(57)【要約】【課題】  画像領域外における照射光の影響を低減する光走査装置、表示システム、移動体を提供する。【解決手段】  光源１１から照射される照射光を、第１走査方向と、第１走査方向に直交する第２走査方向とに走査する光偏向部１３を備え、光偏向部１３が照射光を走査する走査範囲１５Ｒ３に含まれる画像領域１５Ｒ１内で、画像情報に基づき光源１１を点灯させて画像を形成するとともに、光偏向部１３が画像領域１５Ｒ１外の検知領域６１を走査するときに光源１１を点灯させ、光偏向部１３が検知領域６１を走査するときに、照射光を検知する光検知部６１を備え、画像領域１５Ｒ１と検知領域６１の間における光偏向部１３が走査する照射光を遮蔽する遮蔽領域７４を設けた光走査装置、表示システム、移動体である。【選択図】図１６
2020194122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射される照射光を、第１走査方向と、前記第１走査方向に直交する第２走査方向とに走査する光偏向部を備え、
前記光偏向部が前記照射光を走査する走査範囲に含まれる画像領域内で、画像情報に基づき前記光源を点灯させて画像を形成するとともに、前記光偏向部が前記画像領域外の検知領域を走査するときに前記光源を点灯させ、
前記光偏向部が前記検知領域を走査するときに、前記照射光を検知する光検知部を備え、
前記画像領域と前記検知領域の間における前記光偏向部が走査する前記照射光を遮蔽する遮蔽領域を設けた光走査装置。
【請求項２】
前記画像領域と前記検知領域の間における前記光偏向部が走査する前記照射光を遮蔽する遮蔽部材を設けた請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光偏向部により前記照射光が走査されるスクリーンを備え、前記スクリーン上の前記画像領域内で画像を形成し、
前記遮蔽部材は、前記スクリーンよりも光路の上流側に配置され、前記スクリーンの一部を覆う請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記遮蔽部材は、前記検知領域よりも光路の下流側に配置され、前記検知領域を覆う領域を含む請求項２または３記載の光走査装置。
【請求項５】
前記遮蔽部材は、前記検知領域よりも光路の上流側に配置され、前記照射光が前記検知領域で反射された反射光を遮蔽する領域を含む請求項２〜４の何れか記載の光走査装置。
【請求項６】
前記検知領域は、前記前記第１走査方向および前記第２走査方向において、前記画像領域と重なる請求項１〜５の何れか記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光偏向部が前記画像領域内で画像情報に基づき前記光源を点灯させるときの前記照射光の光量と、前記光偏向部が前記検知領域で前記光源を点灯させるときの前記照射光の光量が異なる請求項１〜６の何れか記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光偏向部が前記画像領域内で画像情報に基づき前記光源を点灯させるときの前記照射光の光量のレンジが、前記光偏向部が前記検知領域で前記光源を点灯させるときの前記照射光の光量のレンジより大きい請求項１〜７の何れか記載の光走査装置。
【請求項９】
前記スクリーンは樹脂により成形され、
前記検知領域は、前記画像領域よりも、複屈折性が大きい領域に配置される請求項３記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか記載の光走査装置と、
前記光偏向部により前記照射光が走査されるスクリーンから投射される投射光を反射する結像光学系と、
前記結像光学系から反射される反射光を反射する反射部材と、を備え、
前記結像光学系は、前記投射光を前記反射部材に向けて反射して虚像を結像させる表示システム
【請求項１１】
請求項１０記載の表示システムを備え、
前記反射部材は、フロントガラスである移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、表示システム、および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、光走査範囲６０内の画像描画に用いる画像描画領域６２が、検出領域６１に対して主走査方向に隣接する領域と、検出領域６１に対して副走査方向に隣接する領域とを含む光走査装置を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、画像領域外における照射光の影響を低減する光走査装置、表示システム装置および移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る光走査装置、表示システム、および移動体は、光源から照射される照射光を、第１走査方向と、第１走査方向に直交する第２走査方向とに走査する光偏向部を備え、光偏向部が照射光を走査する走査範囲に含まれる画像領域内で、画像情報に基づき光源を点灯させて画像を形成するとともに、光偏向部が画像領域外の検知領域を走査するときに光源を点灯させ、光偏向部が検知領域を走査するときに、照射光を検知する光検知部を備え、画像領域と検知領域の間における光偏向部が走査する照射光を遮蔽する遮蔽領域を設けた。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、画像領域外における照射光の影響を低減する光走査装置、表示システム装置および移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る表示システムのシステム構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る表示装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る光源装置の具体的構成の一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る光偏向装置の具体的構成の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係るスクリーンの具体的構成の一例を示す図である。
【図６】マイクロレンズアレイにおいて、入射光束径とレンズ径の大小関係の違いによる作用の違いについて説明するための図である。
【図７】光偏向装置のミラーと走査範囲の対応関係について説明するための図である。
【図８】２次元走査時の走査線軌跡の一例を示す図である。
【図９】スクリーンの形状について説明するための説明図である。
【図１０】受光素子について説明するための説明図である。
【図１１】ＡＲ重畳された表示画像の例である。
【図１２】光偏向装置の駆動電圧と偏向角感度について説明するための説明図である。
【図１３】第１の実施形態に係る補正処理の構成図である。
【図１４】第１の実施形態に係るスクリーンのホルダの正面図である。
【図１５】第１の実施形態に係るスクリーンのホルダの斜視図である。
【図１６】図１４における光路の説明図である。
【図１７】図１４に示したホルダの変形例にかかる光路の説明図である。
【図１８】図１４に示したホルダの第２の変形例である。
【図１９】図１４に示したホルダの第３の変形例である。
【図２０】図１９における光路の説明図である。
【図２１】光源の出力の説明図である。
【図２２】走査位置検出についての説明図である。
【図２３】走査位置検出の分解能についての説明図である。
【図２４】スクリーンを成形するための樹脂の注入方向を示す図である。
【図２５】第１の実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図２６】図１３に示した構成図のレイアウトを説明する図である。
【図２７】図１３に示した補正処理の構成図の変形例である。
【図２８】図１３に示した補正処理の構成図の第２の変形例である。
【図２９】副走査方向における走査画角の時間変化を示す図である。
【図３０】図２８に示した構成図のレイアウトを説明する図である。
【図３１】図１３に示した補正処理の構成図の第３の変形例である。
【図３２】図３１における画像サイズの検出分解能を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【０００８】
●システム構成
図１は、第１の実施形態に係る表示システムのシステム構成の一例を示す図である。表示システム１は、表示装置１００（光走査装置の一例）から投射される投射光ＰＬを、透過反射部材に投射させることによって観察者３に表示画像を視認させる。表示画像は、観察者３の視界に虚像４５として重畳して表示する画像である。表示システム１は、例えば、車両、航空機もしくは船舶等の移動体、または操縦シミュレーションシステムもしくはホームシアターシステム等の非移動体に備えられる。本実施形態は、表示システム１が、移動体の一例である自動車に備えられた場合について説明する。なお、表示システム１の使用形態は、これに限られるものではない。
【０００９】
表示システム１は、例えば、フロントガラス５０を介して車両の操縦に必要なナビゲーション情報（例えば車両の速度、進路情報、目的地までの距離、現在地名称、車両前方における物体（対象物）の有無や位置、制限速度等の標識、渋滞情報等の情報等）を、観察者３（操縦者）に視認させる。この場合、フロントガラス５０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機能する。観察者３の視点位置からフロントガラス５０までの距離は、数十ＣＭ〜１Ｍ程度である。
【００１０】
表示システム１は、表示装置１００、外光センサ２０およびフロントガラス５０を備える。表示装置１００は、例えば、移動体の一例である自動車に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）である。表示装置１００は、自動車のインテリアデザインに準拠して任意の位置に配置される。表示装置１００は、例えば、自動車のダッシュボード２００の下方に配置されてもよく、ダッシュボード内に埋め込まれていてもよい。
