フロントガラス投射型のＨＵＤは、一般に、車両のダッシュボード内に埋め込まれており、ダッシュボード内で生成した中間像（画像）をミラーなどでフロントガラスに向けて拡大反射し、観察者１１（運転者１１とも呼ぶ）の視点から所定の距離感を持って拡大虚像１２を表示するモジュール（画像表示装置）である。なお、観察者１１の視点は、単に基準となる視点位置（基準アイポイント）を示している。観察者１１の視点範囲は、自動車の運転者アイレンジ（ＪＩＳ Ｄ００２１）と同等かそれ以下である。

そして、市場におけるＨＵＤに対する要求は、大きく下記２点に集約される。
・コンパクト性
・視認ストレスの低さ

「コンパクト性」に関しては、ダッシュボードに収納されているダクト、メータ、デフロスタ、車体構造などになるべく干渉しないサイズが求められている。ＨＵＤを搭載するためにダクト、メータ、デフロスタ、車体構造を退避させてしまうと、エアコン性能、デフロスタ性能、車体強度性能の低下を招くためである。

「視認ストレスの低さ」に関しては、ＨＵＤの映像は常に運転者の視界周辺に表示されるため、運転環境や運転者の状態によってストレスのない映像表現が求められている。情報が読みにくい、変形していて違和感をおぼえるなど、運転者にとっての「瞬間的な見易さ」を阻害する映像であると、情報表示装置（画像表示装置）であるＨＵＤが却って運転視界の阻害要因となってしまう。

ＨＵＤの投射方式としては、液晶パネルやＤＭＤパネルのような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、光により被走査面を２次元走査し、中間像を形成する「光走査方式」が知られている。

特に「光走査方式」は、イメージングデバイスの性能に左右されない中間像形成を光学設計で実施できるため、「コンパクト性」及び「視認ストレスの低さ」を達成する上で有利である。

ところで、従来のフロントガラス投射型のＨＵＤにおいては、フロントガラスの、中間像を形成した光が入射される領域が左右非対称に湾曲しているため、虚像に左右非対称な光学歪みが発生する。この光学歪みを、投射光学系（被走査面素子を介した光をフロントガラスに導く光学系）の設計で補正しようとすると、該投射光学系における光学部材の数の増大を招き、「コンパクト性」が阻害されてしまう。

詳述すると、フロントガラス１０は、一例として、図２から分かるように、車両の左右方向（Ｘ軸方向）の中心位置１１１ｙから右のドア側（＋Ｘ側）にかけて後退するように緩やかに湾曲し、かつ車両の上下方向（Ｙ軸方向）に対して上側（＋Ｙ側）ほど後側（＋Ｚ側）に傾斜するように湾曲している。

詳述すると、車両の運転席の左右方向の中心位置１１０ｙを基準（中心）とすると、フロントガラス１０は、左右非対称に（右側ほど後側となるように）、かつ車両の上下方向に対して上側ほど後側に傾斜するように湾曲している。

この状態において、被走査面素子８、凹面鏡９を介した光はフロントガラス１０における運転者の正面（−Ｚ側）の入射領域に入射され、該入射領域で反射された光が運転者１１の眼球に入射される。この結果、運転者１１は、拡大虚像１２を視認可能となる（図２参照）が、この入射領域も、車両の上下方向に対して上側ほど後側となるように傾斜し、かつ左右非対称に（右側ほど後側となるように）湾曲している。より詳細には、フロントガラス１０は、Ｙ軸方向に対して傾斜するように、かつ＋Ｙ側に凸となるように緩やかに湾曲している。なお、入射領域の中心及び拡大虚像１２の中心のＸ軸方向の位置は、中心位置１１０ｙに一致する。

この場合、仮に被走査面素子８に長手方向がＸ軸方向に平行な画像を形成すると、運転者１１が視認する虚像に上記入射領域の左右非対称形状に起因する歪みが発生するおそれがある。

また、この場合、仮に被走査面素子８をＸＹ平面に平行に配置し、該被走査面素子８にＸＹ平面に平行な画像を形成すると、運転者１１が視認する虚像に上記入射領域の傾斜形状に起因する歪みが発生するおそれがある。

