(57)【要約】【課題】虚像の解像度の低下を抑制できる表示装置、及び表示装置を備える移動体を提供する。【解決手段】照射部３は、結像光学系３２３を有し、スクリーン１の表面１１上を走査する光を結像光学系３２３からスクリーン１に照射することにより表面１１に画像を形成する。投影部は、スクリーン１を透過しスクリーン１から移動方向Ｘに沿って出力される光が入射光として入射し、入射光により対象空間に画像に対応する虚像を投影する。照射部３が表面１１の全域を走査する場合における結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表面１１と、スクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表面１１との間に収まる。【選択図】図１２
2018106084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面に対して傾斜した表示面を有するスクリーンと、
前記スクリーンを前記基準面に直交する移動方向において第１位置と第２位置との間で移動させる駆動部と、
結像光学系を有し、前記スクリーンの前記表示面上を走査する光を前記結像光学系から前記スクリーンに照射することにより前記表示面に画像を形成する照射部と、
前記スクリーンを透過し前記スクリーンから前記移動方向に沿って出力される光が入射光として入射し、前記入射光により対象空間に前記画像に対応する虚像を投影する投影部と、を備え、
前記照射部が前記表示面の全域を走査する場合における前記結像光学系の焦点位置の軌跡は、前記スクリーンが前記第１位置にあるときの前記表示面と、前記スクリーンが前記第２位置にあるときの前記表示面との間に収まる
表示装置。
【請求項２】
前記結像光学系は、偏心光学系を有し、
前記照射部が前記表示面の全域を走査する場合における前記焦点位置の軌跡は、前記表示面に沿うように、前記偏心光学系により前記基準面に対して傾斜して形成される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記結像光学系は、
焦点位置を前記移動方向に移動させるフォーカシングレンズと、
前記照射部が前記表示面の全域を走査する場合における前記焦点位置の軌跡が、前記表示面に沿うように、前記照射部の走査に同期して前記フォーカシングレンズを駆動するレンズ駆動部と、を有する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記結像光学系の光軸は、前記表示面の法線方向に沿う直線である
請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記スクリーンは、前記投影部への前記入射光が前記移動方向に沿うように、前記表示面に入射する光、又は前記表示面から出射される光の向きを変更する複数の光学素子を更に有する
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記スクリーンは、複数の微小レンズを含むレンチキュラーレンズを更に有し、
前記複数の微小レンズは、前記表示面において前記基準面に対して傾斜した縦方向に沿って第１ピッチで並んで配置されており、
前記複数の光学素子は、前記縦方向に沿って第２ピッチで並んで配置されており、
前記第２ピッチは、Ｎを自然数とした場合に、前記第１ピッチのＮ倍、又は前記第１ピッチのＮ分の１倍で表される
請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記照射部が前記表示面の全域を走査する場合における前記焦点位置の軌跡は、前記表示面に平行な像面上に形成される
請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記像面は、前記スクリーンが前記第１位置にあるときの前記表示面、及び前記スクリーンが前記第２位置にあるときの前記表示面から等距離に位置する
請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記駆動部及び前記照射部を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、
前記投影部の光軸に対する傾斜角度が所定値より小さい第１仮想面上に、前記虚像としての第１虚像を形成する際には、前記移動方向において前記スクリーンを固定し、
前記投影部の光軸に対する傾斜角度が前記所定値より大きい第２仮想面上に、前記虚像としての第２虚像を形成する際には、前記移動方向において前記スクリーンを移動させるように構成されている
