WO2017208911A1 - 画像表示装置 - Google Patents

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WO2017208911A1
WO2017208911A1 PCT/JP2017/019252 JP2017019252W WO2017208911A1 WO 2017208911 A1 WO2017208911 A1 WO 2017208911A1 JP 2017019252 W JP2017019252 W JP 2017019252W WO 2017208911 A1 WO2017208911 A1 WO 2017208911A1
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WO
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mirror
optical system
intermediate image
projection
angle
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/019252
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English (en)
French (fr)
Inventor
佳拡 橋本
酒井　重史
雄一 村松
Original Assignee
アルプス電気株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by アルプス電気株式会社 filed Critical アルプス電気株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/80—Arrangements for controlling instruments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/22—Display screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/50—Instruments characterised by their means of attachment to or integration in the vehicle
    • B60K35/53—Movable instruments, e.g. slidable

Definitions

  • the present invention relates to an image display device used for a head-up display device or the like.
  • the vehicle display device described in Patent Literature 1 is a device that reflects display light from a display unit toward a line-of-sight position of a driver on a windshield of a vehicle using a reflecting mirror, and reflects the reflecting mirror according to the speed of the vehicle.
  • the virtual image position of the display light is controlled by rotating. As a result, the gaze target of the traveling driver is set to a safe position according to the vehicle speed.
  • an object of the present invention is to provide an image display device capable of controlling the distance to a virtual image without changing the vertical position of the virtual image viewed from the driver as the subject.
  • an image display apparatus includes an intermediate image forming unit that forms a predetermined intermediate image, a reflective optical system that includes an optical element that reflects light emitted from the intermediate image forming unit, and a reflection optical system.
  • a projection optical system that guides incident light from the optical system to the projection surface; a moving unit that controls the length of the optical path from the intermediate image forming unit to the projection optical system by moving the optical element; and movement by the moving unit
  • an angle control means for controlling the arrangement angle of the optical elements so that the incident angles from the reflection optical system to the projection optical system are the same before and after the above.
  • the intermediate image forming unit has an optical element that emits divergent light from the emission surface, and the emission angle of the divergent light becomes larger outside the center of the emission surface
  • the moving means controls the length of the optical path from the intermediate image forming means to the projection optical system by moving the optical element along the direction of the exit surface, and the angle control means is before and after the movement by the moving means. It is preferable to control the arrangement angle of the optical elements so that the incident angles from the reflection optical system to the projection optical system are the same.
  • the reflecting optical system includes a plurality of reflecting mirrors as optical elements, and the moving unit moves at least one of the plurality of reflecting mirrors to move the plurality of reflecting units from the intermediate image forming unit. It is preferable that the length of the optical path that sequentially reflects the mirror and reaches the projection optical system is controlled, and the angle control means controls the relative angle of the plurality of reflecting mirrors.
  • the plurality of reflecting mirrors included in the reflecting optical system are two reflecting mirrors, the moving unit moves the reflecting mirror on the intermediate image forming unit side among the two reflecting mirrors, and the angle control unit includes two reflecting mirrors. It is preferable to control the relative angle of the mirror. As a result, the virtual image position can be displaced with a compact configuration of the intermediate image forming means and the projection optical system.
  • the intermediate image forming means displays the intermediate image divided into at least two areas on one plane corresponding to the exit surface, and the length of the optical path from the intermediate image forming means to the projection optical system for the emitted light from each area.
  • the image display device of the present invention is preferably installed in a vehicle, and the projection optical system preferably generates a projection image on a windshield of the vehicle based on the intermediate image.
  • an image display device that can control the distance to a virtual image without changing the vertical position of the virtual image viewed from the driver as the subject.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the structure of the image display apparatus which concerns on 2nd Embodiment, Comprising: The state after rotating a 1st mirror and a 2nd mirror while moving a 1st mirror with respect to the state shown in FIG. FIG.
  • an image display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
  • the following embodiment is an embodiment in which the image display device of the present invention is applied to a head-up display device for a vehicle.
  • the image display device is installed in a vehicle, and a subject who observes a virtual image on the image display device is a driver. is there.
  • an information image formed in an image display device to create a virtual image is referred to as an intermediate image.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the image display apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the image display apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the image display apparatus according to the first embodiment, and shows a state after the first mirror is moved and rotated with respect to the state shown in FIG.
  • the image display apparatus includes an intermediate image forming unit 10 as an intermediate image forming unit, two mirrors 21 and 22 as optical elements of a reflection optical system, A first mirror moving unit 23 as a moving unit, a first mirror rotation driving unit 24 as an angle control unit, a projection mirror 30 as a projection optical system, a control unit 40, and a memory 41 are provided.
  • the memory 41 stores information necessary for control / operation described below, image data displayed by the image display device, and the like.
  • the intermediate image forming unit 10 includes a laser light source 11, an LCOS 12, an imaging lens 13, and a screen 14 shown in FIG. 1, and further includes a laser driver 15 and an LCOS driver 16 shown in FIG.
  • the laser light source 11 is a light source that emits laser light having a wavelength in the visible region, and emits light having an intensity corresponding to the amount of current supplied from the laser driver 15.
  • the amount of current supplied from the laser driver 15 is controlled by the control unit 40.
  • the laser light emitted from the laser light source 11 enters the LCOS 12.
  • LCOS 12 is a reflective LCOS (Liquid Crystal On Silicon), which is a panel having a liquid crystal layer and an electrode layer such as aluminum.
  • LCOS 12 a plurality of pixels are formed by regularly arranging electrodes for applying an electric field to the liquid crystal layer, and in the thickness direction of the crystal layer in the liquid crystal layer due to a change in electric field strength applied to each electrode.
  • the tilt angle of the laser beam changes, and the phase of the reflected laser light is modulated for each pixel.
  • Such a change in phase for each pixel is controlled by the LCOS driver 16 based on the control of the control unit 40, and the LCOS 12 generates predetermined phase-modulated light.
  • the LCOS 12 can move or rotate relative to the main body (not shown) of the image display device under the control of the control unit 40.