これらの歪は、虚像の大きさ、すなわち画像（中間像）の拡大率、特に投射光学系の拡大率が大きいＨＵＤほど顕著に現れる。

ここで、投射光学系が単一の凹面鏡９で構成されたフロントガラス投射型のヘッドアップディスプレイを右ハンドル車両に組み込んだ場合の虚像の歪みに関して考察する。ここでは、簡単のために、凹面鏡９の反射面が平面であり、かつフロントガラス１０が平板形状である場合を例に考える。

図３には、被走査面素子８に長手方向が水平面（ＸＺ平面）に平行な画像（中間像）が形成され、被走査面素子８上の各点がフロントガラス１０上に投影された状態が示されている。

フロントガラス１０は、上述の如く、＋Ｙ側に凸となるように湾曲する透過反射部材である。そこで、フロントガラス１０のＺ軸方向（車両の前後方向）の等深度線１０ｚをプロットすると、右側のドア側（＋Ｘ側）に緩やかに傾斜する線となる。

この場合、フロントガラス１０の入射領域は、図３において符号１２ｗのようになる。なお、投射光学系は、単一の凹面鏡９で構成されているため、凹面鏡９からフロントガラス１０への投射により、面内上下の位置関係が反転する（図１（ａ）参照）。

結果として、フロントガラス１０の運転席側（右側）の領域の形状が内在している光学的歪み要因として、符号１２ｗのような「ドア側へ傾く」或いは「車両中心線から離れるにつれて下方へ歪む」変形モードがあることがわかる。

そこで、本実施形態では、このような変形モードに対処するために、図２に示されるように、
（１）被走査面素子８に形成される画像（中間像）の長手方向を、ＸＺ平面（車両の上下方向に直交する仮想平面）に対して傾斜させている。
詳述すると、被走査面素子８に形成される画像の長手方向を、Ｚ軸方向（車両の前後方向）から見て、Ｘ軸方向（車両の左右方向）に対してドア側（＋Ｘ側）ほど低くなるように傾斜させている。すなわち、被走査面素子８に形成される画像を、Ｚ軸方向から見て、Ｘ軸方向に対して右側（＋Ｘ側）ほど下側（−Ｙ側）になるように傾斜させている。

なお、中間像を傾斜させる際、図４（ａ）に示されるように、被走査面素子８を傾斜させずに中間像のみを傾斜させても良いし、図４（ｂ）に示されるように、被走査面素子８も中間像の傾斜に合わせて傾斜させても良い。

また、中間像を傾斜させる際、例えば原画像データを傾斜させた画像データに応じて、Ｘ軸方向を主走査方向とする２次元走査により中間像を形成しても良いし、原画像データに応じて、Ｘ軸方向に対して傾斜する方向を主走査方向とする２次元走査により中間像を形成しても良い。

なお、主走査方向をＸ軸方向とする場合は、２次元偏向手段６の主走査方向に対応する揺動軸をＹ軸に平行とすれば良い。また、主走査方向をＸ軸方向に対して傾斜する方向とする場合は、２次元偏向手段６の主走査方向に対応する揺動軸をＹ軸に対して傾斜させれば良い。

以上のように、中間像をＸ軸方向に対して傾斜させることで、フロントガラス１０の等深度線１０ｚの傾きを補正できる。すなわち、運転者１１から見たフロントガラス１０の入射領域を破線１２ｗから実線１２ｗ’のように補正できる（図５参照）。この結果、フロントガラス１０の入射領域の左右非対称の湾曲形状に起因する虚像の歪みを低減することができる。

但し、ここでは、凹面鏡９の反射面を平面、フロントガラス１０を平板状のものと仮定しており、また被走査面素子８と凹面鏡９の配置を考慮していないため、予め付与する中間像の傾斜方向は、ここで説明したものに限定されない。
また、一般に、フロントガラスの形状は、車種毎に異なるため、予め付与する中間像の傾斜角度は、車種毎に、虚像の歪みを極力低減できる値に設定することが好ましい。

また、本実施形態では、中間像（被走査面素子８）及び入射光束（凹面鏡９）を、Ｘ軸方向から見て、Ｙ軸方向に対して傾斜させている（図１（ａ）参照）。「入射光束」とは、凹面鏡９の反射面に入射する光束を意味する。

この場合、Ｘ軸方向から見たフロントガラス１０のＹ軸方向に対する傾斜に起因する虚像の歪みを低減できる。

また、本実施形態では、凹面鏡９の長手方向を、ＸＺ平面に対して、より詳細には、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に対して傾斜させている（図２参照）。