【００１１】
表示装置１００は、画像形成ユニット１０、自由曲面ミラー３０および筐体９０を備える。画像形成ユニット１０は、光源装置１１、ユニット筐体１２、光偏向装置１３、ミラー１４およびスクリーン１５を備える。外光センサ２０は、表示システム１の外光強度、一例として照度を検出するために設けられたセンシングデバイスである。図１に示すように、外光センサ２０は、例えばフロントガラス５０付近に設置されている。
【００１２】
光源の一例としての光源装置１１は、光源から出射されたレーザー光を、装置外部へ照射するデバイスである。光源装置１１は、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のレーザー光を合成したレーザー光を照射してもよい。光源装置１１から出射されたレーザー光は、光偏向装置１３の反射面に導かれる。光源装置１１は、光源として、ＬＤ（ＬＡＳＥＲ  ＤＩＯＤＥ）等の半導体発光素子を有する。なお、光源は、これに限られず、ＬＥＤ（ＬＩＧＨＴ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥ）等の半導体発光素子を有してもよい。
【００１３】
光偏向部の一例としての光偏向装置１３は、ＭＥＭＳ（ＭＩＣＲＯ  ＥＬＥＣＴＲＯ  ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ）等を利用してレーザー光の進行方向を変化させるデバイスである。光偏向装置１３は、例えば、直交する２軸に対して揺動する単一の微小なＭＥＭＳミラー、または１軸に対して揺動もしくは回転する２つのＭＥＭＳミラーからなるミラー系等の走査手段を利用して構成される。光偏向装置１３から出射したレーザー光は、ミラー１４に対して走査される。なお、光偏向装置１３は、ＭＥＭＳミラーに限られず、ポリゴンミラー等を用いて構成されてもよい。
【００１４】
ミラー１４は、一例として凹面ミラーであり、光偏向装置１３から出射されてミラー１４の反射面を走査されるレーザー光を、スクリーン１５に向かって反射する。
【００１５】
画像形成部としてのスクリーン１５は、ミラー１４の反射面で反射されたレーザー光がスクリーン１５上に走査されることによって、スクリーン１５上に二次元画像（中間像）である画像光を形成する。そしてスクリーン１５は、走査されたレーザー光を所定の発散角で発散させる機能を有する発散部材である。スクリーン１５は、例えば、ＥＰＥ（ＥＸＩＴ  ＰＵＰＩＬ  ＥＸＰＡＮＤＥＲ）の形態として、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）または拡散板等の光拡散効果を持つ透過型の光学素子によって構成される。なお、スクリーン１５は、マイクロミラーアレイ等の光拡散効果を持つ反射型の光学素子によって構成されてもよい。
【００１６】
光源装置１１、光偏向装置１３、ミラー１４およびスクリーン１５はユニット筐体１２に保持され、画像形成ユニット１０の一部として機能する。なおスクリーン１５は、スクリーン１５によって発散された発散光を、画像形成ユニット１０の外部に出射できるように、ユニット筐体１２に全て覆われることなく、ユニット筐体１２にその一部を保持されている。なおユニット筐体１２は、一つの立体物であってもよいし、複数の部材を組み合わせた構造であってもよい。複数の部材を組み合わせた構造の一例として、光源装置１１、光偏向装置１３、ミラー１４とその間の光路全体を覆う大きさの立体物と、スクリーン１５を保持するホルダ等とを複数の部材として組み合わせて、ユニット筐体１２とすることができる。
【００１７】
スクリーン１５から出射された発散光であるレーザー光（光束）によって、自由曲面ミラー３０およびフロントガラス５０に投射された虚像４５は、スクリーン１５上に形成された中間像から拡大されて表示される。自由曲面ミラー３０は、フロントガラス５０の湾曲形状による画像の傾き、歪、位置ずれ等を相殺するように設計および配置されている。自由曲面ミラー３０は、回転軸３０１を中心として回転可能である。回転軸３０１は、一例として自由曲面ミラー３０の重心を通り、図１紙面垂直方向に平行な直線を軸として回転させることで、図１紙面上下方向の虚像４５の表示位置を変更できる。これにより、自由曲面ミラー３０は、スクリーン１５から出射したレーザー光（光束）の反射方向を調整し、観察者３の目の位置に合わせて虚像４５の表示位置を変更させることができる。
【００１８】
結像光学系の一例としての自由曲面ミラー３０は、スクリーン１５から出射された発散光によって虚像を結像するために、発散光を反射して投射光ＰＬを投射する。したがって自由曲面ミラー３０は虚像４５の結像位置が所望の位置になるように、また一定の集光パワーを有するように、一例として既存の光学設計シミュレーションソフトを用いて、設計されている。表示装置１００は、虚像４５が観察者３の視点位置から例えば１Ｍ以上かつ３０Ｍ以下（好ましくは１０Ｍ以下）の位置（観察者３から見て奥行位置）に表示されるように、自由曲面ミラー３０の集光パワーが設定される。
【００１９】
なお、結像光学系は、集光機能を有する集光素子を一つ以上含む光学系であればよい。集光機能を有する集光素子としては自由曲面ミラー３０のような自由曲面ミラーに限られず、凹面ミラー、曲面ミラー、フレネル反射素子等であってもよい。また、集光素子は、高反射率のアルミや銀などの金属薄膜を蒸着やスパッタリングなどで形成されている。これにより、集光素子に入射した光の投射光ＰＬとしての利用効率を最大限に上げることができ、輝度の高い虚像が得られる。
【００２０】
自由曲面ミラー３０で反射された投射光ＰＬは、筐体９０に設けられた開口から表示装置１００の外部に投射され、フロントガラス５０に入射される。図１に示されるように筐体９０のうち、開口周辺部９０１によって筐体９０には開口Ｈが設けられている。開口周辺部９０１は、筐体９０のうち、開口Ｈの周囲部分である。開口周辺部９０１が設けられる位置、大きさによって開口Ｈの位置、大きさが定まる。そして筐体９０内に開口Ｈから外部の異物が進入することを防止するために、開口Ｈを塞ぐように防塵窓４０が設けられている。防塵窓４０は、特に投射光ＰＬを透過する材料で形成されることが好ましい。
【００２１】
反射部材の一例としてのフロントガラス５０は、レーザー光（光束）の一部を透過させ、残部の少なくとも一部を反射させる機能（部分反射機能）を有する透過反射部材である。フロントガラス５０は、観察者３に前方の景色および虚像４５を視認させる半透過鏡として機能する。虚像４５は、例えば、車両情報（速度、走行距離等）、ナビゲーション情報（経路案内、交通情報等）、警告情報（衝突警報等）等を観察者３に視認させるための表示される像である。なお、透過反射部材は、フロントガラス５０とは別途設けられたフロントウインドシールド等であってもよい。
【００２２】
虚像４５は、フロントガラス５０の前方の景色と重畳するように表示されてもよい。また、フロントガラス５０は、平面でなく、湾曲している。そのため、虚像４５の結像位置は、自由曲面ミラー３０とフロントガラス５０の曲面によって決定される。なお、フロントガラス５０は、部分反射機能を有する個別の透過反射部材としての半透過鏡（コンバイナ）を利用してもよい。
【００２３】
そして自由曲面ミラー３０は、フロントガラス５０で発生する光学歪を低減するように面形状が設計されている。自由曲面ミラー３０に入射した光線は、自由曲面ミラー３０の面形状に従って自由曲面ミラー３０によって反射される。反射された光束はその後、フロントガラス５０に入射し、少なくともアイリプス中心（基準アイポイント）を含む少なくともアイリプス領域内の一点の視点に到達する。フロントガラス５０に入射した光束は、フロントガラス５０の面形状に応じて反射される。
【００２４】
このような構成により、スクリーン１５から出射されたレーザー光（光束）は、自由曲面ミラー３０に向けて投射される。自由曲面ミラー３０によって集光された投射光は、筐体９０の開口を通過してフロントガラス５０に向けて投射され、フロントガラス５０によって反射される。観察者３は、フロントガラス５０で反射された光によって、スクリーン１５に形成された中間像が拡大された虚像４５を視認することができるようになる。
【００２５】
なお、表示装置１００の投射方式は、液晶パネル、ＤＭＤパネル（デジタルミラーデバイスパネル）または蛍光表示管（ＶＦＤ）等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、光源装置１１から出射されたレーザー光を走査手段で走査して中間像を形成する「レーザー走査方式」がある。
【００２６】
第１の実施形態に係る表示装置１００は、後者の「レーザー走査方式」を採用する。「レーザー走査方式」は、各画素に対して発光または非発光を割り当てることができるため、一般に高コントラストの画像を形成することができる。なお、表示装置１００は、投射方式として「パネル方式」を用いてもよい。
【００２７】
●ハードウエア構成
図２は、第１の実施形態に係る表示装置のハードウエア構成の一例を示す図である。なお、図２に示すハードウエア構成は、各実施形態において同様の構成を備えていてもよく、必要に応じて構成要素が追加または削除されてもよい。
【００２８】
表示装置１００は、表示装置１００の動作を制御するための制御装置１７を有する。制御装置１７は、表示装置１００の内部に実装された基板またＩＣチップ等のコントローラである。制御装置１７は、ＦＰＧＡ（ＦＩＥＬＤ−ＰＲＯＧＲＡＭＭＡＢＬＥ  ＧＡＴＥ  ＡＲＲＡＹ）１００１、ＣＰＵ（ＣＥＮＴＲＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＵＮＩＴ）１００２、ＲＯＭ（ＲＥＡＤ  ＯＮＬＹ  ＭＥＭＯＲＹ）１００３、ＲＡＭ（ＲＡＮＤＯＭ  ＡＣＣＥＳＳ  ＭＥＭＯＲＹ）１００４、Ｉ／Ｆ（ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ）１００５、バスライン１００６、ＬＤドライバ１００８、ＭＥＭＳコントローラ１０１０およびモータドライバ１０１２を含む。制御装置１７は制御部の一例である。