  • a transmissive LCOS or other modulation element may be used instead of the LCOS 12.
  • a laser beam may be incident using a scanner capable of scanning incident light.
  • this scanner for example, there is a scanner using a digital mirror device (DMD) or a polygon mirror.
  • DMD digital mirror device
  • the specific configuration of the intermediate image forming unit is different from that in FIG.
  • an example using the LCOS 12 will be described.
  • the phase-modulated light generated by the LCOS 12 enters the imaging lens 13.
  • the imaging lens 13 is a biconvex positive lens, and as a Fourier transform lens (FT lens), the incident light is Fourier transformed, and the incident light is condensed to generate image light.
  • This image light forms an image on the screen 14 as an intermediate image (hologram image).
  • the screen 14 is arranged so that its optical axis 14 c overlaps with an extension line of the optical axis of the imaging lens 13.
  • a positive refractive power lens having another shape or a positive refractive power optical system including a plurality of lenses is used. May be.
  • the screen 14 is a diffuser (diffuser plate) as an optical element that emits incident light from the imaging lens 13 as divergent light from the exit surface 14a.
  • the screen 14 is designed such that the exit angle of the diverging light from the exit surface 14a is larger outward as the position is on the outer side than the center of the exit surface 14a, that is, the position on the optical axis 14c.
  • the screen 14 may be composed of, for example, a macro lens array in addition to the diffuser, as long as the outgoing angle of the outgoing light becomes larger toward the outer side than the center of the outgoing surface 14a.
  • the intermediate image formed on the screen 14 is divided into a central region and an outer region on a plane corresponding to the emission surface 14a.
  • Image light corresponding to the images in the respective regions is incident on two mirrors 21 and 22 as optical systems independent of each other.
  • the number of areas of the intermediate image may be three or more according to the display contents, and the position and size of each area can be arbitrarily set.
  • the first mirror 21 and the second mirror 22 are reflection mirrors and have reflection planes 21a and 22a for reflecting light emitted from the screen 14, respectively.
  • the second mirror 22 is arranged on an extension line of the optical axis 14 c of the screen 14, and the first mirror 21 diverges from a region outside the optical axis 14 c on the emission surface 14 a. It is arranged at a position where light enters.
  • the first mirror 21 can be moved on a predetermined straight line L1 by a first mirror moving unit 23 as a moving means. Further, the first mirror 21 is configured such that the reflection plane 21a can be rotated around an axis 21c along the plane by a first mirror rotation driving unit 24 as an angle control means. The movement by the first mirror moving unit 23 and the rotation by the first mirror rotation driving unit 24 are controlled by the control unit 40. The rotation by the first mirror rotation driving unit 24 is performed so that the angle at which the reflected light (image light I11) from the first mirror 21 enters the projection mirror 30 is the same before and after the movement by the first mirror moving unit 23. Be controlled.
  • the reflected light from the first mirror 21 always travels on the same straight line L 1 regardless of the movement by the first mirror moving unit 23 and enters the projection mirror 30.
  • the second mirror 22 is fixed, and the outgoing light (image light I12) from the central region of the outgoing surface 14a is reflected by the second mirror 22 and enters the projection mirror 30.
  • the projection mirror 30 is a concave mirror (magnifying mirror) having a reflecting surface 31, and the image light reflected by the first mirror 21 and the second mirror 22 is magnified and reflected by the projection mirror 30, respectively.
  • This reflected light is projected onto the display area of the windshield 50 (projected surface) of the vehicle. Since the windshield 50 functions as a semi-reflective surface, the incident image light is reflected toward the driver, and virtual images 51 and 52 are formed in front of the windshield 50 (FIG. 1).
  • the virtual image 51 is an image corresponding to the reflected light from the first mirror 21, and the virtual image 52 is an image corresponding to the reflected light from the second mirror 22.
  • the virtual images 51 and 52 in front of the windshield 50 By visually observing the virtual images 51 and 52 in front of the windshield 50, it appears to the driver's eye E that an information image is displayed in front of the steering wheel. Furthermore, since the first mirror 21 and the second mirror 22 are arranged so that the distance from the projection mirror 30 from the screen 14 (the intermediate image displayed on the screen 14) is different, the virtual images corresponding to the respective reflected lights are displayed in the window.
  • the distance from the shield 50 is formed at a different position. That is, the virtual image 52 corresponding to the reflected light from the second mirror 22 whose distance between the screen 14 and the projection mirror 30 is shorter than that of the first mirror 21 is larger than the virtual image 51 corresponding to the reflected light from the first mirror 21. It is formed at a position close to the shield 50.
  • the length of the optical path from the screen 14 to the projection mirror 30 is controlled by the movement of the first mirror 21 by the first mirror moving unit 23. Specifically, in the state before the movement shown in FIG. 1, the distance a is from the exit surface 14a of the screen 14 to the reflection plane 21a of the first mirror 21, whereas the state after the movement shown in FIG. , The first mirror 21 moves in the direction away from the projection mirror 30 by a distance b, so that the distance from the emission surface 14a to the reflection plane 21a of the first mirror 21 becomes a distance c larger than the distance a. Yes. This is because the emission angle from the emission surface 14a is the angle ⁇ 1 from the emission surface 14a before the movement, whereas the angle after the emission position has moved outward is larger than the angle ⁇ 1.
  • the straight line V1 in FIG. 1 and the straight line V2 in FIG. 3 are normal lines to the emission surface 14a at the emission point of the emission light to the first mirror 21.
  • the first mirror 21 is provided with a first mirror rotation driving unit so that the angle at which the reflected light from the first mirror 21 enters the projection mirror 30 is kept the same. 24, it is rotated about the shaft 21c. Due to the movement and rotation of the first mirror 21 as described above, the length of the optical path from the screen 14 to the projection mirror 30 is increased by “b + c ⁇ a”. As shown in FIG.