この場合、凹面鏡９の傾斜方向は、中間像の傾斜方向（右下がり）と同じであることが好ましく、凹面鏡９の傾斜角度は、中間像の傾斜角度以下であることが好ましい。この場合、中間像を形成した光を凹面鏡９に確実に入射させることができる。

ここで、本実施形態では、フロントガラス１０の入射領域の中心における接平面は、Ｘ軸方向から見て、運転者１１の視点と拡大虚像１２の中心とを結ぶ仮想軸φ１に対してθｘ１の角度だけ傾斜し（図１（ａ）参照）、かつＹ軸方向から見て、仮想軸φ１に対してθｙ１の角度だけ傾斜している（図６参照）。なお、仮想軸φ１は、入射領域の中心を通る。

また、本実施形態では、中間像の中心（被走査面の中心）と入射光束の中心（凹面鏡９の反射面の中心）とを結ぶ仮想軸φ２は、Ｘ軸方向から見て、仮想軸φ１に対してθｘ２（＜θｘ１）の角度だけ傾斜し（図１（ａ）参照）、Ｙ軸方向から見て、仮想軸φ１に対してθｙ２（＜θｙ１）の角度だけ傾斜している（図６参照）。なお、「被走査面の中心」とは、被走査面素子８の有効走査領域の中心を意味する。「凹面鏡９の反射面の中心」とは、凹面鏡９の有効反射領域の中心を意味する。

換言すると、中間像及び入射光束は、Ｘ軸方向から見るとＹ軸方向に対して傾斜し、Ｙ軸方向から見るとＸ軸方向に対して傾斜している。

詳述すると、図１（ａ）から分かるように、車両の上下方向（Ｙ軸方向）に関して、中間像の中心（被走査面素子８の中心）は、入射光束の中心（凹面鏡９の中心）よりも上方、かつ入射領域の中心よりも下方に位置している。また、車両の前後方向（Ｚ軸方向）に関して、入射光束の中心は、画像の中心及び入射領域の中心よりも前方に位置している。

また、図２から分かるように、車両の左右方向（Ｘ軸方向）に関して、入射光束の中心、画像の中心及び入射領域の中心は、この順に並んでいる。より詳細には、右ハンドル車両の左側から右側（−Ｘ側から＋Ｘ側）にかけて、入射光束の中心、中間像の中心及び入射領域の中心が、この順に並んでいる。

結果として、仮想軸φ２は、Ｘ軸方向から見て車両の上下方向（Ｙ軸方向）に対して上記接平面とは異なる角度だけ傾斜し、かつＹ軸方向から見て車両の左右方向（Ｘ軸方向）に対して上記接平面とは異なる角度だけ傾斜している。

この場合、被走査面素子８から凹面鏡９への中間像を形成した各光束の主光線（画角を持った光束の中心を通過する光線）の進行方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれから見ても上記接平面に対して傾斜する。

この結果、Ｘ軸方向から見た上記接平面の仮想軸φ１に対する傾斜角度θｘ１及びＹ軸方向から見た上記接平面の仮想軸φ１に対する傾斜角度θｙ１に起因する虚像の歪みを低減することができる。

以上説明した中間像をＺ軸方向から見てＸ軸方向に対して傾斜させること（第１の傾斜）、中間像をＸ軸方向から見てＹ軸方向に対して傾斜させること（第２の傾斜）、及び仮想軸φ２をＸ軸方向及びＹ軸方向から見て上記接平面に対して傾斜させること（第３の傾斜）を行う場合には、入射領域の形状に起因する虚像の歪みを極力低減できるように傾斜方向及び傾斜角度を相互に調整することが好ましい。
また、上記第１〜第３の傾斜は、必ずしも全て行われなくても良い。すなわち、上記第１又は第３の傾斜のみが行われても良いし、上記第１及び第２の傾斜のみが行われても良いし、上記第２及び第３の傾斜のみが行われても良いし、上記第１及び第３の傾斜のみが行われても良い。

また、本実施形態では、被走査面素子８に入射するビーム（光束）、被走査面素子８から出射するビーム（光束）が、以下の（２）〜（４）の特徴を有する。

（２）被走査面素子８に入射するビームは、被走査面素子８の主走査方向の中央部から端部にかけて徐々に大きくなる入射角分布をもつ（図７参照）。なお、図７には、走査光学系及び被走査面素子８を短手方向（Ｙ軸方向）から見た状態が示されている。