【００２９】
ＦＰＧＡ１００１は、表示装置１００の設計者による設定変更が可能な集積回路である。ＬＤドライバ１００８、ＭＥＭＳコントローラ１０１０、およびモータドライバ１０１２は、ＦＰＧＡ１００１からの制御信号に応じて駆動信号を生成する。ＣＰＵ１００２は、表示装置１００全体を制御するための処理を行う集積回路である。ＲＯＭ１００３は、ＣＰＵ１００２を制御するコンピュータが実行可能なプログラムを記憶する記憶装置である。ＲＡＭ１００４は、ＣＰＵ１００２のワークエリアとして機能する記憶装置である。
【００３０】
Ｉ／Ｆ１００５は、外部装置と通信するためのインターフェースである。Ｉ／Ｆ１００５は、例えば自動車のＣＡＮ（ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ  ＡＲＥＡ  ＮＥＴＷＯＲＫ）等に接続される。またＩ／Ｆ１００５は、外光センサ２０等に接続される。外光センサ２０は、Ｉ／Ｆ１００５を経由して制御装置１７へセンシングデータ（外光強度）を送信する。Ｉ／Ｆ１００５に接続されるセンサは外光センサ２０に限られず自動車外部、内部の情報を取得するための各種センサが接続されてよい。
【００３１】
ＬＤドライバ１００８は、光源装置１１を駆動する駆動信号、一例として光源装置１１の一部を構成する半導体発光素子ＬＤの駆動信号を生成する回路である。ＭＥＭＳコントローラ１０１０は、光偏向装置１３を駆動する駆動信号、一例として光偏向装置１３の一部を構成する走査ミラーを変位させるデバイスであるＭＥＭＳを駆動する駆動信号を生成する回路である。モータドライバ１０１２は、各種モータを駆動する駆動信号、一例として自由曲面ミラー３０の回転軸３０１を回転させる電動機であるモータ１０１１を駆動する駆動信号を生成する回路である。
【００３２】
●光源装置
図３は、第１の実施形態に係る光源装置の具体的構成に一例を示す図である。光源装置１１は、光源素子１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ（以下、区別する必要のないときは、光源素子１１１とする。）、カップリングレンズ（コリメータ）１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ、アパーチャ１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂ、合成素子１１４，１１５，１１６、光分岐素子１１７、およびレンズ１１８、光検出器１１９を含む。
【００３３】
３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の光源素子１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂは、例えば、それぞれ単数または複数の発光点を有するＬＤ（ＬＡＳＥＲ  ＤＩＯＤＥ）である。光源素子１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂは、各光源素子に供給される駆動電流を変化に応じた光量のレーザー光を放射する。光源素子１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂは、互いに異なる波長ΛＲ，ΛＧ，ΛＢ（例えばΛＲ＝６４０ＮＭ，ΛＧ＝５３０ＮＭ，ΛＢ＝４４５ＮＭ）のレーザー光（光束）を放射する。
【００３４】
放射された各レーザー光（光束）は、それぞれカップリングレンズ１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂによりカップリングされる。カップリングされた各レーザー（光束）は、それぞれアパーチャ１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂにより整形される。アパーチャ１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂは、レーザー光（光束）の発散角等の所定の条件に応じた形状（例えば円形、楕円形、長方形、正方形等）を有する。
【００３５】
アパーチャ１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂにより整形された各レーザー光（光束）は、３つの合成素子１１４，１１５，１１６により合成される。合成素子１１４，１１５，１１６は、プレート状またはプリズム状のダイクロイックミラーであり、波長に応じてレーザー光（光束）を反射または透過し、１つの光束に合成され、合成された光束は光分岐素子１１７に入射される。
【００３６】
光分岐素子１１７に入射した入射光の一部は、光分岐素子１１７を透過し、他の一部は光分岐素子１１７で反射される。すなわち、合成された光束は、光分岐素子１１７によって透過光と反射光に分岐される。
【００３７】
透過光は、レンズ１１８を透過し光偏向装置１３に照射され、スクリーン１５上での画像描画および虚像表示に用いられる。すなわち、透過光は、画像光として用いられる。
【００３８】
一方反射光は、光検出器１１９に照射される。光検出器１１９は、照射されたレーザーの強度に応じた電気信号を出力する。出力された電気信号は一例としてＦＰＧＡ１００１に出力され、表示システム１の制御に用いることが可能である。このように反射光は、レーザー光の強度を調整するモニタ光として、またその結果表示される虚像の色や輝度を調整するためのモニタ光として用いられる。
【００３９】
●光偏向装置
図４は、第１の実施形態に係る光偏向装置の具体的構成の一例を示す図である。光偏向装置１３は、半導体プロセスにより製造されるＭＥＭＳミラーであり、ミラー１３０、蛇行状梁部１３２、枠部材１３４、および圧電部材１３６を含む。光偏向装置１３は、光偏向部の一例である。
【００４０】
ミラー１３０は、光源装置１１から出射されたレーザー光をスクリーン１５側に反射する反射面を有する。光偏向装置１３は、ミラー１３０を挟んで一対の蛇行状梁部１３２を形成する。蛇行状梁部１３２は、複数の折り返し部を有する。折り返し部は、交互に配置される第１の梁部１３２Ａと第２の梁部１３２Ｂとから構成されている。蛇行状梁部１３２は、枠部材１３４に支持されている。圧電部材１３６は、隣接する第１の梁部１３２Ａと第２の梁部１３２Ｂとを接続するように配置されている。圧電部材１３６は、第１の梁部１３２Ａと第２の梁部１３２Ｂとに異なる電圧を印加し、梁部１３２Ａ，１３２Ｂのそれぞれに反りを発生させる。
【００４１】
これにより、隣接する梁部１３２Ａ，１３２Ｂは、異なる方向に撓む。ミラー１３０は、撓みが累積されることによって、左右方向の軸を中心として垂直方向に回転する。このような構成により、光偏向装置１３は、垂直方向への光走査が低電圧で可能となる。上下方向の軸を中心とした水平方向の光走査は、ミラー１３０に接続されたトーションバー等を利用した共振により行われる。
【００４２】
●スクリーン
図５は、第１の実施形態に係るスクリーンの具体的構成の一例を示す図である。スクリーン１５は、光源装置１１の一部を構成するＬＤ１００７から出射されたレーザー光を結像させる。また、スクリーン１５は、所定の発散角で発散させる発散部材である。図５に示すスクリーン１５は、六角形形状を有する複数のマイクロレンズ１５０が隙間なく配列されたマイクロレンズアレイ構造を有している。マイクロレンズ１５０の幅（対向する２辺間の距離）は、一例として５０ΜＭ〜３００ΜＭの範囲で最適化され、本実施形態では２００ΜＭ程度である。スクリーン１５は、マイクロレンズ１５０の形状を六角形とすることにより、複数のマイクロレンズ１５０を高密度で配列することができる。
【００４３】
なお、マイクロレンズ１５０の形状は、六角形に限られるものではなく、例えば四角形、三角形等であってもよい。また、複数のマイクロレンズ１５０が規則正しく配列された構造を例示しているが、マイクロレンズ１５０の配列は、これに限られるものではなく、例えば、各マイクロレンズ１５０の中心を互いに偏心させ、不規則な配列としてもよい。このように偏心させた配列を採用する場合、各マイクロレンズ１５０は、互いに異なる形状となる。
【００４４】
また頂点の光軸方向の高さを変化させてもよい。配列方向の偏心や光軸方向のシフトをランダムに設定することで、隣接するマイクロレンズの境界を通過したレーザー光の干渉によって生じるスペックルや周期的な配列によるモアレなどを低減することができる。
【００４５】
スクリーン１５に到達したレーザー光は、マイクロレンズ１５０の中を走査され、走査中にレーザー光がオンオフされることにより複数ドットが打たれ、例えばオンオフ光の組み合わせによって階調表示が可能である。あるいは、レーザー光の強度自体を変調させて階調表示をおこなってもよい。
【００４６】
図６は、マイクロレンズアレイにおいて、入射光束径とレンズ径の大小関係の違いによる作用の違いについて説明するための図である。図６（Ａ）において、スクリーン１５は、マイクロレンズ１５０が整列して配置された光学板１５１によって構成される。光学板１５１上に入射光１５２を走査される場合、入射光１５２は、マイクロレンズ１５０により発散され、発散光１５３となる。スクリーン１５は、マイクロレンズ１５０の構造により、入射光１５２を所望の発散角１５４で発散させることができる。マイクロレンズ１５０の周期１５５は、入射光１５２の径１５６Ａよりも大きくなるように設計される。これにより、スクリーン１５は、レンズ間での干渉が起こさずに、スペックル（スペックルノイズ）を生じさせない。
【００４７】
図６（Ｂ）は、入射光１５２の径１５６Ｂが、マイクロレンズ１５０の周期１５５の２倍大きい場合の発散光の光路を示す。入射光１５２は、二つのマイクロレンズ１５０Ａ、１５０Ｂに入射し、それぞれ発散光１５７、１５８を生じさせる。このとき、領域１５９において、二つの発散光が存在するため、光の干渉を生じうる。この干渉光が観察者の目に入った場合、スペックルとして視認される。
【００４８】