請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示装置と、
前記投影部からの光を反射する反射部材と、を備える
移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に表示装置、及び表示装置を備える移動体に関し、より詳細には、スクリーンを透過する光により対象空間に虚像を投影する表示装置、及び表示装置を備える移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の表示装置として、運転に必要な運転情報映像などを、ウインドシールドを介して虚像として遠方表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の表示装置は、光を２次元的に走査する走査手段と、走査手段からの走査光によって画像が描画されるスクリーンと、を備えている。スクリーン上に形成される画像は、投影手段を介して車両のウインドシールドで反射され運転者の目に到達するので、運転者の目には、ウインドシールドの先の遠方に、虚像が視認される。特許文献１に記載の表示装置では、スクリーンの面に直交する方向にスクリーンを移動させることにより、運転者の目から虚像までの距離を変更可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５０９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の表示装置では、人（運転者）の目から虚像までの距離の調節幅は、スクリーンの移動距離に応じて決まるため、人の目から虚像までの距離の調節幅を拡大するには、スクリーンの移動範囲を広げる必要がある。スクリーンの移動範囲が広くなると、スクリーンでの結像性能が低下し、虚像の解像度が低下する可能性がある。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みてなされており、虚像の解像度の低下を抑制できる表示装置、及び表示装置を備える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】
【０００７】
第１の態様に係る表示装置は、スクリーンと、駆動部と、照射部と、投影部と、を備える。前記スクリーンは、基準面に対して傾斜した表示面を有する。前記駆動部は、前記スクリーンを前記基準面に直交する移動方向において第１位置と第２位置との間で移動させる。前記照射部は、結像光学系を有し、前記スクリーンの前記表示面上を走査する光を前記結像光学系から前記スクリーンに照射することにより前記表示面に画像を形成する。前記投影部は、前記スクリーンを透過し前記スクリーンから前記移動方向に沿って出力される光が入射光として入射し、前記入射光により対象空間に前記画像に対応する虚像を投影する。前記照射部が前記表示面の全域を走査する場合における前記結像光学系の焦点位置の軌跡は、前記スクリーンが前記第１位置にあるときの前記表示面と、前記スクリーンが前記第２位置にあるときの前記表示面との間に収まる。
【０００８】
第２の態様に係る表示装置は、第１の態様において、前記結像光学系は、偏心光学系を有する。前記照射部が前記表示面の全域を走査する場合における前記焦点位置の軌跡は、前記表示面に沿うように、前記偏心光学系により前記基準面に対して傾斜して形成される。
【０００９】
第３の態様に係る表示装置は、第１の態様において、前記結像光学系は、フォーカシングレンズと、レンズ駆動部と、を有する。前記フォーカシングレンズは、焦点位置を前記移動方向に移動させる。前記レンズ駆動部は、前記照射部が前記表示面の全域を走査する場合における前記焦点位置の軌跡が、前記表示面に沿うように、前記照射部の走査に同期して前記フォーカシングレンズを駆動する。
【００１０】
第４の態様に係る表示装置は、第１の態様において、前記結像光学系の光軸は、前記表示面の法線方向に沿う直線である。
【００１１】
第５の態様に係る表示装置は、第４の態様において、前記スクリーンは、前記投影部への前記入射光が前記移動方向に沿うように、前記表示面に入射する光、又は前記表示面から出射される光の向きを変更する複数の光学素子を更に有する。
【００１２】
第６の態様に係る表示装置は、第５の態様において、前記スクリーンは、複数の微小レンズを含むレンチキュラーレンズを更に有する。前記複数の微小レンズは、前記表示面において前記基準面に対して傾斜した縦方向に沿って第１ピッチで並んで配置されている。前記複数の光学素子は、前記縦方向に沿って第２ピッチで並んで配置されている。前記第２ピッチは、Ｎを自然数とした場合に、前記第１ピッチのＮ倍、又は前記第１ピッチのＮ分の１倍で表される。