（３）被走査面素子８から発散される光束の上下／左右の角度の全幅は、被走査面素子８に入射するビームの偏向角（走査角）よりも大きい。すなわち、２次元偏向手段６で偏向されたビームは、凹面鏡７（走査ミラー）によってその偏向角（走査角）が拡大され、被走査面素子８で更にその偏向角（走査角）が拡大される。すなわち、２次元偏向手段６で偏向されたビームの走査角６ａよりも該ビームが被走査面素子８を介したときの全光束幅８ｄ（発散角）の方が大きい（図７参照）。
また、被走査面素子８から発散される光束の上下／左右の角度の全幅は、凹面鏡９へ入射可能な最大角度範囲よりも小さい。すなわち、被走査面素子８を介した（透過した）ビームの全てが凹面鏡９の反射面に入射される。

（４）被走査面素子８の中心と凹面鏡９の中心との距離よりも、凹面鏡９の反射面の長手方向（主走査方向に対応する方向）の長さが長い。なお、これに限らず、要は、中間像の中心と入射光束の中心とを結ぶ仮想軸φ２の長さよりも、凹面鏡９の反射面の最大寸法（例えば対角線方向の寸法）が長ければ良い。

（２）〜（４）の構成により、「被走査面素子８と凹面鏡９との距離よりも、凹面鏡９の大きさが大きい」光学レイアウトにおいても、画像の端部まで光線を導引することができ、高倍率の光学系を成立させることができる。

（２）を満たさない場合、被走査面素子８から出射する全光束の発散度合いが小さくなり、高倍率（（４）のレイアウト）が実現できなくなる。そこで、本実施形態と同一の虚像サイズを実現しようとすると被走査面素子８と凹面鏡９との距離を大きくする必要があり、装置が大型化する。

（３）を満たさない場合（その１）、すなわち被走査面素子８から発散されるビームの上下／左右の角度の全幅が、被走査面素子８に入射するビームの偏向角よりも小さい場合、被走査面素子８から出射する全光束の発散度合いが小さくなり、高倍率（（４）のレイアウト）が実現できなくなるため、本実施形態と同一の虚像サイズを実現しようとすると被走査面素子８と凹面鏡９との距離を大きくする必要があり、装置が大型化する。

（３）を満たさない場合（その２）、すなわち被走査面素子８から発散される走査ビームの上下／左右の角度の全幅が、被走査面素子８に入射する走査ビームの偏向角よりも大きく、かつ凹面鏡９よりも大きい場合、被走査面素子８から出射されるビームが凹面鏡９から逸脱し、光量ロスにつながる。ここで、発散される光束の角度の全幅は、発散光束のビームプロファイルの最大強度の１／２強度に相当する角度（半値全幅）と定義する。

（４）を満たさない場合、被走査面素子８から出射する全光束の発散度合いが小さくなるため、本実施形態と同一の虚像サイズを実現しようとすると被走査面素子８と凹面鏡９との距離を大きくする必要があり、装置が大型化する。

また、本実施形態では、被走査面素子８に形成される画像（中間像）が以下の（５）の特徴を有している。なお、中間像は、走査ビームの軌跡を被走査面素子８に投影したものである。

（５）中間像は、車両の左右方向の中心位置１１１ｙから右のドア側にかけて（Ｘ軸方向に）せん断変形している。

上記（１）のように、中間像を被走査面素子８の面法線に対してローテーション方向に傾斜させても、フロントガラス１０の部分曲率の影響で画像内各所に倍率誤差が残り、図８の破線１２ｗ’のようにせん断歪みが残留する。図８に示されるように、中間像を右ハンドルにおけるドア側に（＋Ｘ側ほど＋Ｙ側となるように、すなわち画像横方向の正側ほど画像縦方向に正となるように）予めせん断変形させると、上記のような「フロントガラスの形状に起因する虚像の歪み」を効果的に低減することができる（図８の実線１２ｗ’’参照）。すなわち、このとき、中間像が、図９に示されるように、画像横方向にずれた像となっている。

なお、中間像にせん断歪みを付与する方法としては、原画像データ（例えば矩形の画像データ）をせん断変形させた画像データ（例えば平行四辺形の画像データ）を生成し、該画像データに応じた画像を２次元偏向手段で形成しても良いし、原画像データ（例えば矩形の画像データ）に対して、主走査方向の走査開始タイミングと走査終了タイミングを１ライン毎又は複数ライン毎にずらして行っても良い（図９〜図１１参照）。