以上を考慮して、スペックルを低減するため、マイクロレンズ１５０の周期１５５は、入射光の径１５６よりも大きく設計される。なお、図６は、凸面レンズの形態で説明したが、凹面レンズの形態においても同様の効果があるものとする。
【００４９】
以上図５、図６を用いて説明したように画像形成部の一例であるスクリーン１５は、走査されたレーザー光を一定の角度で発散させる機能を有しており、この機能により観察者３がアイボックスの範囲で画像が認識できる、つまり観察者３が運転席に着座した状態である程度の目の位置が変わっても視認される範囲を持つことができる。
【００５０】
したがってマイクロレンズ１５０を搭載したスクリーン１５はマイクロレンズ１５０の形状については、光を適切に発散させるための一定の精度が求められる。さらに量産性に富むものが好ましい。そのためスクリーン１５は、一例として樹脂材料の成型加工により形成される。マイクロレンズ１５０に求められる光学的物性を満たす樹脂の具体例としては、メタアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン樹脂などが挙げられるがこれらに限られない。
【００５１】
図７は、光偏向装置のミラーと走査範囲の対応関係について説明するための図である。光源装置１１の各光源素子は、制御装置１７のＦＰＧＡ１００１によって発光強度や点灯タイミング、光波形が制御される。光源装置１１の各光源素子は、ＬＤドライバ１００８によって駆動され、レーザー光を出射する。各光源素子から出射され光路合成されたレーザー光は、図７に示すように、光偏向装置１３のミラー１３０によってΑ軸周り、Β軸周りに二次元的に偏向され、ミラー１３０を介して走査光としてスクリーン１５に照射される。すなわち、スクリーン１５は、光偏向装置１３による主走査および副走査によって二次元走査される。
【００５２】
なお、図１で説明したように、本実施形態では光偏向装置１３とスクリーン１５の間の光路上にミラー１４が設けられている。つまり光偏向装置１３からの走査光はミラー１４上を二次元走査し、ミラー１４からの反射光が走査光としてスクリーン１５上を二次元走査するが、図７においてはミラー１４を省略して説明している。
【００５３】
走査範囲は、光偏向装置１３によって走査しうる全範囲である。走査光は、スクリーン１５の走査範囲を、２〜４万ＨＺ程度の速い周波数で主走査方向（Ｘ軸方向、第１走査方向の一例）に振動走査（往復走査）しつつ、副走査方向（Ｙ軸方向、第２走査方向の一例）に所定量片道走査する。副走査方向は数十ＨＺ程度の、主走査方向と比較して遅い周波数の周期で走査する。すなわち、光偏向装置１３は、スクリーン１５に対してラスタースキャンを行う。この場合、表示装置１００は、走査位置（走査光の位置）に応じて各光源素子の発光制御を行うことで、画素ごとの描画または虚像の表示を行うことができる。
【００５４】
以上説明したように、スクリーン１５上には一度のラスタースキャンごと、つまり所定周期としての副走査周期ごとにスクリーン１５に二次元走査領域が形成される。なお、この一度のラスタースキャンで形成される画像を、走査フレームと呼ぶことがある。スクリーン１５に副走査周期ごとに二次元走査領域が形成されるための時間、すなわち１走査フレーム分の走査時間（二次元走査の１周期）は、上記のように副走査周期が数十ＨＺであることから、数十ＭＳＥＣとなる。例えば、主走査周期を２００００ＨＺ、副走査周期を５０ＨＺとした場合、二次元走査の１周期分の１走査フレーム分の走査時間は、副走査周期から２０ＭＳＥＣとなる。
【００５５】
図８は、二次元走査時の走査線軌跡の一例を示す図である。スクリーン１５は、図８に示すように、中間像が描画される（画像情報に応じて光源装置１１を点灯させて変調された光が照射されて画像を形成する）表示画像領域１５Ｒ１と、非画像領域１５Ｒ２を含む。非画像領域１５Ｒ２は、表示画像領域１５Ｒ１を取り囲む形状の領域である。
【００５６】
光偏向装置１３が照射光を走査する走査領域（走査範囲）１５Ｒ３は、スクリーン１５における表示画像領域１５Ｒ１と非画像領域１５Ｒ２を併せた範囲とする。図８において、走査範囲における走査の軌跡は、主走査方向の線状の走査の軌跡である主走査線が、副走査方向に複数並び、ジグザグ線を形成している。図８において、主走査線の本数は、説明の便宜上、実際よりも少ない本数を示している。なお、図８において走査軌跡は主走査線同士の端部が連続したジグザグ線であるが、これに限られない。すなわち、主走査線同士が並行で、各走査線の端部が連続していない走査線でもよい。また主走査線は図８に示されるような往復走査でもよいし、一方向への走査の繰り返しであってもよい。
【００５７】
さらに、スクリーン１５は、走査範囲に含まれる表示画像領域１５Ｒ１の周辺領域（非画像領域１５Ｒ２の一部）に、受光素子を含む領域である検知用画像領域Ｇを含む。図８において、検知用画像領域Ｇは、表示画像領域１５Ｒ１の−Ｘ側かつ＋Ｙ側の隅部に設定される。そして光偏向装置１３が検知用画像領域Ｇを走査するときに光源装置１１を点灯させ、光偏向装置１３が検知用画像領域Ｇを走査するときに、この検知用画像領域Ｇに含まれる検知領域に入射する走査光を検知する位置に光検出センサ６０が配置されている。光検出センサ６０によって走査光が検知されると、光検出センサ６０によって受光信号がＦＰＧＡ１００１に出力される。光検出センサ６０はフォトダイオード等の受光素子を有し、例えばスクリーン１５の一部や、ユニット筐体１２の一部等に固定されて配置される。ＦＰＧＡ１００１は、信号を受信したタイミングによって光偏向装置１３の動作を検出し、その結果、走査開始タイミングや走査終了タイミングを決定できる。
【００５８】
以上説明したように走査範囲には、主走査方向の線状の走査の軌跡である主走査線が、副走査方向に複数並んだ走査線軌跡が形成されている。走査範囲全体のうち、表示画像領域１５Ｒ１内は、主走査方向の線状の走査の軌跡である主走査線が、副走査方向に複数並んだ走査線軌跡によってユーザに対して表示される画像である表示画像が形成される。表示画像は例えば、入力された動画を構成する静止画（フレーム）等である。以降走査フレームのうち、表示画像領域１５Ｒ１内を走査フレーム画像と呼ぶことがある。
【００５９】
走査フレーム、走査フレーム画像の形成される周期はいずれも副走査周期である。画像情報に基づき副走査周期ごとに順次走査フレーム画像が形成され、虚像４５が描画されることにより、順次表示される虚像４５の観察者３は、虚像４５を動画として視認することができる。
【００６０】
スクリーン１５は、上述のように、マイクロレンズアレイ等の光拡散効果を持つ透過型の光学素子で構成されているがこれに限られない。つまり装置レイアウトに応じて、例えば、マイクロミラーアレイ等の光拡散効果を持つ反射型の素子とすることもできる。また、スクリーン１５は、光拡散効果を持たない平板または曲板であってもよい。
【００６１】
以上、走査領域１５Ｒ３を、光偏向装置１３から出射された走査光がスクリーン１５を含む面上を走査した場合において説明したが、これに限られない。つまり、例えば光偏向装置１３とスクリーン１５との間の光路上のミラー１４が配置される場合、ミラー１４上にも走査領域１５Ｒ３は形成される。さらに他の反射ミラー等がある場合は他の反射ミラー上、また他の反射ミラーによって反射された走査光によって走査される面上にも走査領域１５Ｒ３は形成される。
【００６２】
また、走査領域１５Ｒ３のうち、少なくとも表示画像領域１５Ｒ１は最終的にスクリーン１５上に形成されるが、走査領域１５Ｒ３のすべてがスクリーン１５を含む面上に到達しなくてもよい。例えば検知用画像領域Ｇを、スクリーン１５を含む面上に到達前に設けられた光検出センサ６０に検出させるように設計してもよいし、スクリーン１５を含む面上に到達前に光路を変え、光路を変えた先に設けられた光検出センサ６０に検出させるように設計してもよい。
【００６３】
そしてスクリーン１５、表示画像領域１５Ｒ１の形状は図８に示されるものに限られない。表示画像領域１５Ｒ１は図８に示されるような平面の長方形である必要はなく、曲面であったり、スクリーン１５の長方形とは異なる矩形や多角形であったりしてもよい。
【００６４】
なお表示画像領域１５Ｒ１の形状は、一例としてユニット筐体１２のスクリーン１５を保持する部分の形状で定めることが可能である。つまり、ユニット筐体１２またはユニット筐体１２の一部であるスクリーン１５の保持部によって、非画像領域１５Ｒ２を覆うようにスクリーン１５が保持されれば、保持されている部分は光がユニット筐体１２で遮られて自由曲面ミラー３０に照射されないため、表示画像領域１５Ｒ１の中間像の発散光のみ自由曲面ミラー３０に照射される。このように表示画像領域１５Ｒ１の形状を規定することにより、所望の形状の虚像４５が形成される。
【００６５】
図９は、スクリーンの形状について説明するための説明図である。以下図９を用いてスクリーン１５の形状によって生じる、光偏向装置１３からスクリーン１５上の各到達位置までの距離の差が画像に与える影響について述べる。
【００６６】
図９（Ａ）はスクリーン１５の形状を平面にした場合、図９（Ｂ）はスクリーン１５の形状を湾曲、具体的には、ミラー１３０に対して凹面に湾曲させて場合である。
【００６７】
なお、図９（Ａ）の平面形状の場合、光偏向装置１３からスクリーン１５上の各到達位置までの距離に差があることにより、中間像２５に歪みが生じる。また各到達位置間でビームスポット径にもばらつきが生じる。これらは、自由曲面ミラー３０やフロントガラス５０からなる観察光学系を介して虚像４５として結像された際に、画像の品質劣化の要因となる。光偏向装置１３とスクリーン１５の間にこれらを補正する光学素子を配置しても良いが、ＨＵＤの大型化やコストアップにつながる。
【００６８】
それに対し図９（Ｂ）のようにスクリーン１５の形状を湾曲させることで、上記距離の差を小さくすることができる。その結果平面の場合よりも中間像２５の歪みやビームスポット径ばらつきを小さくすることができる。従って、ＨＵＤの大型化やコストアップをすることなく、虚像４５における画像の品質を向上させることができる。
【００６９】