【００１３】
第７の態様に係る表示装置は、第１〜６のいずれかの態様において、前記照射部が前記表示面の全域を走査する場合における前記焦点位置の軌跡は、前記表示面に平行な像面上に形成される。
【００１４】
第８の態様に係る表示装置は、第７の態様において、前記像面は、前記スクリーンが前記第１位置にあるときの前記表示面、及び前記スクリーンが前記第２位置にあるときの前記表示面から等距離に位置する。
【００１５】
第９の態様に係る表示装置は、第１〜８のいずれかの態様において、前記駆動部及び前記照射部を制御する制御部を更に備える。前記制御部は、前記投影部の光軸に対する傾斜角度が所定値より小さい第１仮想面上に、前記虚像としての第１虚像を形成する際には、前記移動方向において前記スクリーンを固定するように構成されている。前記制御部は、前記投影部の光軸に対する傾斜角度が前記所定値より大きい第２仮想面上に、前記虚像としての第２虚像を形成する際には、前記移動方向において前記スクリーンを移動させるように構成されている。
【００１６】
第１０の態様に係る移動体は、第１〜７のいずれかの態様に係る表示装置と、前記投影部からの光を反射する反射部材と、を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、虚像の解像度の低下を抑制できる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態１に係る表示装置を備える自動車の概念図である。
【図２】図２は、同上の表示装置を用いた場合のユーザの視野を示す概念図である。
【図３】図３は、同上の表示装置の構成を示す概念図である。
【図４】図４Ａは、同上の表示装置において往路におけるスクリーンの表面上の輝点の動きを示す概念図、図４Ｂは、同上の表示装置において復路におけるスクリーンの表面上の輝点の動きを示す概念図である。
【図５】図５Ａは、同上の表示装置における照射部の構成を示す概念図であって、図５Ｂは、同上の表示装置におけるスクリーンの表面を示す概念図である。
【図６】図６は、同上の表示装置の動作を説明するための概念図である。
【図７】図７は、同上の表示装置において第１虚像を投影する際の動作を模式的に表す説明図である。
【図８】図８は、同上の表示装置において第２虚像を投影する際の動作を模式的に表す説明図である。
【図９】図９は、同上の表示装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０Ａは、同上の表示装置のスクリーンの位置の時間変化を示すグラフであって、図１０Ｂは、比較例のスクリーンの位置の時間変化を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施形態１の変形例に係る表示装置のスクリーンの位置の時間変化を示すグラフである。
【図１２】図１２は、実施形態２に係る表示装置における照射部の構成を示す概念図である。
【図１３】図１３は、実施形態３に係る表示装置における照射部の構成を示す概念図である。
【図１４】図１４は、実施形態４に係る表示装置における照射部の構成を示す概念図である。
【図１５】図１５Ａは、同上のスクリーンの一例を示す斜視図、図１５Ｂは、同上のスクリーンの他の例を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、実施形態４の変形例に係る表示装置における照射部の構成を示す概念図である。
【図１７】図１７は、実施形態５に係る表示装置のスクリーンの位置及び駆動電流の時間変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態１）
（１）概要
本実施形態に係る表示装置１０は、図１に示すように、例えば、移動体としての自動車１００に用いられるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）である。
【００２０】
この表示装置１０は、自動車１００のウインドシールド１０１に下方から画像を投影するように、自動車１００の車室内に設置されている。図１の例では、ウインドシールド１０１に下方のダッシュボード１０２内に、表示装置１０が配置されている。表示装置１０からウインドシールド１０１に画像が投影されると、反射部材としてのウインドシールド１０１で反射された画像がユーザ２００（運転者）に視認される。
【００２１】