  • the virtual image 53 corresponding to the reflected light from the first mirror 21 when the optical path is lengthened in this way is more from the windshield 50 than the virtual image 51 before the first mirror 21 is moved and rotated. Formed on the far side. Further, since the first mirror 21 is rotated so that the angle at which the reflected light enters the projection mirror 30 before and after the movement is the same, the virtual image 51 before the movement and the virtual image after the movement are viewed from the driver. 53 are formed at the same position in the vertical direction. When the first mirror 21 is moved closer to the projection mirror 30, the distance can be shortened by rotating the first mirror 21 while maintaining the same angle of incidence on the projection mirror 30. it can.
  • the image display device has the following effects. (1) By rotating the reflection plane 21 a when the first mirror 21 is moved, the distance to the projection mirror 30 can be changed while maintaining the incident angle on the projection mirror 30. For this reason, it is possible to control the distance to the virtual image while maintaining the vertical position of the virtual image viewed from the driver as the subject.
  • both the screen 14 and the first mirror 21 are projection mirrors. This can contribute to the control of the incident angle to 30. For this reason, since it is possible to increase the amount of change in the optical path, the amount of displacement of the virtual image position can be increased.
  • the image light of the intermediate image is sequentially reflected by the two movable mirrors 121 and 122.
  • the angle at which the light emitted from the second mirror 122 enters the projection mirror 30 is controlled by controlling the relative angles of the reflection planes of these mirrors 121 and 122.
  • the position where the virtual image is formed can be displaced while keeping it constant.
  • the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the image display apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the image display apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the image display apparatus according to the second embodiment. The first mirror is moved and the first mirror and the second mirror are rotated with respect to the state shown in FIG. FIG. As shown in FIG.
  • the image display apparatus includes an intermediate image forming unit 110 as an intermediate image forming unit, two mirrors 121 and 122 as optical elements of a reflection optical system, A first mirror moving unit 123 as a moving unit, a first mirror rotation driving unit 124 and a second mirror rotation driving unit 125 as angle control units, a projection mirror 30 as a projection optical system, a control unit 40, and a memory 41.
  • the memory 41 stores information necessary for control / operation described below, image data displayed by the image display device, and the like.
  • the intermediate image forming unit 110 includes a laser light source 11, an LCOS 12, an imaging lens 13, and a screen 114 shown in FIG. 4, and further includes a laser driver 15 and an LCOS driver 16 shown in FIG. Since the laser light source 11, the LCOS 12, the imaging lens 13, the laser driver 15, and the LCOS driver 16 are the same as those in the first embodiment, their detailed description is omitted.
  • the screen 114 is a diffuser (diffusion plate) that emits incident light from the imaging lens 13 as diffused light from the exit surface 114a.
  • the screen 114 may be constituted by, for example, a macro lens array in addition to the diffuser as long as it can emit diffused light. Moreover, you may use the diffuser plate from which an output angle differs according to the output position like the screen 14 of 1st Embodiment.
  • the intermediate image formed on the screen 114 is divided into a central region and an outer region on a plane corresponding to the exit surface 114a.
  • the image light I21 corresponding to the central region travels along the optical axis 114c and directly enters the projection mirror 30.
  • the image light I22 corresponding to the outer region first enters the first mirror 121, and the reflected light from the first mirror 121 is further reflected by the second mirror 122 and enters the projection mirror 30.
  • the number of areas of the intermediate image may be three or more according to the display contents, and the position and size of each area can be arbitrarily set.
  • the intermediate image forming unit may include a liquid crystal panel on which an intermediate image is formed and a backlight that provides light from the back of the liquid crystal panel.
  • the specific configuration of the intermediate image forming unit is different from that in FIG. 4, and a liquid crystal panel is disposed at the position of the screen 114.
  • the intermediate image for creating the virtual image is a display image on the liquid crystal panel.
  • the first mirror 121 and the second mirror 122 are reflection mirrors and have reflection planes 121a and 122a for reflecting incident light, respectively.
  • the first mirror 121 and the second mirror 122 are disposed closer to the projection mirror 30 than the screen 114, and the incident light on the first mirror 121 is reflected by the reflection plane 121a and enters the second mirror 122, and this incident light. Is reflected by the reflection plane 122 a and enters the projection mirror 30.
  • the first mirror 121 can be moved on a predetermined straight line by a first mirror moving unit 123 as a moving means. Further, the first mirror 121 is configured such that the reflection plane 121a can be rotated around an axis 121c along the plane by a first mirror rotation driving unit 124 as an angle control means. The movement by the first mirror moving unit 123 and the rotation by the first mirror rotation driving unit 124 are controlled by the control unit 40.
  • the second mirror 122 is configured such that a reflection plane 122a can be rotated around an axis 122c along the plane by a second mirror rotation driving unit 125 as an angle control means.
  • the rotation by the second mirror rotation driving unit 125 is controlled by the control unit 40.
  • the rotation of the first mirror 121 by the first mirror rotation driving unit 124 and the rotation of the second mirror 122 by the second mirror rotation driving unit 125 are reflected from the second mirror 122 before and after the movement by the first mirror moving unit 123.
  • the angle at which light enters the projection mirror 30 is controlled to be the same. In other words, by rotating the first mirror 121 and the second mirror 122, respectively, the relative angle between the reflection plane 121a of the first mirror 121 and the reflection plane 122a of the second mirror 122 is adjusted, whereby the second mirror is adjusted.
  • the reflection direction from 122 is controlled so as to be kept constant with respect to the projection mirror 30.
  • the reflected light from the second mirror 122 always travels on the same straight line L ⁇ b> 2 regardless of the movement by the first mirror moving unit 123.
  • the direction in which the first mirror 121 moves by the first mirror moving unit 123 is parallel to the straight line L2.
  • the projection mirror 30 is a concave mirror (magnifying mirror) having a reflecting surface 31 as in the first embodiment.
  • the projection mirror 30 receives the image light I21 directly incident from the screen 114 and the image light I22 reflected by the second mirror 122, respectively. Magnify and reflect. This reflected light is projected onto the display area of the windshield 50 (projected surface) of the vehicle, and this light is reflected toward the driver and forms virtual images 151 and 152 in front of the windshield 50 ( FIG. 4).