なお、図１で説明したように、本実施形態では光偏向装置１３とスクリーン１５の間の光路上にミラー１４が設けられている。つまり光偏向装置１３からの走査光はミラー１４上を二次元走査し、ミラー１４からの反射光が走査光としてスクリーン１５上を二次元走査するが、図７同様、図９においてもミラー１４を省略して説明している。
【００７０】
図１０を用いて、光検出センサ６０の構成について説明する。光検出センサ６０は、受光素子６１（光検知部、検知領域の一例）と、信号線６２を有する。受光素子６１は、光信号を電気信号に変換する、一例としてフォトダイオードである。受光素子６１の受光面上をレーザー光が走査すると、パルス信号波形が取得できる。受光素子６１が照射光を検知する検知領域は、受光素子６１の領域と一致するが、受光素子６１の領域よりも小さくても良い。
【００７１】
図１０（Ａ）は光検出センサ６０の構成を示す。光検出センサ６０は、受光素子６１と、信号線６２を有する。受光素子６１は、光信号を電気信号に変換する、一例としてフォトダイオードである。受光素子６１は光が当たる面が分割されており、分割受光面６１１と６１２を有する。分割受光面６１１は、分割受光面６１２よりも、主走査方向の幅が小さい。
そして信号線６２は、分割受光面６１１からの信号を出力する信号線６２１と、分割受光面６１２からの信号を出力する信号線６２２とを有する。
【００７２】
図１０（Ｂ）は、分割受光面６１１から分割受光面６１２に向かう方向にレーザー光が走査された時の、信号出力を示したグラフである。走査方向に幅の狭い分割受光面６１１から、分割受光面６１２へ向かう方向にレーザー光が走査されたときのそれぞれの信号出力が示されている。図１０（Ｂ）に示されるように、レーザー光の走査が行われると、各分割受光面を通過する時間に応じた幅のパルス信号が出力される。このように、パルス信号によって、受光面を光が通過したタイミングを検出できる。
【００７３】
図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）で示した二つの信号の交差タイミングに基づいて、図１０（Ｃ）に示すような信号を出力することで、レーザー光がフォトダイオード上を走査したときの、パルス信号波形が取得できる。
【００７４】
一つのフォトダイオードに対して入射される光量が変わることにより、パルス信号の出力信号値の絶対値が変わると、同じタイミングで受光素子が走査されても、受光面を光が通過したタイミングがずれて検出されてしまう可能性がある。したがって、入射光量の変動が大きい場合などは、図１０（Ｃ）のように二つの信号の交差タイミングを用いた方がより精度良く検出できる。
【００７５】
なお、ここでは、受光面が二分割された分割受光面を有する光検出センサについて述べたが、これに限定されず、例えば受光面が分割されていなくてもよい。その場合は図１０（Ｂ）のように、出力信号値が所定の閾値を超えた時点を、受光面を光が通過したタイミングを検出できる。
【００７６】
以上説明した二次元走査装置を車両に搭載した場合の例について述べる。図１１は、表示装置をＨＵＤとして車両に搭載した際の表示例である。代表的な使用例は、観察者３の視界に自動車の速度や走行距離、行き先表示等のナビゲーション情報等を表示するといったものである。また近年では、運転上の安全面を高める目的で、ＨＵＤの画像表示を現実物体に重畳させること、すなわちＡＲ（ＡＵＧＭＥＮＴＥＤ  ＲＥＡＬＩＴＹ）重畳する使用例が求められてきている。
【００７７】
例えば、図１１に示すように、運転時に観察者３が認知すべき対象物である車両Ｄ１、境界線Ｄ２に対して、ＨＵＤにより強調表示等の表示ＡＲ１やＡＲ２をＡＲ重畳することで、観察者３の視覚的認知を誘導することができる。このようなＡＲ重畳表示を実現する場合など、今後より大きな画像サイズで正確な位置に画像表示がされることが望まれる。しかし、光偏向装置１３による二次元走査で画像形成を行う際、環境温度や経年変化によって画像サイズや、画像形成位置が変動してしまい、所望の画像が得られないという課題がある。
【００７８】
図１２は、ミラー１３０の駆動電圧に対する感度の経年特性の一例を示したものである。
【００７９】
ミラー１３０として一例としてＭＥＭＳミラーを用いた際には、ＭＥＭＳミラーを駆動する駆動電圧に対するミラー１３０の偏向角度（ＭＥＭＳミラーの駆動電圧に対する偏向角感度）は環境温度や経年変化により変化する。
【００８０】
つまり図１２（Ａ）に示されるように、ＭＥＭＳミラーに駆動する駆動電圧が一定の場合、初期状態Ｔ１に対し、経年時Ｔ２でミラー１３０の偏向角感度が下がる。その結果、図１２（Ｂ）に示されるように、初期状態Ｔ１の虚像４５の大きさＷ１よりも、経年時Ｔ２の虚像４５の大きさＷ２が小さくなってしまう。ここでは、副走査方向の画像サイズが変動する例を示したが、副走査方向に限らず主走査方向にも画像サイズの変動は生じる。
【００８１】
また、環境温度や経年変化により光偏向装置１３や光源装置１１の内の各光源の固定状態が二次元走査面内上で変動する場合、スクリーン１５上において形成される中間像２５の画像形成位置が変動し、最終的に観察者３が目視する虚像４５の画像形成位置が変動してしまう。また、赤、青、緑の各色の画像形成位置がそれぞれ独立に変動する場合は、各色で描画される画像が空間的にずれるため、色づいた画像が視認されることになる。
【００８２】
図１３は、第１の実施形態に係る補正処理の構成図である。表示画像領域１５Ｒ１、非画像領域１５Ｒ５１、１５Ｒ５２、二次元走査領域１５Ｒ３、スクリーン１５の光学的な有効領域１５Ｒ４、受光素子６１Ａ，６１Ｂ（第１、第２の光検知部、および第１、第２の検知領域の一例）、第一の検知用画像領域Ｇ１及び第二の検知用画像領域Ｇ２を表したものである。Ｌ１は、光偏向装置１３による二次元走査のスクリーン１５上における主走査振幅中心、Ｌ２は、光偏向装置１３による二次元走査のスクリーン１５上における副走査振幅中心である。受光素子６１Ａ，６１Ｂが照射光を検知する第１、第２の検知領域は、受光素子６１Ａ，６１Ｂそれぞれの領域と一致するが、受光素子６１Ａ，６１Ｂそれぞれの領域よりも小さくても良い。
【００８３】
図１３に示すように、表示画像領域１５Ｒ１の外側にまで二次元走査領域１５Ｒ３を広げ、その表示画像領域１５Ｒ１の外側の走査領域である非画像領域１５Ｒ５１および１５Ｒ５２に受光素子６１Ａおよび６１Ｂを配置する。受光素子６１Ａおよび６１Ｂは、主走査方向において互いに離れて配置される。
【００８４】
非画像領域１５Ｒ５１および１５Ｒ５２は、表示画像領域１５Ｒ１と重なり合っていないが、主走査方向および副走査方向において表示画像領域１５Ｒ１と重なるように配置される。これにより、表示画像領域１５Ｒ１を可及的に大きくすることができる。
【００８５】
また、受光素子６１Ａ、６１Ｂの副走査方向両端部のうち、下端部を含む所定領域でレーザー光の点灯がされる第一の検知用画像領域Ｇ１及び第二の検知用画像領域Ｇ２を設ける。
【００８６】
受光素子６１Ａと６１Ｂは副走査方向において同じ位置に配置されており、検知用画像領域Ｇ１とＧ２も副走査方向において同じ位置に配置されている。
【００８７】
また検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２はそれぞれ、主走査方向の幅が受光素子６１Ａおよび６１Ｂの主走査方向の幅よりも大きく、検知用画像領域Ｇ内を走査するレーザー光が受光素子６１の受光面を主走査方向に通過することにより、受光素子６１は走査光の走査タイミングを検知できる。
【００８８】
受光素子６１上でレーザー光の点灯が行われるため、受光素子６１から走査状態に関わる受光信号を取得することができる。この走査状態に関わる信号を用いて、光偏向装置１３の駆動や光源部の発光タイミングを制御することで、画像形成位置、画像サイズの調整を行う。走査状態に関わる信号とは、一例として、受光素子６１を通過する時間間隔や受光素子６１を通過した走査線の本数などである。
【００８９】
このとき、第一の検知用画像領域Ｇ１及び第二の検知用画像領域Ｇ２での光が表示画像領域１５Ｒ１に漏れないように、表示画像領域１５Ｒ１は一定間隔離れていることが望ましく、また、表示画像領域１５Ｒ１は、スクリーン１５の光学的な有効領域１５Ｒ４以下の大きさであることが望ましい。なお、第一の検知用画像領域Ｇ１と第二の検知用画像領域Ｇ２とを区別する必要がないときは、検知用画像領域Ｇと呼ぶことがある。
【００９０】
なお検知用画像領域Ｇに形成される検知用画像は、制御したい内容に応じて変えてもよい。また所定の走査フレーム間隔で形成してもよいし、特定の条件の満たす場合に形成してもよい。また、全光源を点灯させた画像でもよいし、特定の光源を点灯させた画像でもよく、走査フレーム毎に点灯させる光源を変えることもできる。
【００９１】
図１４は、第１の実施形態に係るスクリーンのホルダの正面図である。図１５は、第１の実施形態に係るスクリーンのホルダの斜視図である。図１６は、図１４における光路の説明図である
【００９２】
ホルダ１２１は、点線で示されるスクリーン１５を保持する。光検出センサ６０Ａ，６０Ｂはホルダ１２１に設けられている。光検出センサ６０Ａ，６０Ｂは、受光素子６１Ａ，６１Ｂを有しており、受光素子６１Ａ，６１Ｂはそれぞれ、検知用画像Ｇ１，Ｇ２が受光される位置に設けられている。受光素子６１Ａ，６１Ｂ、および検知用画像Ｇ１，Ｇ２は、それぞれ、光軸方向においてスクリーン１５と重なるように配置されている。そして図１４の紙面手前側から奥側に向かって走査光が開口部１２２を通って出射される。このように、一例として開口部１２２の形状により表示画像領域１５Ｒ１の形状が決定可能である。
【００９３】
ホルダ１２１には、スクリーン１５よりも光路の上流側に、光偏向装置１３が走査する走査光の一部を遮蔽する遮蔽領域の一例として遮蔽部材７４が一体的に設けられており、遮蔽部材７４の内縁に、走査光を透過させる開口部１２２が形成されている。
【００９４】
遮蔽部材７４は、検知用画像Ｇ１，Ｇ２での走査光がスクリーン１５の光学有効領域に入らないように、形状が定められる。また、遮蔽部材７４は、検知用画像Ｇ１，Ｇ２での走査光が透過しないように、黒塗り加工などを用いて、光を吸収もしくは、反射するように形成されている。図１６における７４Ａは、検知用画像Ｇ１に含まれる照射光のうち、遮蔽部材７４により遮蔽される照射光を示す。