但し、本実施形態においては、凹面鏡９の反射面を平面と仮定していること、また被走査面素子８と凹面鏡９の位置関係を考慮していないことから、予め中間像に与えるせん断歪みの方向は、ここで説明したものに限定されない。

また、本実施形態では、
（６）２次元偏向手段による走査方向である２軸方向（高速軸方向及び低速軸方向）のうち高速軸方向が被走査面の長手方向に対応している。

また、本実施形態における光走査方式では、画像（中間像）は、長手方向に関して２次元偏向手段６による振幅が短手方向よりも必要になることから共振方式を用いて、短手方向は非共振方式を用いて描画される。そこで、２次元偏向手段６の２軸方向を高速軸方向（主走査方向）、低速軸方向（副走査方向）とすれば、中間像の長手方向は高速軸方向に対応し、中間像の短手方向は低速軸方向に対応することになる。

高速軸方向を中間像の長手方向に対応させ、低速軸方向を中間像の短手方向に対応させると、図９に示されるように、被走査面素子８上（被走査面上）の走査ビームの軌跡は８ｃのようになり、Ｘ軸方向に沿った走査線間をまたがる画像変形をせずにせん断変形をもたらすことができる。仮に、Ｘ軸方向に沿った走査線間をまたがる画像変形を行うと、水平線を描画した際に複数の走査線で水平線を各々部分的に描画することになり、ちらつきが発生する。

ここで、２次元偏向手段の高速軸方向（主走査方向）は、光源を発光するタイミングを調節することにより、走査線に沿った方向に画像位置を細かく調節することができる。

一方、２次元偏向手段の低速軸方向（副走査方向）は、走査線の間隔よりも細かい描画位置の調整はできない。

一般的に、高速軸方向は、低速軸方向よりも、画像を調整できる最小幅が小さく、細かい調整が可能である。

図１０には、画像の長手方向と２次元偏向手段の高速軸方向（主走査方向）を一致させた場合に、原画像（ここでは矩形の画像）をせん断変形させた画像（せん断変形画像）の模式図が示されている。図１１には、画像の短手方向と２次元偏向手段の高速軸方向（主走査方向）を一致させた場合に、原画像（ここでは矩形の画像データ）をせん断変形させた画像（せん断変形画像）の模式図が示されている。

図１０及び図１１において、小さな長方形ドットは、画像位置を調整し、画像を変形できる最小単位を示している。

図１０において、原画像をせん断変形させると、画像長手方向の画像位置調整単位が細かいため、画像エッジ斜め線を滑らかに描画できる。

一方、図１１では、画像長手方向は走査線ごとの粗い調整となり、画像エッジの斜め線がぎざぎざに視認されやすくなる。

図１（ａ）からも分かるように、本実施形態において運転者１１の視点において表示画像（虚像）を観察するためには、投射光（投射光学系からの光）は、中間像から大きく広がっている必要がある。従来のＨＵＤの投射光学系は、光路長が比較的長く倍率が小さかったために表示画像を観察するのに十分な光束の広がり角は小さくても良かった。

しかしながら、近年、期待されている、表示画像の大画面化及び装置の小型化の両立のためには、本実施形態のように短光路長化、高倍率化が必要であるため、光束の広がり角を大きくする必要がある。

この場合、中間像形成装置（画像形成部）においては、走査光学系は、投射光学系の特性に整合していることが望ましい。すなわち、被走査面素子８から出射される発散光束は、被走査面素子８の中心部から周辺部（端部）にむかって広がりが大きくなっていることが望ましい。

これは、図７に示されているとおりである。これを実現するためには、走査ビームの被走査面素子８への入射角を、被走査面素子８の主走査方向（Ｘ軸方向）の中央部から周辺部にかけて大きくする必要がある。

この際、被走査面素子８に入射される走査ビームの主光線の角度と、被走査面素子８から出射される走査ビームの主光線の角度とを一致させることができれば、理想的な効率となる。