このような表示装置１０によれば、ユーザ２００は、自動車１００の前方（車外）に設定された対象空間４００に投影された虚像３００を、ウインドシールド１０１越しに視認する。ここでいう「虚像」は、表示装置１０から出射される光がウインドシールド１０１等の反射物にて発散するとき、その発散光線によって、実際に物体があるように結ばれる像を意味する。そのため、自動車１００を運転しているユーザ２００は、自動車１００の前方に広がる実空間に重ねて、表示装置１０にて投影される虚像３００を見ることができる。したがって、表示装置１０によれば、例えば、車速情報、ナビゲーション情報、歩行者情報、前方車両情報、車線逸脱情報、及び車両コンディション情報等の、種々の運転支援情報を、虚像３００として表示し、ユーザ２００に視認させることができる。これにより、ユーザ２００は、ウインドシールド１０１の前方に視線を向けた状態から僅かな視線移動だけで、運転支援情報を視覚的に取得することができる。
【００２２】
本実施形態に係る表示装置１０では、対象空間４００に形成される虚像３００は、少なくとも第１虚像３０１と第２虚像３０２との２種類の虚像を含んでいる。ここでいう「第１虚像」は、第１仮想面５０１上に形成される虚像３００（３０１）である。「第１仮想面」は、表示装置１０の光軸５００に対する傾斜角度αが所定値γよりも小さい（α＜γ）仮想面である。また、ここでいう「第２虚像」は、第２仮想面５０２上に形成される虚像３００（３０２）である。「第２仮想面」は、表示装置１０の光軸５００に対する傾斜角度βが所定値γよりも大きい（β＞γ）仮想面である。ここでいう「光軸」は、後述する投影部４（図３参照）の光学系の光軸であって、対象空間４００の中心を通り虚像３００の光路に沿った軸を意味する。所定値γは一例として４５度であって、傾斜角度βは一例として９０度である。
【００２３】
本実施形態では、光軸５００は、自動車１００の前方の対象空間４００において、自動車１００の前方の路面６００に沿っている。そして、第１虚像３０１は、路面６００に略平行な第１仮想面５０１上に形成され、第２虚像３０２は、路面６００に対して略垂直な第２仮想面５０２上に形成される。例えば、路面６００が水平面である場合には、第１虚像３０１は水平面に沿って表示され、第２虚像３０２は鉛直面に沿って表示されることになる。
【００２４】
図２は、ユーザ２００の視野を示す概念図である。すなわち、本実施形態に係る表示装置１０によれば、図２に示すように、路面６００に沿って奥行きをもって視認される第１虚像３０１と、ユーザ２００から一定距離の路面６００上に直立して視認される第２虚像３０２とを表示可能である。したがって、ユーザ２００においては、第１虚像３０１については路面６００に略平行な平面上にあるように見え、第２虚像３０２については路面６００に対して略垂直な平面上にあるように見える。第１虚像３０１は、一例として、ナビゲーション情報として自動車１００の進行方向を示す情報であり、路面６００上に右折又は左折を示す矢印を提示すること等が可能である。第２虚像３０２は、一例として、前方車両又は歩行者までの距離を示す情報であり、前方車両上に前方車両までの距離（車間距離）を提示すること等が可能である。
【００２５】
（２）構成
本実施形態に係る表示装置１０は、図３に示すように、スクリーン１と、駆動部２と、照射部３と、投影部４と、制御部５と、を備えている。
【００２６】
スクリーン１は、透光性を有しており、対象空間４００（図１参照）に虚像３００（図１参照）を形成するための画像を形成する。すなわち、スクリーン１には、照射部３からの光によって画像が描画され、スクリーン１を透過する光により、対象空間４００に虚像３００が形成される。スクリーン１は、例えば、光拡散性を有し、矩形に形成された板状の部材からなる。スクリーン１は、厚さ方向の両面に表面１１及び裏面１２を有している。本実施形態では、一例として、スクリーン１の表面１１に多数の微小レンズが形成されることにより、スクリーン１の表面１１に光拡散性を有している。この構成では、スクリーン１の表面１１が、画像７００（図７参照）を形成するための表示面となる。スクリーン１は、照射部３側に表面１１を向けた姿勢で、照射部３と投影部４との間に配置されており、表面１１を照射部３からの光が入射する入射面とする。
【００２７】
スクリーン１の表面１１は、基準面５０３に対して角度θだけ傾斜している。これにより、投影部４を通して表示装置１０の筐体内に進入した外光が、スクリーン１の表面１１で反射することがあっても、この反射光（外光）が投影部４を通してウインドシールド１０１に投影される、いわゆる戻り光の発生が抑制される。さらに、スクリーン１は、基準面５０３に直交する移動方向Ｘ（図３に矢印Ｘ１−Ｘ２で示す方向）において、第１位置Ｐｏ１（図５Ａ参照）と第２位置Ｐｏ２（図５Ａ参照）との間で移動可能に構成されている。ここでいう「基準面」は、スクリーン１の移動方向を規定する仮想平面であって、実在する面ではない。スクリーン１は、表面１１が基準面５０３に対して角度θだけ傾斜した姿勢を維持したまま、移動方向Ｘに直進移動可能に構成されている。