【００９５】
すなわち、遮蔽部材７４は、画像領域１５Ｒ１と第１、第２の検知領域（第一、第二の受光素子）６１Ａ，６１Ｂの間における光偏向部１３が走査する照射光を遮蔽するように設けられており、これにより、画像領域１５Ｒ１と第１、第２の検知領域６１Ａ，６１Ｂの間における光偏向部１３が走査する照射光が、迷光として画像領域１５Ｒ１に侵入して画像品質が低下することを抑制できる。
【００９６】
また、遮蔽部材７４は、第１、第２の検知領域６１Ａ，６１Ｂよりも光路の下流側に配置され、検知領域６１Ａ，６１Ｂを覆う領域を含む。これにより、第１、第２の検知領域６１Ａ，６１Ｂにおける光偏向部１３が走査する照射光が、画像領域１５Ｒ１に侵入して画像品質が低下することを抑制できる。
【００９７】
遮蔽部材７４は、スクリーン１５よりも光路の上流側に配置され、スクリーン１５の一部を覆う。これにより、画像領域１５Ｒ１と検知領域６１の間における光偏向部１３が走査する照射光が、スクリーン１５および画像領域１５Ｒ１に侵入することを抑制できる。
【００９８】
なお、遮蔽部材７４は、必ずしもホルダ１２１と一体的に設けられていなくてもよく、偏向装置１３の光路下流側の任意の箇所に設けられてもよい。
【００９９】
また、遮蔽部材７４に代えて、スクリーン１５における画像領域１５Ｒ１と第１、第２の検知領域６１Ａ，６１Ｂの間における光偏向部１３が走査する照射光が入射する部分を、反射および透過しないように構成することにより、遮蔽領域としてもよい。
【０１００】
図１７は、図１４に示したホルダの変形例にかかる光路の説明図である。図１７（Ａ）に示すように、遮蔽部材７４は、光路の上流側に向けて延びる左側壁部７４０Ｌ、右側壁部７４０Ｒを備え、左側壁部７４０Ｌ、右側壁部７４０Ｒは、図中Ｘ方向において、第一の受光素子６１Ａの両端側に配置される。図示を省略しているが、第二の受光素子６１Ｂの両端側にも左側壁部、右側壁部を配置するとよい。
【０１０１】
図１７（Ｂ）に示すように、左側壁部７４０Ｌ、右側壁部７４０Ｒの光路の上流側端部７４０ＬＦ、右側壁部７４０ＲＦは、それぞれ、第一の受光素子６１Ａの表面よりも、光路の上流側に配置されている。図１７（Ｂ）では、第一の受光素子６１Ａの表面により反射される反射光Ｇ１Ｌが、右側壁部７４０Ｒの内壁７４０ＲＩにより遮蔽される。これにより、第一受光素子６１Ａの表面により反射される反射光Ｇ１Ｌが迷光となり、スクリーン１５および画像領域１５Ｒ１に侵入することを抑制できる。内壁７４０ＲＩは、検知領域（受光素子）６１よりも光路の上流側に配置され、検知領域６１で反射された反射光Ｇ１Ｌを遮蔽する領域の一例である。
【０１０２】
図１８は、図１４に示したホルダの第２の変形例である。
【０１０３】
本変形例では、スクリーン１５は、第１走査方向および第２走査方向において、第一、第二の受光素子６１Ａ，６１Ｂ（第１、第２の検知領域）および検知用画像Ｇ１，Ｇ２と重なり、かつ光軸方向において、第一、第二の受光素子６１Ａ，６１Ｂ（第１、第２の検知領域）および検知用画像Ｇ１，Ｇ２と重ならない形状に形成されている。
【０１０４】
すなわち、第一、第二の受光素子６１Ａ，６１Ｂ（第１、第２の検知領域）および検知用画像Ｇ１，Ｇ２は、光軸方向において、スクリーン１５の光学有効領域と重ならない。
【０１０５】
このような構成により、遮蔽部材７４が無い場合でも、第１、第２の検知領域（第一、第二の受光素子）６１Ａ，６１Ｂにおける光偏向部１３が走査する照射光、および画像領域１５Ｒ１と検知領域６１Ａ，６１Ｂの間における光偏向部１３が走査する照射光が、迷光として画像領域１５Ｒ１に侵入することを抑制できるが、遮蔽部材７４を設けることにより、確実に抑制することができる。
【０１０６】
図１９は、図１４に示したホルダの第３の変形例である。図２０は、図１９における光路の説明図である。
【０１０７】
ホルダ１２１には、第１、第２のミラー６５Ａ，６５Ｂがそれぞれ、検知用画像Ｇ１，Ｇ２が受光される位置に設けられている。第一、第二の受光素子６１Ａ，６１Ｂは、第１、第２のミラー６５Ａ，６５Ｂがそれぞれ反射した反射光をそれぞれ受光する位置に配置される。
【０１０８】
これにより、第一、第二の受光素子６１Ａ，６１Ｂをスクリーン１５から空間的に離れた位置に配置することができて、第１、第２のミラー６５Ａ，６５Ｂにおける光偏向部１３が走査する照射光が、迷光として画像領域１５Ｒ１に侵入して画像品質が低下することを抑制できる。
【０１０９】
そして、第２の変形例では、第１、第２のミラー６５Ａ，６５Ｂが第１、第２の検知領域に相当し、遮蔽部材７４は、画像領域１５Ｒ１と第１、第２の検知領域６５Ａ，６５Ｂの間における光偏向部１３が走査する照射光を遮蔽するように設けられており、かつ、第１、第２の検知領域６５Ａ，６５Ｂよりも光路の下流側に配置され、第１、第２の検知領域６５Ａ，６５Ｂを覆う領域を含む。
【０１１０】
これにより、第１、第２の検知領域６５Ａ，６５Ｂにおける光偏向部１３が走査する照射光、および画像領域１５Ｒ１と第１、第２の検知領域６５Ａ，６５Ｂの間における光偏向部１３が走査する照射光が、迷光として画像領域１５Ｒ１に侵入して画像品質が低下することを抑制できる。
【０１１１】
図２１は、光源の出力の説明図である。
【０１１２】
図２１（Ａ）は、表示する画像情報に基づき点灯幅Ｗの間で常時光源装置１１を点灯させる点灯条件であり、いわゆるＣＷ点灯条件である。図２１（Ｂ）は、表示する画像情報に基づく点灯幅Ｗの間で時間的に光源装置１１の点灯、消灯を繰り返す点灯条件である。図２１（Ｂ）を用いた場合、図２１（Ａ）の場合と比較して画像の明るさを暗くすることができる。
【０１１３】
図２１（Ｃ）、図２１（Ｄ）は、それぞれ、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）に比べて、光源装置１１を点灯させるときの照射光の光量が小さい状態を示す。
【０１１４】
これらの点灯条件を使い分けることにより表示画像の明るさのダイナミックレンジを広げることができる。
【０１１５】
本実施形態では、光偏向部１３が画像領域１５Ｒ１内で画像情報に基づき光源装置１１を点灯させて画像を形成するときには、図２１（Ａ）〜（Ｄ）に示すような複数の点灯条件を、表示したい画像の明るさや画像情報に応じて、使い分ける。図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）図２１（Ｃ）、図２１（Ｄ）の順で平均光量は小さくなる。
【０１１６】
一方、光偏向部１３が検知領域（受光素子）６１で光源装置１１を点灯させるときには、図２１（Ａ）や図２１（Ｃ）に示したようなＣＷ点灯を用いる。また、検知領域６１の最適光量に合わせて、光偏向部１３が画像領域１５Ｒ１内で画像情報に基づき光源装置１１を点灯させるときの光量より小さい光量で、光源装置１１を点灯させる。
【０１１７】
すなわち、光偏向部１３が画像領域１５Ｒ１内で画像情報に基づき光源装置１１を点灯させて画像を形成するときと、光偏向部１３が検知領域６１で光源装置１１を点灯させるときとで、点灯条件を異ならせる。これにより、画像を形成するときの点灯条件によらず、精度のよい画像制御が可能になる。また、検知領域６１の特性によらず、表示画像の明るさのダイナミックレンジを広げることができる。
【０１１８】
また、検知領域６１での光量を画像領域１５Ｒ１内での光量よりも小さくすることにより、検知領域６１での照射光が、画像領域１５Ｒ１に侵入しても視認しにくくなり、画像品質が低下することを抑制できる。
【０１１９】
表示画像の最適な明るさは、表示装置１００の使用環境で異なり、日中と夜間では大きな差になる。このため、光偏向部１３が画像領域１５Ｒ１内で画像情報に基づき光源装置１１を点灯させて画像を形成するときの平均光量のレンジ（最大平均光量と最小平均光量の範囲）を、光偏向部１３が検知領域６１で光源装置１１を点灯させて検知領域６１の最適光量へ調整するときの光量のレンジより大きくすることで、使用者にとって視認性のよい画像表示を実現することができる。かつ、検知領域６１での照射光が、画像領域１５Ｒ１に侵入して画像品質が低下することを抑制できる。
【０１２０】
光偏向部１３が画像領域１５Ｒ１内で画像情報に基づき光源装置１１を点灯させて画像を形成するときと、光偏向部１３が検知領域６１で光源装置１１を点灯させるときの点灯条件の違いは、上記した限りではなく、例えば、後者の場合、図２１（Ｂ）や図２１（Ｄ）のようなパルス状の点灯を行い、前者の場合、図２１（Ａ）や図２１（Ｃ）のようなＣＷ点灯であってもいい。あるいは、双方とも図２１（Ａ）や図２１（Ｃ）のようなＣＷ点灯でありながら、光源出力が異なっていてもいい。
【０１２１】
また、光偏向部１３が画像領域１５Ｒ１内で画像情報に基づき光源装置１１を点灯させて画像を形成するときと、光偏向部１３が検知領域６１で光源装置１１を点灯させるときの間隔は、点灯条件の設定に必要な時間分の間隔を空けることが望ましい。このような間隔を設定することで、所望の点灯条件が実現できる。
【０１２２】
図２２は、走査位置検出についての説明図である。
【０１２３】
図２２（Ａ）は、受光素子６１上でラスタースキャンが行われている様子を示している。図２２（Ｂ）は、二次元走査を行っているときの、副走査方向の走査位置の時間的な変化を示したものである。図２２（Ｃ）は、第二の検知用画像領域Ｇ２により、受光素子６１から得られる受光信号を示したものである。
【０１２４】
図２２（Ａ）に示されるように受光素子６１上でラスタースキャンが行われており、受光素子６１を走査光が通過するたびに、図２２（Ｃ）のように受光信号を得られる。このため、検知用画像領域Ｇをスキャンする時間の間に得られた受光信号の回数をカウントすることにより、受光素子６１を通過する走査線の本数をカウントすることができる。副走査方向の画像調整は、第一の検知用画像領域Ｇ１，Ｇ２それぞれの点灯領域での点灯により検出される走査線受光本数に基づき行われる。
【０１２５】