しかしながら、現実には、両者を完全に一致させることは難しい。特に、大画面化・小型化により制約が大きくなる場合はさらにその難度が上がる。

ただし、被走査面に入射する走査ビームを、主走査方向の中央部から端部にかけて大きくなる入射角分布をもつように設定することでも、十分に改善をすることができる。

また、このように光線方向を設定することで、光発散作用をもつ被走査面素子８からの発散光を、凹面鏡９の有効範囲内に全て入射させることができるため、効率が向上する。

以上説明した構成により、画像を観察するために必要最低限の光発散とすることができるため、光のロスが少なく、画像全体の明るさを確保でき、より広い範囲の外部環境光条件下での視認しやすい画像表示が可能となる。

以上説明した本実施形態の画像表示装置１０００（ヘッドアップディスプレイ）は、移動体（例えば車両、船舶、航空機等）に搭載される画像表示装置であり、光源部１００、２次元偏向手段６、凹面鏡７及び被走査面素子８を含み、光により画像（中間像）を形成する画像形成部と、該画像形成部からの光を、移動体のフロントガラス１０（フロントウインドシールド）に導く、凹面鏡９から成る投射光学系と、を備え、中間像は、移動体の前後方向（Ｚ軸方向）から見て、移動体の左右方向（Ｘ軸方向）に対して傾斜している。

この場合、フロントガラス１０の、画像を形成した光が入射される入射領域の左右非対称の湾曲形状に起因する、フロントガラス１０を介して視認される虚像の歪みを低減できる。

この結果、簡易な構成により虚像の視認性を向上させることができる。

なお、入射領域の左右非対称な湾曲形状は、移動体毎に異なり、中には、湾曲度合いが非常に小さいものから非常に大きいものまであるが、いずれの場合であっても、画像表示装置１０００では、中間像を入射領域の左右非対称な湾曲形状に応じて必要な分だけ傾斜させるだけで（微小傾斜も可）、虚像の歪みを低減できる。すなわち、画像表示装置１０００では、投射光学系に汎用の凹面鏡９を用いた簡易な構成により虚像の視認性を向上させることができる。

一方、例えば特許文献１に開示されているヘッドアップディスプレイでは、フロントウインドシールドの入射領域の左右非対称な湾曲形状に対して投射光学系を構成する凹面鏡の形状を特殊な形状にする必要があり、構成が煩雑である。

また、画像は、入射領域が右側ほど後側になるように湾曲している場合、入射領域の左右方向に対して右側ほど下側になるように傾斜しているため、フロントガラス１０を介して視認される虚像の歪を確実に低減できる。

また、本実施形態のヘッドアップディスプレイでは、画像を、原画像をせん断変形させたものとすることで、フロントガラス１０を介して視認される虚像の歪をより低減できる。

また、画像は、例えば右ハンドル車両のように入射領域が右側ほど後側になるように湾曲している場合、原画像を右側ほど上側になるようにせん断変形させることで、フロントガラス１０を介して視認される虚像の歪みをより確実に低減できる。

また、画像形成部で形成された画像の中心と、凹面鏡９に入射される入射光束の中心とを結ぶ仮想軸φ２を、移動体の上下方向、左右方向及び前後方向のいずれに対しても傾斜させることで、虚像の視認性をより向上させることができる。

また、入射領域は、移動体の上下方向及び前後方向に対して傾斜するように、かつ左右非対称に湾曲しており、仮想軸φ２を、移動体の上下方向、左右方向及び前後方向に対して、入射領域の中心における接平面とは異なる角度だけ傾斜させることで、虚像の視認性をより確実に向上させることができる。

また、画像形成部は、画像データに応じて変調された光を出射する光源部１００と、被走査面を有する被走査面素子８と、光源部１００からの光により被走査面を主走査方向及び副走査方向に２次元走査する、凹面鏡７及び２次元偏向手段６を含む走査光学系とを含み、光学系は、被走査面を介した光をフロントガラス１０に導き、２次元偏向手段６は、被走査面を光により主走査方向に高速で走査するとともに副走査方向に低速で走査する。

また、投射光学系は、単一の凹面鏡９から成り、該凹面鏡９の反射面の主走査方向に対応する方向の長さは、被走査面素子８と反射面との距離よりも長いため、表示画像の大型化及び装置の小型化を図ることができる。

また、被走査面素子８への光の入射角は、被走査面素子８の主走査方向の中央部から端部にかけて徐々に大きくなるため、光利用効率の向上を図ることができる。

また、走査光学系による光の主走査方向の走査角に対応する、被走査面素子８を介した光の主走査方向に対応する方向の発散角は、走査角よりも大きく、被走査面素子８を介した光の全てが、凹面鏡９の反射面に入射される。