【００２８】
ここで、スクリーン１は、表面１１において基準面５０３に対して傾斜した方向（図３の紙面上で表面１１に平行な方向）の両端に、第１端部１１１及び第２端部１１２を更に有する。スクリーン１の表面１１に沿って、これら第１端部１１１及び第２端部１１２を結ぶ方向を、「縦方向」とも呼ぶ。第１端部１１１は、表面１１において照射部３に最も近い端部であって、第２端部１１２は、表面１１において照射部３から最も遠い端部である。つまり、スクリーン１は、縦方向において、第１端部１１１に近い部位ほど照射部３に近くなり、第２端部１１２に近い部位ほど照射部３から遠くなる。
【００２９】
駆動部２は、スクリーン１を移動方向Ｘに移動させる。ここで、駆動部２は、スクリーン１を、移動方向Ｘに沿って、互いに反対向きとなる第１の向きＸ１及び第２の向きＸ２の両方に移動させることができる。第１の向きＸ１は、図３に矢印「Ｘ１」で示す向き（図３の右向き）であって、スクリーン１が照射部３から離れる向き、言い換えれば、スクリーン１が投影部４に近づく向きである。第２の向きＸ２は、図３に矢印「Ｘ２」で示す向き（図３の左向き）であって、スクリーン１が照射部３に近づく向き、言い換えれば、スクリーン１が投影部４から離れる向きである。駆動部２が第１の向きＸ１にスクリーン１を移動させたときのスクリーン１の移動範囲の終端位置が、第１位置Ｐｏ１（図５Ａ参照）である。駆動部２が第２の向きＸ２にスクリーン１を移動させたときのスクリーン１の移動範囲の終端位置が、第２位置Ｐｏ２（図５Ａ参照）である。つまり、駆動部２は、第１位置Ｐｏ１と第２位置Ｐｏ２との間で、第１の向きＸ１及び第２の向きＸ２の双方向にスクリーン１を移動させることが可能である。駆動部２は、例えば、ボイスコイルモータ等の電気駆動型のアクチュエータからなり、制御部５からの第１制御信号に従って動作する。
【００３０】
照射部３は、走査型の光照射部であって、スクリーン１に対して光を照射する。すなわち、照射部３は、スクリーン１の表面１１における光の照射位置が変化するように、スクリーン１の表面１１上を走査する光をスクリーン１に照射する。具体的には、照射部３は、光源３１及び走査部３２を有している。この照射部３は、光源３１及び走査部３２の各々が制御部５からの第２制御信号を従って動作する。
【００３１】
光源３１は、レーザ光を出力するレーザモジュールからなる。この光源３１は、赤色（Ｒ）のレーザ光を出力する赤色レーザダイオードと、緑色（Ｇ）のレーザ光を出力する緑色レーザダイオードと、青色（Ｂ）のレーザ光を出力する青色レーザダイオードと、を含んでいる。これら３種類のレーザダイオードから出力される３色のレーザ光は、例えば、ダイクロイックミラーにより合成され、走査部３２に入射する。
【００３２】
走査部３２は、光源３１からの光を走査することにより、スクリーン１の表面１１上を走査する光をスクリーン１に照射する。ここで、走査部３２は、スクリーン１の表面１１の縦方向及び横方向に対し、二次元的に光を走査する、ラスタスキャン（Raster scan)を行う。ここでいう「横方向」は、スクリーン１の表面１１及び基準面５０３の両方に平行な方向であって、表面１１において「縦方向」と直交する方向（図３の紙面に直交する方向）である。
【００３３】
走査部３２は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、スクリーン１の表面１１上に形成される輝点Ｂ１を横方向に一次元的に走査して走査線を形成し、かつ縦方向に輝点Ｂ１を走査することで、二次元の画像を形成する。走査部３２は、このような動作を繰り返しながら、縦方向における表面１１の両端（第１端部１１１及び第２端部１１２）間を往復するように輝点Ｂ１を走査する。図４Ａは、第１端部１１１から第２端部１１２に向けて走査する「往路」における、スクリーン１の表面１１上の輝点Ｂ１の動きを概念的に示す図である。図４Ｂは、第２端部１１２から第１端部１１１に向けて走査する「復路」における、スクリーン１の表面１１上の輝点Ｂ１の動きを概念的に示す図である。
【００３４】
すなわち、本実施形態では、照射部３の動作状態は、「往路」となる第１走査状態と、「復路」となる第２走査状態と、を含んでいる。第１走査状態は、第１端部１１１から第２端部１１２に向けてスクリーン１の表面１１上を走査する動作状態である。第２走査状態は、第２端部１１２から第１端部１１１に向けてスクリーン１の表面１１上を走査する動作状態である。