  • the virtual image 151 is an image corresponding to the image light I21 directly incident on the projection mirror 30 from the screen 114
  • the virtual image 152 is an image corresponding to the reflected light (image light I22) from the second mirror 122. .
  • the first mirror 121 and the second mirror 122 are arranged closer to the projection mirror 30 than the screen 114, and the incident light on the first mirror 121 is sequentially reflected by the first mirror 121 and the second mirror 122, and the projection mirror. 30 is incident.
  • the virtual images 151 and 152 corresponding to the two image lights I21 and I22 are formed at different positions from the windshield 50, respectively. That is, the virtual image 151 is formed at a position closer to the windshield 50 than the virtual image 152.
  • the length of the optical path from the screen 114 to the projection mirror 30 is controlled by the movement of the first mirror 121 by the first mirror moving unit 123. Specifically, in the state before the movement shown in FIG. 4, the distance d is from the reflection plane 121a of the first mirror 121 to the reflection plane 122a of the second mirror 122, whereas after the movement shown in FIG. In the state, first, the first mirror 121 is moved by a distance e in a direction approaching the projection mirror 30. Further, with respect to this movement, the reflection plane 121a of the first mirror 121 is rotated by an angle ⁇ 1 clockwise so that the angle at which the reflected light from the second mirror 122 enters the projection mirror 30 becomes the same.
  • the reflection plane 122a of the second mirror 122 is rotated by an angle ⁇ 2 clockwise.
  • the relative angle between the two reflecting planes 121a and 122a changes, and the distance between them becomes f. Therefore, the length of the optical path from the screen 114 to the projection mirror 30 through the first mirror 121 and the second mirror 122 in the state before and after the movement of the first mirror 121 is “e + f ⁇ d "It's getting longer.
  • the virtual image 153 corresponding to the reflected light from the second mirror 122 when the optical path is lengthened is closer to the windshield 50 than the virtual image 152 before moving the first mirror 121, as shown in FIG. Formed.
  • the reflected light from the second mirror 122 is controlled so that the angle at which the reflected light is incident on the projection mirror 30 before and after the movement of the first mirror 121 is the same.
  • the virtual image 152 before movement and the virtual image 153 after movement are formed at the same position in the vertical direction.
  • the screen 114 and the projection mirror 30 can be made compact.
  • the virtual image position can be displaced. 4 to 6, only the first mirror 121 is moved among the optical elements of the reflective optical system.
  • the second mirror 122 is also moved, and the two mirrors 121 and 122 are moved accordingly.
  • the relative angle of the reflection plane may be adjusted.
  • Other operations, effects, and modifications are the same as those in the first embodiment.