この場合、光利用効率を更に向上でき、虚像の視認性をより一層向上できる。

そこで、画像表示装置が搭載された移動体では、操縦者は、画像表示装置により表示された情報（虚像）を容易かつ確実に視認できる。

なお、上記実施形態では、画像表示装置は、中間像を傾斜させ、かつせん断変形させているが、これに限らず、一方のみを行っても良い。この場合でも、虚像の歪みを十分に低減することができる。この場合、中間像の傾斜角度又はせん断変形の度合を、フロントガラスの形状に応じて適宜設定することが好ましい。

また、上記実施形態では、投射光学系は、単一のミラー（凹面鏡９）から成るが、これに限られない。例えば、凹面鏡９の上段又は下段に例えばミラー、レンズ等の光学部材を設けても良い。要は、投射光学系は、被走査面素子８に形成された中間像を拡大投射できるように構成されていることが好ましく、極力小型に構成されることがより好ましい。

また、上記実施形態では、被走査面素子８（中間像）がＸＺ平面に対して傾斜して配置されているが、ＸＺ平面に対して平行に配置されても良い。この場合、被走査面素子８に中間像をＹ軸方向（移動体の上下方向）から見て、Ｘ軸方向（移動体の左右方向）に対して傾斜するように形成することが好ましい。要は、画像表示装置１０００では、中間像は、移動体の前後方向及び上下方向の少なくとも一方から見て、移動体の左右方向に対して傾斜していることが好ましい。

また、上記実施形態では、ヘッドアップディスプレイを右ハンドルの車両に搭載した例を説明したが、左ハンドルの車両についても同様である。詳述すると、一般に、左ハンドル車両では、入射領域が左側ほど後側になるように湾曲しているため、中間像は、移動体の左右方向に対して左側ほど下側又は後側（例えば被走査面素子８がＸＺ平面に平行に配置されている場合）になるように傾斜していることが好ましい。また、画像は、図９〜図１１に示される、原画像を右側ほど上側になるようにせん断変形させた画像とは、逆向きに（左側ほど上側になるように）せん断変形させることが好ましい。

また、上記実施形態では、移動体の上下方向（Ｙ軸方向）に関して、画像（中間像）の中心は、入射光束の中心よりも上方、かつ入射領域の中心よりも下方に位置し、移動体の前後方向（Ｚ軸方向）に関して、入射光束の中心は、画像の中心及び入射領域の中心よりも前方に位置しているが、これに限られない。要は、中間像の中心と入射光束の中心とを結ぶ仮想軸φ２と、入射光束の中心と入射領域の中心とを結ぶ仮想軸φ３（図１（ａ）参照）との成す角度が極力小さくなるように（光利用効率が極力高くなるように）、フロントガラス１０に対して被走査面素子８及び凹面鏡９を配置することが望ましい。

また、上記実施形態では、例えば右ハンドル車両の場合（入射領域が右側ほど後側になるように湾曲している場合）に、入射光束の中心（凹面鏡９の反射面の中心）、画像（中間像）の中心（被走査面の中心）及び入射領域の中心を−Ｘ側から＋Ｘ側にかけてこの順に並べているが、これに限られない。例えば、左ハンドル車両の場合（入射領域が左側ほど後側になるように湾曲している場合）に、入射光束の中心（凹面鏡９の反射面の中心）、画像（中間像）の中心及び入射領域の中心を＋Ｘ側から−Ｘ側にかけてこの順に並べても良い。要は、入射光束の中心（凹面鏡９の反射面の中心）、画像（中間像）の中心及び入射領域の中心を移動体の左右方向（Ｘ軸方向）にこの順に並べることが好ましい。

また、上記実施形態では、原画像は上下の辺が主走査方向に平行となるようにせん断変形されているが、これに代えて、原画像を左右の辺が副走査方向に平行になるようにせん断変形させても良い。例えば、右ハンドル車両の場合には、右側ほど上側になるようにせん断変形させれば良く、左ハンドル車両の場合には、左側ほど上側となるようにせん断変形させても良い。

また、上記実施形態では、ヘッドアップディスプレイの画像形成部として、２次元偏向手段を含む走査型が採用されているが、例えば透過型液晶パネルを含む透過液晶型、反射型液晶パネルを含む反射液晶型、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を含むＤＬＰ型などの中間像を形成可能なものであれば、いずれを採用しても良い。