また、ここでは詳細は説明しないが、受光素子６１をレーザー光が通過する時間タイミングを検出できることから、主走査方向の画像サイズや画像位置の制御、主走査方向の駆動に関わる二次元偏向素子の駆動パラメータの制御を行うこともできる。
【０１２６】
図２３は、走査位置検出の分解能についての説明図である。
【０１２７】
図２３（Ａ）では、所定の主走査位置に検知用画像領域Ｇ２及び第二の受光素子６１Ｂが配置されており、この時、第二の受光素子６１Ｂで受光される走査線６３０の本数は、第二の受光素子６１Ｂと検知用画像領域Ｇ２内での走査線６３０の軌跡の重なりから４本である。
【０１２８】
図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の状態から図中−Ｙ’方向に画像位置変動が起きた状態を表している。この時、第二の受光素子６１Ｂで受光される走査線６３０の本数は、５本である。
【０１２９】
第二の受光素子６１Ｂで受光される走査線６３０の本数に基づき、走査状態を検出する場合、図２３（Ａ）から図２３（Ｂ）の状態に至るまで画像位置変動は検出できず、図２３（Ｂ）で検出される画像位置ずれ量は、図中ΔＹＡである。
【０１３０】
図２３（Ｃ）は、検知用画像領域Ｇ２及び第二の受光素子６１Ｂが、図２３（Ａ）より主走査方向の端部側に配置されており、この時、第二の受光素子６１Ｂで受光される走査線６３０の本数は、４本である。
【０１３１】
図２３（Ｄ）は、図２３（Ｃ）の状態から図中−Ｙ’方向に画像位置変動が起きた状態を表している。この時、第二の受光素子６１Ｂで受光される走査線６３０の本数は５本であり、検出される画像位置ずれ量は、図中ΔＹＣである。
【０１３２】
両者を比較した場合、ΔＹＡよりΔＹＣの方が大きくなっている。すなわち、検知用画像領域Ｇ２及び第二の受光素子６１Ｂが、主走査方向の端部側に配置されるほど、検出分解能が悪く、画像品質が劣化してしまうことがわかる。
【０１３３】
これは、主走査方向の端部側ほど副走査方向の走査線６３０の粗密差が大きいためである。画像サイズの検出分解能も同様の考え方であり、検知用画像領域Ｇ及び受光素子６１が、主走査方向の端部側に配置されるほど、検出分解能が悪く、画像品質が劣化してしまう。
【０１３４】
このことから、受光素子６１の配置は、主走査方向の端部から一定距離離したほうが画像制御上望ましい。また、検知用画像領域Ｇが大きいほど迷光の光量が大きくなり、利用者に視認されやすくなることから、検知用画像領域Ｇは、その領域内に受光素子６１の一部を含み、さらに、主走査方向の端部から分離されていることが望ましい。これにより、視認性のよい画像表示を実現しながら、画像領域１５Ｒ１を拡大することができる。
【０１３５】
図２４は、スクリーンを成形するための樹脂の注入方向を示す図である。
【０１３６】
図２４（Ａ）において、ゲートから矢印Ａ方向に樹脂を注入することにより、スクリーン１５は成形される。
【０１３７】
図２４（Ｂ）は、図２３（Ａ）に示すＢ位置の断面における副走査位置と複屈折指標の関係を示す。
【０１３８】
図２４（Ｂ）に示すように、樹脂の注入方向上流側では、樹脂流動特性に従って内部歪が発生し、その結果、スクリーン１５の光学性能として、複屈折が発生しやすい。また、樹脂の成型部品の４隅部分で、複屈折が発生しやすい。
【０１３９】
複屈折性能が悪いスクリーン１５の一部を透過した光は、それ以外の領域と比較して偏光状態が崩れてしまう。その結果、スクリーン１５以降の自由曲面ミラー３０やフロントガラス５０の反射特性が変化し、輝度低下や色調整の不具合が発生する。
【０１４０】
複屈折はこのような画像品質の低下を生じさせるものの、相対的に走査状態の検出に対しての影響度は低い。
【０１４１】
そこで本実施形態では、画像領域１５Ｒ１は樹脂の注入方向下流側かつ成型部品の４隅部分を避けた部分に多く設け、検知領域６１は樹脂の注入方向上流側および成型部品の４隅部分に設ける。
【０１４２】
すなわち、検知領域６１が、画像領域１５Ｒ１よりも、複屈折性が大きい領域に配置されることにより、複屈折性が大きいことに起因して画像品質が低下することを抑制できるとともに、画像領域１５Ｒ１を拡大することができる。
【０１４３】
図２５は、第１の実施形態に係る機能ブロック図である。制御部としての制御装置１７は、画像調整部１７１、外部画像入力部１７２、画像処理部１７３、検知用画像生成部１７４を有する。制御装置１７の各機能構成は、図２に示したＣＰＵ１００２、ＲＯＭ１００３、ＦＰＧＡ１００１、ＬＤドライバ１００８、ＭＥＭＳコントローラ１０１０およびモータドライバ１０１２の処理、並びにＲＯＭ１００３に記憶されたプログラム等により実現される。
【０１４４】
画像調整部１７１は、受光素子６１から出力される受光信号に基づき、初期状態からの画像形成位置の変動や、画像サイズの変動を演算する。
【０１４５】
調整信号生成部１７１１は、画像形成位置に所定以上の変動が確認された場合は、光源装置１１の発光タイミングを調整することで画像形成位置を調整するため、調整信号を光源装置制御部１７１２へ出力する。
【０１４６】
また、調整信号生成部１７１１は、画像サイズに所定以上の変動が確認された場合は、偏向装置１３の偏向角を調整することで画像サイズを調整するため、調整信号を光偏向装置制御部１７１３へ出力する。
【０１４７】
光源装置制御部１７１２は、駆動信号により光源装置１１を駆動制御する。光偏向装置制御部１７１３は、駆動信号により光偏向装置１３を周期的に駆動制御する。
【０１４８】
外部画像入力部１７２は、画像形成用の画像データを画像処理部１７３に出力する。なお画像入力部１７２は、ユーザに呈示すべき画像である表示画像を形成するための画像データを画像処理部１７３に入力するが、ユーザに呈示すべき画像の例としては、表示装置１００を自動車のＨＵＤに搭載した場合、自動車の情報（速度、走行距離等の情報）や、外部ネットワークから自動車外部の情報（ＧＰＳからの位置情報、ナビゲーションシステムからの経路情報または交通情報等）があるがこれに限られず、テレビ放送やインターネット、または記録メディアから読出した画像再生信号に基づく画像等でもよい。
【０１４９】
画像処理部１７３は、これらの画像データに基づいて光源装置１１の発光タイミング、発光強度（発光パワー）等の駆動データを生成する。生成された駆動データは、光源装置制御部１７１２に入力される。なお画像処理部１７３は、ユーザに呈示すべき画像を形成するための画像データに基づき、一例としてレーザーの発光タイミング、発光強度（発光パワー）等、光源装置１１の駆動データを生成する。生成された駆動データは、光源装置制御部１７１２に出力される。
【０１５０】
画像処理部１７３は、一例として画像入力部１７２から入力された画像データが動画の場合は、動画を構成する各フレーム、つまり動画に含まれる一画面分の各画像、に基づき走査フレーム画像を形成して順次虚像４５を表示するよう、駆動データを生成する。例えば、動画の１フレームを、連続する２周期分の走査フレーム画像を使って表示させる等してもよい。
【０１５１】
光源装置制御部１７１２はその駆動データと調整信号生成部１７１１からの調整信号に基づいて、光源装置１１を発光制御（点灯制御）する。
【０１５２】
検知用画像生成部１７４は、受光素子６１に受光させるために形成する検知用画像の画像データを画像処理部１７３に出力する。
【０１５３】
図２６は、図１３に示した構成図のレイアウトを説明する図である。
【０１５４】
第１、第２の受光素子（第１、第２の検知領域）６１Ａ、６１Ｂ、および第１、第２の検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２が、画像領域１５Ｒ１の外側に配置される場合、二次元走査領域１５Ｒ３に対して画像領域１５Ｒ１の割合が小さくなるため、特に機械的な制約によって最大走査領域が制限されるＭＥＭＳミラーを光偏向装置１３に用いた場合、画像サイズを大きくすることが難しい。
【０１５５】
そこで、本実施形態では、第１、第２の受光素子（第１、第２の検知領域）６１Ａ、６１Ｂ、および第１、第２の検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２の少なくとも一部が、画像領域１５Ｒ１の主走査方向の最大幅ＭＡＸ１と副走査方向の最大幅ＭＡＸ２で形成される領域（図中点線で囲まれた領域）に含まれる。
【０１５６】
すなわち、第１、第２の受光素子（第１、第２の検知領域）６１Ａ、６１Ｂ、および第１、第２の検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２は、第１走査方向および第２走査方向において、画像領域１５Ｒ１と重なる。これにより、走査領域１５Ｒ３内において、受光素子（検知領域）６１および検知用画像領域Ｇのみが占める領域を低減し、画像領域１５Ｒ１の割合を大きくすることができる。
【０１５７】
また、本実施形態では、画像領域１５Ｒ１の主走査方向の幅が、副走査方向にわたって変化する。具体的には、第１、第２の検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２が配置される副走査方向の位置での画像領域１５Ｒ１の主走査方向の幅は、第１、第２の検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２が配置されない副走査方向の位置での画像領域１５Ｒ１主走査方向の幅より小さい。これらの副走査方向の位置で表示する画像を、情報種類や、外界の道路状況に応じて適切に設定することで、表示したい情報に基づいた、有効な画像領域の拡大が可能となる。
【０１５８】
図２７は、図１３に示した補正処理の構成図の変形例である。図１１に示したように、自車走行車線におけるＡＲ重畳の表示対象は、遠近感を考慮した場合、画像上部に近づくほど主走査における画像中心に近づくこと。そこで、画像領域１５Ｒ１をこれに基づいて設け、画像表示の必要性が低い領域に第１、第２の検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２を設けることで、遠近感に基づいた画像領域の拡大が可能になる。
【０１５９】
図２８は、図１３に示した補正処理の構成図の第２の変形例である。