  • the image display device is useful in that a head-up display device that can control the distance to the virtual image can be configured without changing the vertical position of the virtual image viewed from the driver. .

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Abstract

本発明は、対象者から見た虚像の上下位置を変えることなく、虚像までの距離を制御することができる画像表示装置を提供することを目的とする。本発明の画像表示装置は、所定の中間像を形成する中間像形成手段（１０）と、中間像形成手段（１０）からの出射光を反射させる光学要素（２１）を有する反射光学系と、反射光学系からの入射光を被投影面（５０）に導く投影光学系（３０）と、光学要素（２１）を移動させることによって、中間像形成手段（１０）から投影光学系（３０）に至る光路の長さを制御する移動手段と、移動手段による移動の前後における、反射光学系から投影光学系（３０）への入射角度が同一となるように、光学要素（２１）の配置角度を制御する角度制御手段とを備える。

Description

画像表示装置
　本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置などに用いる画像表示装置に関する。
　特許文献１に記載の車両用表示装置は、反射鏡によって、表示手段からの表示光を車両のフロントガラスの運転者の視線位置に向けて反射させる装置であり、車両の速度に応じて反射鏡を回転させることによって表示光の虚像位置を制御する。これによって、走行中の運転者の注視目標を車速に応じて安全な位置に設定することとしている。
特開平７－８９３７１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の車両用表示装置では、反射鏡の回転によって虚像位置を前後に変位させることは可能であるが、この変位にともなって虚像の位置が上下にも変位してしまうため、運転者の視線方向を変動させてしまうという問題があった。
　そこで本発明は、対象者としての運転者から見た虚像の上下位置を変えることなく、虚像までの距離を制御することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、所定の中間像を形成する中間像形成手段と、中間像形成手段からの出射光を反射させる光学要素を有する反射光学系と、反射光学系からの入射光を被投影面に導く投影光学系と、光学要素を移動させることによって、中間像形成手段から投影光学系に至る光路の長さを制御する移動手段と、移動手段による移動の前後における、反射光学系から投影光学系への入射角度が同一となるように、光学要素の配置角度を制御する角度制御手段とを備えることを特徴としている。
　これにより、対象者としての運転者から見た虚像の上下位置を維持しつつ、虚像までの距離を制御することができる。
　本発明の画像表示装置において、中間像形成手段は、出射面から発散光を出射する光学素子を有し、発散光の出射角は、出射面の中央よりも外側であるほど外側に大きくなり、移動手段は、出射面の方向に沿って光学要素を移動させることによって、中間像形成手段から投影光学系に至る光路の長さを制御し、角度制御手段は、移動手段による移動の前後における、反射光学系から投影光学系への入射角度が同一となるように、光学要素の配置角度を制御することが好ましい。
　これにより、中間像形成手段の光学素子における出射角と反射光学系の光学要素における反射角の変更によって、光路の長さの制御に寄与できるため、反射光学系の光学要素と投影光学系との距離の変化量を大きくとることが可能となることから、シンプルな構成でありながら虚像位置の変位量を大きくすることができる。
　本発明の画像表示装置において、反射光学系は光学要素として複数の反射鏡を有し、移動手段は、複数の反射鏡の少なくとも１つを移動させることによって、中間像形成手段から前記複数の反射鏡を順に反射して投影光学系に至る光路の長さを制御し、角度制御手段は、複数の反射鏡の相対角度を制御することが好ましい。また、反射光学系が有する複数の反射鏡は２つの反射鏡であり、移動手段は、２つの反射鏡のうち、中間像形成手段側の反射鏡を移動させ、角度制御手段は、２つの反射鏡の相対角度を制御することが好ましい。
　これにより、中間像形成手段と投影光学系をコンパクトにした構成で、虚像位置を変位させることができる。
　中間像形成手段は、出射面に対応する１つの平面において中間像を少なくとも２つの領域に分割して表示し、それぞれの領域からの出射光に対する中間像形成手段から投影光学系に至る光路の長さが異なることが好ましい。 
　本発明の画像表示装置は車両に設置され、投影光学系は、中間像に基づいて車両のウインドシールドに投影画像を生成することが好ましい。
　これにより、運転者から見た虚像の上下位置を変えることなく、虚像までの距離を制御できるヘッドアップディスプレイ装置を構成することができる。
　本発明によると、対象者としての運転者から見た虚像の上下位置を変えることなく、虚像までの距離を制御できる画像表示装置を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の構成を示す平面図である。 第１実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る画像表示装置の構成を示す平面図であって、図１に示す状態に対して、第１ミラーを移動・回転させた後の状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の構成を示す平面図である。 第２実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る画像表示装置の構成を示す平面図であって、図４に示す状態に対して、第１ミラーを移動させるとともに、第１ミラー及び第２ミラーを回転させた後の状態を示す図である。
　以下、本発明の実施形態に係る画像表示装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。以下の実施形態は、本発明の画像表示装置を車両用ヘッドアップディスプレイ装置に適用した実施形態であり、画像表示装置は車両に設置され、画像表示装置で虚像を観察する対象者は運転者である。なお、本明細書では、虚像を作り出すために画像表示装置内に形成される情報画像を中間像と称する。 
　＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態に係る画像表示装置の構成を示す平面図である。図２は、第１実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。図３は、第１実施形態に係る画像表示装置の構成を示す平面図であって、図１に示す状態に対して、第１ミラーを移動・回転させた後の状態を示す図である。
　第１実施形態にかかる画像表示装置は、図１又は図２に示すように、中間像形成手段としての中間画像形成部１０と、反射光学系の光学要素としての２つのミラー２１、２２と、移動手段としての第１ミラー移動部２３と、角度制御手段としての第１ミラー回転駆動部２４と、投影光学系としての投影ミラー３０と、制御部４０と、メモリ４１とを備える。メモリ４１には、以下に説明する制御・動作に必要な情報や、画像表示装置が表示する画像のデータなどが記憶されている。