また、上記実施形態では、被走査面素子として、微細凸レンズ構造（マイクロレンズアレイ）が用いられているが、これに限らず、例えば、拡散板、透過スクリーン、反射スクリーンなどを用いても良い。

なお、上記実施形態のマイクロレンズアレイでは、複数のマイクロレンズが２次元配列されているが、これに代えて、１次元配列又は３次元配列されていても良い。

また、上記実施形態では、マイクロレンズアレイを２次元偏向手段を用いて２次元走査して２次元画像を形成しているが、例えば、ＭＥＭＳミラー、ガルバノミラー、ポリゴンミラー等を含む１次元偏向手段を用いて１次元走査して１次元画像を形成しても良い。

また、上記実施形態では、カラー画像を形成しているが、モノクロ画像を形成しても良い。

また、透過反射部材は、例えば、いわゆるコンバイナのように、移動体のフロントガラスとは別の部材で構成され、観察者から見て該フロントガラスの手前に配置されていても良い。この場合も、透過反射部材の形状や姿勢に応じて、中間像を移動体の左右方向に対して傾斜させること、中間像を移動体の上下方向に対して傾斜させること、仮想軸φ２を上記接平面に対して傾斜させること、及び中間像をせん断変形画像とすることの少なくとも１つを行うことが好ましい。

また、透過反射部材は、移動体のフロントガラスに限らず、例えばサイドガラス、リアガラス等の操縦者が移動体の外部を視認するための他の窓部材であっても良い。また、透過反射部材は、ガラス製のものに限らず、例えば樹脂製であっても良い。

本発明の画像表示装置では、例えば移動体の窓部材、コンバイナ等の透過反射部材として、特に、湾曲するものを用いる場合に、虚像の歪みを効果的に低減できる。

また、画像表示装置によって虚像を視認可能にされる対象者（観察者）は、移動体の操縦者に限らず、例えば該移動体に搭乗するナビゲータ、乗客等であっても良い。

また、上記実施形態では、画像表示装置は、例えば車両、航空機、船舶等の移動体に搭載されるものを一例として説明したが、要は、物体に搭載されるものであれば良い。なお、「物体」は、移動体の他、恒常的に設置されるものや運搬可能なものを含む。

ＬＣ…画素表示用ビーム（画像情報に応じて変調された光）、６…２次元偏向手段（走査光学系の一部）、７…凹面鏡（走査光学系の一部）、８…被走査面素子、９…凹面鏡（ミラー、光学系）、１０…フロントガラス（透過反射部材）、１００…光源部、１０００…画像表示装置。

特許第４４７４７１１号公報

Claims (8)

1. 移動体に搭載される画像表示装置であって、
   光により画像を形成する画像形成部と、
   前記画像を形成した光を湾曲する透過反射部材に導く光学系と、を備え、
   前記画像形成部は、画像データに応じて変調された光を出射する光源部と、該光源部からの光により被走査面を主走査方向及び副走査方向に２次元走査する走査光学系と、を含み、
   前記光学系は、前記被走査面を介した光を前記透過反射部材に導き、
   前記走査光学系は、前記被走査面を前記主走査方向に高速で走査するとともに前記副走査方向に低速で走査し、前記主走査方向が、前記移動体の前後方向及び上下方向のいずれから見ても、
   前記移動体の左右方向に対して、前記画像が傾斜するように、前記主走査方向を傾斜させるとともに、前記画像がせん断変形するように、前記主走査方向における、前記光源部を発光させるタイミングを調節する画像表示装置。
2. 前記透過反射部材の、前記光学系からの光が入射される入射領域は、左右非対称に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記光学系は、単一のミラーから成り、
   前記ミラーの反射面の前記主走査方向に対応する方向の長さは、前記被走査面と前記反射面との距離よりも長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 前記被走査面への光の入射角は、前記被走査面の前記主走査方向の中央部から端部にかけて徐々に大きくなることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記走査光学系による光の前記主走査方向の走査角に対応する、前記被走査面を介した光の前記主走査方向に対応する方向の発散角は、前記走査角よりも大きく、
   前記被走査面を介した光の全てが、前記反射面に入射されることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像表示装置。
6. 前記ミラーは、凹面鏡であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
7. 前記透過反射部材は、前記移動体のフロントウインドシールドであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像表示装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像表示装置が搭載された移動体。