【０１６０】
画像領域１５Ｒ１は、ＡＲ重畳領域１５ＡＲとナビゲーション情報表示領域１５ＮＡを含み、下端部において、主走査方向の幅がもっとも狭く形成されている。
【０１６１】
ナビゲーション情報表示領域１５ＮＡでは、自車の速度、目的地までの走行距離、交差点名等の運転に関わる文字情報や、警告灯などの自車情報等が表示される。このような情報の表示は、ＡＲ重畳領域１５ＡＲとは異なり、主走査方向の画像幅を拡大する必要性は低い。一方ＡＲ重畳領域１５ＡＲは、図１１に示したように、特に主走査方向の画像領域幅の拡大が必要となる。
【０１６２】
ＡＲ重畳領域１５ＡＲの副走査方向の幅は、前方車両にＡＲ重畳表示することを考えると、ナビゲーション情報表示領域１５ＮＡの副走査方向の幅より広く設定される必要がある。例えば、ＡＲ重畳領域１５ＡＲの副走査方向の幅を、利用者の目を起点として２．５度程度に設定しておくと、２０Ｍ〜１００Ｍ先の前方車両にＡＲ重畳表示をすることが可能になり、運転上の安全面を向上することができる。一方、ナビゲーション情報表示領域１５ＮＡの副走査方向の幅は、表示内容の性質上あまり大きな幅は必要がない。
【０１６３】
このような条件を基に画像領域１５Ｒ１内にＡＲ重畳領域１５ＡＲとナビゲーション情報表示領域１５ＮＡを配置し、画像表示の必要性が低い領域に第１、第２の検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２を設けることで、ＡＲ重畳表示の実用性に基づいた画像領域の拡大が可能になる。
【０１６４】
図２９は、副走査方向における走査画角の時間変化を示す図である。
【０１６５】
理想的には時間に対して走査画角が線形関係になっていることが望ましいが、副走査方向の振幅端部付近は、材料特性により振幅中心付近と感度が一致せず、図２９（Ａ）におけるＮＬ１，ＮＬ２に示すように、非線形な特性となってしまう場合がある。
【０１６６】
図２９（Ｂ）は、線形領域のみで画像形成した場合、図２９（Ｃ）は、非線形領域を含んで画像形成した場合を示す。図２９（Ｃ）の場合は、走査線間隔に粗密が生じ、画像が潰れてしまう。このように非線形領域では、画像品質の低下が生じるものの、相対的に走査状態の検出に対しての影響度は低い。
【０１６７】
そこで本実施形態では、画像領域１５Ｒ１は画像品質が良好な線形領域に設け、第１、第２の検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２は非線形領域を含むように設ける。これにより、視認性のよい画像表示を実現しながら、画像領域を拡大することができる。
【０１６８】
図３０は、図２８に示した構成図のレイアウトを説明する図である。
【０１６９】
図中、Ｌ１００は、副走査方向における二次元走査領域１５Ｒ３の１００％の範囲であり、Ｌ５０は、副走査方向における二次元走査領域１５Ｒ３の中心から５０％の範囲である。
【０１７０】
画像サイズの検出分解能、副走査方向の走査画角の線形性を考慮し、本実施形態では、副走査方向における二次元走査領域１５Ｒ３の端部に近い位置に第１、第２の検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２を配置し、画像領域１５Ｒ１はそれ以外の領域に多く配置する。図３０に示すように、Ｌ５０の範囲外に第１、第２の検知用画像領域Ｇ１、Ｇ２を配置することが望ましい。
【０１７１】
図３１は、図１３に示した補正処理の構成図の第３の変形例である。
【０１７２】
一つの受光素子６１、及び一つの検知用画像領域Ｇ１を配置した場合、受光素子６１及び検知用画像領域Ｇ１が二次元走査領域１５Ｒ３の副走査方向における端部に近いほど、画像サイズの検出分解能が高まり、高精度な画像サイズ制御が可能となる。
【０１７３】
ここで、受光素子６１Ｂで受光される走査線６３０の本数の増減量△ＮＡ＝１となるときの光偏向装置１３におけるＭＥＭＳミラーの副走査方向での振り角の変動率を、画像サイズの検出分解能（％／本）と定義する。
【０１７４】
図中、ＨＡは、副走査方向における振幅中心を基準とした受光素子６１の端部高さを示す。
【０１７５】
図３２は、図３１における画像サイズの検出分解能を説明する図である。高品質な画像表示を実現するためには、画像サイズの検出分解能を１．０％／本以下とする必要がある。このような検出分解能が得られるＨＡで規定される副走査方向の位置に、受光素子６１及び検知用画像領域Ｇ１を配置することで、視認性のよい画像表示を実現しながら、画像領域を拡大することができる。
【０１７６】
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る光走査装置１００は、光源１１から照射される照射光を、第１走査方向と、第１走査方向に直交する第２走査方向とに走査する光偏向部１３を備え、光偏向部１３が照射光を走査する走査範囲１５Ｒ３に含まれる画像領域１５Ｒ１内で、画像情報に基づき光源１１を点灯させて画像を形成するとともに、光偏向部１３が画像領域１５Ｒ１外の検知領域（受光素子）６１を走査するときに光源１１を点灯させ、光偏向部１３が検知領域６１を走査するときに、照射光を検知する光検知部６１を備え、画像領域１５Ｒ１と検知領域６１の間における光偏向部１３が走査する照射光を遮蔽する遮蔽領域７４を設けた。
【０１７７】
これにより、画像領域１５Ｒ１と検知領域６１の間における光偏向部１３が走査する照射光が、画像領域１５Ｒ１に侵入して画像品質が低下することを抑制できる。
【０１７８】
光走査装置１００は、画像領域１５Ｒ１と検知領域６１の間における光偏向部１３が走査する照射光を遮蔽する遮蔽部材７４を設けることにより、簡単な構成で、画像領域１５Ｒ１と検知領域６１の間における光偏向部１３が走査する照射光が、画像領域１５Ｒ１に侵入することを抑制できる。
【０１７９】
光走査装置１００は、光偏向部１３により照射光が走査されるスクリーン１５を備え、スクリーン１５上の画像領域１５Ｒ１内で画像を形成し、遮蔽部材７４は、スクリーン１５よりも光路の上流側に配置され、スクリーン１５の一部を覆う。
【０１８０】
これにより、画像領域１５Ｒ１と検知領域６１の間における光偏向部１３が走査する照射光が、スクリーン１５の画像領域１５Ｒ１に侵入することを抑制できる。
【０１８１】
なお、遮蔽部材７４に代えて、スクリーン１５における画像領域１５Ｒ１と検知領域６１の間における光偏向部１３が走査する照射光が入射する部分を、反射および透過しないように構成することにより、遮蔽領域としてもよい。
【０１８２】
遮蔽部材７４は、検知領域６１よりも光路の下流側に配置され、検知領域６１を覆う領域を含む。これにより、検知領域６１における光偏向部１３が走査する照射光が、画像領域１５Ｒ１に侵入して画像品質が低下することを抑制できる。
【０１８３】
遮蔽部材７４は、検知領域６１よりも光路の上流側に配置され、照射光が検知領域６１で反射された反射光Ｇ１Ｌを遮蔽する領域７４０ＲＩを含む。これにより、検知領域６１Ａの表面により反射される反射光Ｇ１Ｌが迷光となり、スクリーン１５および画像領域１５Ｒ１に侵入することを抑制できる。
【０１８４】
検知領域６１は、第１走査方向および第２走査方向において、画像領域１５Ｒ１と重なる。これにより、走査領域１５Ｒ３内において、検知領域６１のみが占める領域を低減し、画像領域１５Ｒ１の割合を大きくすることができる。
【０１８５】
光偏向部１３が画像領域１５Ｒ１内で画像情報に基づき光源装置１１を点灯させるときの照射光の光量と、光偏向部１３が検知領域６１で光源装置１１を点灯させるときの照射光の光量が異なる。
【０１８６】
これにより、検知領域６１での光量を画像領域１５Ｒ１内での光量よりも小さくして、検知領域６１での照射光が、画像領域１５Ｒ１に侵入して画像品質が低下することを抑制できる。
【０１８７】
光偏向部１３が画像領域１５Ｒ１内で画像情報に基づき光源装置１１を点灯させるときの照射光の光量のレンジが、光偏向部１３が検知領域６１で光源装置１１を点灯させるときの照射光の光量のレンジより大きいことにより、画像品質を向上しつつ、検知領域６１での照射光が、画像領域１５Ｒ１に侵入して画像品質が低下することを抑制できる。
【０１８８】
スクリーン１５は樹脂により成形され、検知領域６１は、画像領域１５Ｒ１よりも、複屈折性が大きい領域に配置される。これにより、複屈折性が大きいことに起因して画像品質が低下することを抑制できる。
【０１８９】
以上、各実施形態に係る画像形成装置について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【０１９０】
１    表示システム
１００    表示装置（光走査装置）
１０    画像形成ユニット
１１    光源装置（光源）
１２    ユニット筐体
１３    光偏向装置（光偏向部）
１５    スクリーン
１５Ｒ１    表示画像領域
１５Ｒ３    二次元走査領域（走査範囲、走査領域）
Ｇ    検知用画像領域（照射領域）
Ｇ１    検知用画像領域（第一の照射領域）
Ｇ２    検知用画像領域（第二の照射領域）
１７    制御装置（制御部）
２５    中間像
３０    自由曲面ミラー（結像光学系）
４５    虚像
５０    フロントガラス（反射部材）
６１    受光素子（光検知部、検知領域）
６１Ａ    第一の受光素子（第１の光検知部、第１の検知領域）
６１Ｂ    第二の受光素子（第２の光検知部、第２の検知領域）
６５Ａ    第１のミラー（第１の検知領域）
６５Ｂ    第２のミラー（第２の検知領域）
７４    遮蔽部材（遮蔽領域）
９０    筐体
１２１    ホルダ
１２２    開口部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９１】
【特許文献１】特開２０１８‐００５００７号公報
【図１】
2020194122.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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