　中間画像形成部１０は、図１に示す、レーザ光源１１、ＬＣＯＳ１２、結像レンズ１３、及び、スクリーン１４を備え、さらに、図２に示す、レーザドライバ１５とＬＣＯＳドライバ１６を備える。
　レーザ光源１１は、可視領域の波長のレーザ光を出射する光源であって、レーザドライバ１５から供給される電流量に応じた強度の光を出射する。レーザドライバ１５から供給される電流量は制御部４０によって制御される。レーザ光源１１から射出されたレーザ光はＬＣＯＳ１２に入射する。
　ＬＣＯＳ１２は、反射型ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｏｎ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）であって、液晶層とアルミニウムなどの電極層とを有するパネルである。ＬＣＯＳ１２においては、液晶層に電界を与える電極が規則的に並んで複数のピクセルが構成されており、それぞれの電極に与えられる電界強度の変化により、液晶層内の結晶の層の厚さ方向への倒れ角度が変化し、反射するレーザ光はピクセル毎に位相が変調される。このようなピクセル毎の位相の変化は、制御部４０の制御に基づいて、ＬＣＯＳドライバ１６によって制御され、ＬＣＯＳ１２では所定の位相変調光が生成される。ＬＣＯＳ１２は、制御部４０の制御により、画像表示装置の本体（不図示）に対して相対的に移動又は回動可能である。
　ここで、位相変調が可能であれば、ＬＣＯＳ１２に代えて、透過型ＬＣＯＳ、その他の変調素子を用いても良い。また、ＬＣＯＳ１２に代えて、入射光をスキャン可能なスキャナを用いてレーザ光を入射させるようにしてもよい。このスキャナとしては、例えばデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）やポリゴンミラーを用いたものがある。上記の他の方式とする場合には中間画像形成部の具体的な構成が図１とは異なるが、その詳細は省略する。ここではＬＣＯＳ１２を用いた事例について説明する。 
　ＬＣＯＳ１２で生成された位相変調光は、結像レンズ１３に入射する。この結像レンズ１３は、両凸正レンズであって、フーリエ変換レンズ（ＦＴレンズ）として入射光をフーリエ変換するとともに、入射光を集光することにより、イメージ光を生成する。このイメージ光は、中間像（ホログラム画像）として、スクリーン１４上に結像する。スクリーン１４は、その光軸１４ｃが結像レンズ１３の光軸の延長線に重なるように配置される。ここで、位相変調光のフーリエ変換が可能であれば、結像レンズ１３に代えて、別の形状の正の屈折力のレンズや、複数枚のレンズからなる正の屈折力の光学系を用いても良い。
　スクリーン１４は、結像レンズ１３からの入射光を、出射面１４ａから発散光として出射する光学素子としてのディフューザ（拡散板）である。このスクリーン１４においては、出射面１４ａからの発散光の出射角が、出射面１４ａの中央、すなわち光軸１４ｃ上の位置よりも、外側の位置であるほど外側へ大きくなるように設計されている。スクリーン１４は、出射光の出射角が出射面１４ａの中央よりも外側であるほど外側に大きくなれば、ディフューザのほか、例えばマクロレンズアレイで構成してもよい。
　スクリーン１４に形成される中間像は、出射面１４ａに対応する平面において、中央の領域とその外側の領域の２つに分けられている。それぞれの領域の画像に対応するイメージ光は、互いに独立した光学系としての２つのミラー２１、２２にそれぞれ入射する。
　ここで、中間像が有する領域は、表示内容などに応じて３つ以上であってもよく、また、各領域の位置や大きさは任意に設定できる。中間像が有する領域が３つ以上である場合は、各領域に対応して３つ以上の、互いに独立した光学系を備えることが好ましい。
　第１ミラー２１と第２ミラー２２は、反射鏡であって、スクリーン１４から出射された光を反射する反射平面２１ａ、２２ａをそれぞれ有する。図１に示すように、第２ミラー２２は、スクリーン１４の光軸１４ｃの延長線上に配置されており、第１ミラー２１は、出射面１４ａにおいて光軸１４ｃよりも外側の領域から出射する発散光が入射する位置に配置されている。
　第１ミラー２１は、移動手段としての第１ミラー移動部２３によって、予め定めた直線Ｌ１上を移動可能とされている。また、第１ミラー２１は、角度制御手段としての第１ミラー回転駆動部２４によって、反射平面２１ａが、その平面に沿った軸２１ｃを中心にして回転可能とされている。第１ミラー移動部２３による移動、及び、第１ミラー回転駆動部２４による回転は、制御部４０によって制御される。第１ミラー回転駆動部２４による回転は、第１ミラー移動部２３による移動の前後において、第１ミラー２１からの反射光（イメージ光Ｉ１１）が投影ミラー３０に入射する角度が同一となるように制御される。すなわち、第１ミラー２１からの反射光は、第１ミラー移動部２３による移動にかかわらず常に同じ直線Ｌ１上を進行し、投影ミラー３０へ入射する。
　一方、第２ミラー２２は固定されており、出射面１４ａの中央の領域からの出射光（イメージ光Ｉ１２）は第２ミラー２２で反射されて投影ミラー３０へ入射する。
　投影ミラー３０は、反射面３１を有する凹面鏡（拡大鏡）であって、第１ミラー２１と第２ミラー２２で反射されたイメージ光は投影ミラー３０でそれぞれ拡大・反射される。この反射光は、車両のウインドシールド５０（被投影面）の表示エリアに投影される。ウインドシールド５０は半反射面として機能するため、入射したイメージ光は、運転者に向けて反射されるとともに、ウインドシールド５０の前方位置において虚像５１、５２を形成する（図１）。ここで、虚像５１は、第１ミラー２１からの反射光に対応する像であり、虚像５２は、第２ミラー２２からの反射光に対応する像である。ウインドシールド５０の前方の虚像５１、５２を目視することで、運転者の眼Ｅには、ステアリングホイールの上方の前方に情報画像が表示されているように見える。さらに、第１ミラー２１及び第２ミラー２２は投影ミラー３０に対するスクリーン１４（に表示される中間像）からの距離が異なるように配置されているため、それぞれの反射光に対応する虚像は、ウインドシールド５０からの距離が異なる位置に形成される。すなわち、第１ミラー２１よりもスクリーン１４および投影ミラー３０との距離が短い第２ミラー２２からの反射光に対応する虚像５２は、第１ミラー２１からの反射光に対応する虚像５１よりもウインドシールド５０に近い位置に形成される。 
　第１ミラー２１は、第１ミラー移動部２３による移動によって、スクリーン１４から投影ミラー３０へ至る光路の長さが制御される。具体的には、図１に示す移動前の状態においては、スクリーン１４の出射面１４ａから第１ミラー２１の反射平面２１ａまでが距離ａであるのに対して、図３に示す移動後の状態においては、第１ミラー２１が投影ミラー３０から離れる方向に距離ｂだけ移動することによって、出射面１４ａから第１ミラー２１の反射平面２１ａまでの距離が、前記距離ａより大きな距離ｃとなっている。これは、出射面１４ａからの出射角度が、移動前の状態では出射面１４ａからの角度θ１であったのに対して、出射位置が外側へ移動した後の状態では、角度θ１よりも大きな角度θ２となったためである。ここで、図１における直線Ｖ１及び図３における直線Ｖ２は、第１ミラー２１への出射光の出射点における出射面１４ａに対する法線である。また、第１ミラー２１の移動の前後においては、第１ミラー２１からの反射光が投影ミラー３０に入射する角度が同一に保たれるように、第１ミラー２１は、第１ミラー回転駆動部２４によって、軸２１ｃを中心にして回転される。
　以上のような第１ミラー２１の移動・回転の前後により、スクリーン１４から投影ミラー３０へ至る光路の長さは、「ｂ＋ｃ－ａ」だけ長くなっている。このように光路を長くしたときの第１ミラー２１からの反射光に対応する虚像５３は、図３に示すように、第１ミラー２１を移動・回転する前の虚像５１よりもウインドシールド５０から離れる側に形成される。また、第１ミラー２１は、移動の前後で反射光が投影ミラー３０に入射する角度が同一となるように回転されているため、運転者から見て、移動前の虚像５１と移動後の虚像５３は、上下方向において同じ位置に形成される。なお、第１ミラー２１を投影ミラー３０に近づけるように移動させる場合は、第１ミラー２１を回転させることにより、投影ミラー３０に入射する角度を同一に維持した状態で、距離を短くすることができる。 
　以上のように構成されたことから、第１実施形態の画像表示装置によれば、次の効果を奏する。
（１）第１ミラー２１の移動の際に反射平面２１ａを回転させることにより、投影ミラー３０への入射角度を維持したまま投影ミラー３０までの距離を変更できる。このため、対象者としての運転者から見た虚像の上下位置を維持しつつ、虚像までの距離を制御することができる。
（２）スクリーン１４の出射面１４ａ上の位置により発散角が異なり、また、第１ミラー２１の反射平面２１ａの角度によって出射角度が異なることから、スクリーン１４と第１ミラー２１の両者が投影ミラー３０への入射角度の制御に寄与できる。このため、この光路の変化量を大きくとることが可能となることから、虚像位置の変位量を大きくすることができる。
　＜第２実施形態＞
　第２実施形態の画像表示装置においては、中間像のイメージ光を、２つの可動のミラー１２１、１２２に順に反射させている。この構成においては、第１ミラー１２１の移動にともなって、これらのミラー１２１、１２２の反射平面の相対角度を制御することによって、第２ミラー１２２からの出射光が投影ミラー３０に入射する角度を一定に保持しつつ、虚像の形成位置を変位させることができる。
　以下の説明において、第１実施形態と同様の構成部材については同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
　図４は、第２実施形態に係る画像表示装置の構成を示す平面図である。図５は、第２実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。図６は、第２実施形態に係る画像表示装置の構成を示す平面図であって、図４に示す状態に対して、第１ミラーを移動させるとともに、第１ミラー及び第２ミラーを回転させた後の状態を示す図である。
　第２実施形態にかかる画像表示装置は、図４又は図５に示すように、中間像形成手段としての中間画像形成部１１０と、反射光学系の光学要素としての２つのミラー１２１、１２２と、移動手段としての第１ミラー移動部１２３と、角度制御手段としての第１ミラー回転駆動部１２４および第２ミラー回転駆動部１２５と、投影光学系としての投影ミラー３０と、制御部４０と、メモリ４１とを備える。メモリ４１には、以下に説明する制御・動作に必要な情報や、画像表示装置が表示する画像のデータなどが記憶されている。
　中間画像形成部１１０は、図４に示す、レーザ光源１１、ＬＣＯＳ１２、結像レンズ１３、及び、スクリーン１１４を備え、さらに、図２に示す、レーザドライバ１５とＬＣＯＳドライバ１６を備える。レーザ光源１１、ＬＣＯＳ１２、結像レンズ１３、レーザドライバ１５、及び、ＬＣＯＳドライバ１６は第１実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は省略する。
　スクリーン１１４は、結像レンズ１３からの入射光を、出射面１１４ａから拡散光として出射するディフューザ（拡散板）である。スクリーン１１４は、拡散光を出射できれば、ディフューザのほか、例えばマクロレンズアレイで構成してもよい。また、第１実施形態のスクリーン１４のように出射位置によって出射角度が異なる拡散板を用いてもよい。
　スクリーン１１４に形成される中間像は、出射面１１４ａに対応する平面において中央の領域とその外側の領域の２つに分けられている。中央の領域に対応するイメージ光Ｉ２１は、光軸１１４ｃに沿って進行して投影ミラー３０に直接入射する。
　一方、外側の領域に対応するイメージ光Ｉ２２は、まず第１ミラー１２１に入射し、第１ミラー１２１からの反射光が、さらに第２ミラー１２２で反射されて、投影ミラー３０に入射する。
　ここで、中間像が有する領域は、表示内容などに応じて３つ以上であってもよく、また、各領域の位置や大きさは任意に設定できる。
　なお、中間画像形成部は、中間像が形成される液晶パネルと、液晶パネルの後方から光を与えるバックライトとで構成してもよい。この場合には中間画像形成部の具体的な構成が図４とは異なり、スクリーン１１４の位置に液晶パネルが配置される。虚像を作り出すための中間像は、液晶パネルの表示画像である。 
　第１ミラー１２１と第２ミラー１２２は、反射鏡であって、入射光を反射する反射平面１２１ａ、１２２ａをそれぞれ有する。第１ミラー１２１と第２ミラー１２２は、スクリーン１１４よりも投影ミラー３０側に配置され、第１ミラー１２１への入射光は反射平面１２１ａで反射されて第２ミラー１２２に入射し、この入射光は反射平面１２２ａで反射されて投影ミラー３０へ入射する。
　第１ミラー１２１は、移動手段としての第１ミラー移動部１２３によって、予め定めた直線上を移動可能とされている。また、第１ミラー１２１は、角度制御手段としての第１ミラー回転駆動部１２４によって、反射平面１２１ａが、その平面に沿った軸１２１ｃを中心にして回転可能とされている。第１ミラー移動部１２３による移動、及び、第１ミラー回転駆動部１２４による回転は、制御部４０によって制御される。
　第２ミラー１２２は、角度制御手段としての第２ミラー回転駆動部１２５によって、反射平面１２２ａが、その平面に沿った軸１２２ｃを中心にして回転可能とされている。第２ミラー回転駆動部１２５による回転は、制御部４０によって制御される。
　第１ミラー回転駆動部１２４による第１ミラー１２１の回転と第２ミラー回転駆動部１２５による第２ミラー１２２の回転は、第１ミラー移動部１２３による移動の前後において、第２ミラー１２２からの反射光が投影ミラー３０に入射する角度を同一に保つように制御される。別言すると、第１ミラー１２１と第２ミラー１２２をそれぞれ回転させることによって、第１ミラー１２１の反射平面１２１ａと第２ミラー１２２の反射平面１２２ａの相対角度が調整され、これによって、第２ミラー１２２からの反射方向が投影ミラー３０に対して一定に維持されように制御される。これにより、第２ミラー１２２からの反射光は、第１ミラー移動部１２３による移動にかかわらず常に同じ直線Ｌ２上を進行する。ここで、第１ミラー移動部１２３によって第１ミラー１２１が移動する方向は、上記直線Ｌ２に平行である。
　投影ミラー３０は、第１実施形態と同様に反射面３１を有する凹面鏡（拡大鏡）であって、スクリーン１１４から直接入射したイメージ光Ｉ２１と、第２ミラー１２２で反射されたイメージ光Ｉ２２をそれぞれ拡大・反射させる。この反射光は、車両のウインドシールド５０（被投影面）の表示エリアに投影され、この光は運転者に向けて反射されるとともに、ウインドシールド５０の前方位置において虚像１５１、１５２を形成する（図４）。ここで、虚像１５１は、スクリーン１１４から投影ミラー３０へ直接入射したイメージ光Ｉ２１に対応する像であり、虚像１５２は、第２ミラー１２２からの反射光（イメージ光Ｉ２２）に対応する像である。
　第１ミラー１２１及び第２ミラー１２２は、スクリーン１１４よりも投影ミラー３０側に配置されており、第１ミラー１２１への入射光は第１ミラー１２１及び第２ミラー１２２で順に反射されて投影ミラー３０へ入射する。 このため、２つのイメージ光Ｉ２１、Ｉ２２のそれぞれに対応する虚像１５１、１５２は、ウインドシールド５０からの距離が異なる位置に形成される。すなわち、虚像１５１は、虚像１５２よりもウインドシールド５０に近い位置に形成される。
　第１ミラー１２１は、第１ミラー移動部１２３による移動によって、スクリーン１１４から投影ミラー３０へ至る光路の長さが制御される。具体的には、図４に示す移動前の状態においては、第１ミラー１２１の反射平面１２１ａから第２ミラー１２２の反射平面１２２ａまでが距離ｄであるのに対して、図６に示す移動後の状態においては、まず、第１ミラー１２１は、投影ミラー３０に近づく方向に距離ｅだけ移動している。さらに、この移動に対して、第２ミラー１２２からの反射光が投影ミラー３０に入射する角度が同一となるように、第１ミラー１２１の反射平面１２１ａが時計回りに角度γ１回転されるとともに、第２ミラー１２２の反射平面１２２ａは時計回りに角度γ２回転される。これによって、２つの反射平面１２１ａ、１２２ａの相対角度が変化して両者の距離はｆとなる。このため、第１ミラー１２１の移動前の状態と移動後の状態とで、スクリーン１１４から、第１ミラー１２１と第２ミラー１２２を経て投影ミラー３０へ至る光路の長さは、「ｅ＋ｆ－ｄ」だけ長くなっている。このように光路を長くしたときの第２ミラー１２２からの反射光に対応する虚像１５３は、図６に示すように、第１ミラー１２１を移動する前の虚像１５２よりもウインドシールド５０から離れる側に形成される。ここで、第２ミラー１２２からの反射光は、第１ミラー１２１の移動の前後で反射光が投影ミラー３０に入射する角度が同一となるように制御されているため、運転者から見て、移動前の虚像１５２と移動後の虚像１５３は、上下方向において同じ位置に形成される。
　第２実施形態の画像表示装置によれば、第１ミラー１２１と第２ミラー１２２で折り返す構成によって、比較的小さなエリアで光路長の制御が可能となるため、スクリーン１１４と投影ミラー３０をコンパクトにした構成で、虚像位置を変位させることができる。
　なお、図４～図６に示す構成では、反射光学系の光学要素のうち第１ミラー１２１のみを移動させていたが、第２ミラー１２２も移動させ、これに合わせて２つのミラー１２１、１２２の反射平面の相対角度を調整するようにしてもよい。
　なお、その他の作用、効果、変形例は第１実施形態と同様である。
　本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
　以上のように、本発明に係る画像表示装置は、運転者から見た虚像の上下位置を変えることなく、虚像までの距離を制御できるヘッドアップディスプレイ装置を構成することができる点で有用である。
　１０　　中間画像形成部
　１１　　レーザ光源
　１２　　ＬＣＯＳ
　１３　　結像レンズ
　１４　　スクリーン
　１４ａ　出射面
　１４ｃ　光軸
　１５　　レーザドライバ
　１６　　ＬＣＯＳドライバ
　２１　　第１ミラー
　２１ａ　反射平面
　２１ｃ　軸
　２２　　第２ミラー
　２２ａ　反射平面
　２３　　第１ミラー移動部
　２４　　第１ミラー回転駆動部
　３０　　投影ミラー
　４０　　制御部
　４１　　メモリ
　５０　　ウインドシールド
　５１、５２、５３　虚像
　１１０　中間画像形成部
　１１４　　スクリーン
　１１４ａ　出射面
　１１４ｃ　光軸
　１２１　　第１ミラー
　１２１ａ　反射平面
　１２１ｃ　軸
　１２２　　第２ミラー
　１２２ａ　反射平面
　１２２ｃ　軸
　１２３　　第１ミラー移動部
　１２４　　第１ミラー回転駆動部
　１２５　　第２ミラー回転駆動部
　１５１、１５２、１５３　虚像
 

Claims (6)

  1. 　所定の中間像を形成する中間像形成手段と、
    　前記中間像形成手段からの出射光を反射させる光学要素を有する反射光学系と、
    　前記反射光学系からの入射光を被投影面に導く投影光学系と、
    　前記光学要素を移動させることによって、前記中間像形成手段から前記投影光学系に至る光路の長さを制御する移動手段と、
    　前記移動手段による移動の前後における、前記反射光学系から前記投影光学系への入射角度が同一となるように、前記光学要素の配置角度を制御する角度制御手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。
  2. 　前記中間像形成手段は、出射面から発散光を出射する光学素子を有し、
    　前記発散光の出射角は、前記出射面の中央よりも外側であるほど外側に大きくなり、
    　前記移動手段は、前記出射面の方向に沿って前記光学要素を移動させることによって、前記中間像形成手段から前記投影光学系に至る光路の長さを制御し、
    　前記角度制御手段は、前記移動手段による移動の前後における、前記反射光学系から前記投影光学系への入射角度が同一となるように、前記光学要素の配置角度を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
  3. 　前記反射光学系は前記光学要素として複数の反射鏡を有し、
    　前記移動手段は、前記複数の反射鏡の少なくとも１つを移動させることによって、前記中間像形成手段から前記複数の反射鏡を順に反射して前記投影光学系に至る光路の長さを制御し、
    　前記角度制御手段は、前記複数の反射鏡の相対角度を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
  4. 　前記反射光学系が有する複数の反射鏡は２つの反射鏡であり、
    　前記移動手段は、前記２つの反射鏡のうち、前記中間像形成手段側の反射鏡を移動させ、
    　前記角度制御手段は、前記２つの反射鏡の相対角度を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
  5. 　前記中間像形成手段は、出射面に対応する１つの平面において前記中間像を少なくとも２つの領域に分割して表示 し、
    　それぞれの領域からの出射光に対する前記中間像形成手段から前記投影光学系に至る光路の長さが異なることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  6. 　前記画像表示装置は車両に設置され、
    　前記投影光学系は、前記中間像に基づいて前記車両のウインドシールドに投影画像を生成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
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