【００３５】
走査部３２は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いた微小な走査ミラーを有している。この走査部３２は、図５Ａに示すように、レーザ光を反射するミラー部３２１を含み、ミラー部３２１を回転させることによって、光源３１からの光を、ミラー部３２１の回転角度（振れ角）に応じた向きに反射する。これにより、走査部３２は、光源３１からの光を走査する。この走査部３２は、ミラー部３２１を、互いに直交する２軸を中心に回転させることにより、二次元的に光を走査するラスタスキャンを実現する。
【００３６】
走査部３２は、レンズ３２２と、結像光学系３２３と、を更に有している。レンズ３２２は、光源３１とミラー部３２１との間に配置され、ミラー部３２１に対して平行光を入射する。結像光学系３２３は、テレセントリックレンズからなり、ミラー部３２１とスクリーン１との間に配置されている。つまり、結像光学系３２３は、レンズ全体において主光線が光軸に対して平行となる光学系であって、結像光学系３２３を通った光は光軸（結像光学系３２３とスクリーン１とを結ぶ直線）に平行に出力される。本実施形態では、結像光学系３２３の光軸は移動方向Ｘと平行であると仮定する。図５Ａは、照射部３の構成を説明するための模式図に過ぎず、本実施形態に係る表示装置１０とは異なる点がある。
【００３７】
ここにおいて、結像光学系３２３は、スクリーン１の表面１１（表示面）に画像７００（図７参照）を形成（結像）するための光学系である。つまり、照射部３は、スクリーン１の表面１１（表示面）上を走査する光を、結像光学系３２３からスクリーン１に照射することにより、表示面であるスクリーン１の表面１１に、画像７００を形成する。
【００３８】
図５Ａの例では、照射部３がスクリーン１の表面１１（表示面）の全域を走査する場合における、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、移動方向Ｘにおいて略同位置にある。つまり、照射部３がスクリーン１の表面１１を走査する場合における、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１は、移動方向Ｘに対して直交する基準面５０３上を移動することになる。言い換えれば、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、移動方向Ｘに直交する像面上に形成される。要するに、「像面」は、照射部３がスクリーン１の表面１１（表示面）の全域を走査する場合において、結像光学系３２３の全ての焦点位置Ｐｆ１が含まれる平面であって、本実施形態では、移動方向Ｘに直交する。
【００３９】
一方、スクリーン１は、基準面５０３に対して傾斜した状態にあるため、スクリーン１が定位置にある場合、縦方向におけるスクリーン１の表面１１上の位置によって、移動方向Ｘにおける結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１までの距離に差が生じる。したがって、光の照射位置によって、図５Ｂに示すように、スクリーン１の表面１１上に形成される輝点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３の大きさに、ばらつきが生じる場合がある。図５Ｂは、図５Ａの領域Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３の各々について、照射部３から照射された光によって形成される輝点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３（つまり光の照射領域）を模式的に表している。図５Ｂにおいて、輝点Ｂ１１は、領域Ｚ１に生じる輝点のイメージを表しており、輝点Ｂ１１は、領域Ｚ２に生じる輝点のイメージを表しており、輝点Ｂ１３は、領域Ｚ３に生じる輝点のイメージを表している。
【００４０】
輝点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３が大きくなると、照射部３からの光によりスクリーン１に形成される画像７００（図７参照）の解像度が低下する。そこで、本実施形態に係る表示装置１０では、画像７００の解像度の低下を抑制するために、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１とスクリーン１の移動範囲との位置関係を、以下のように規定している。
【００４１】
すなわち、本実施形態では、照射部３が表示面の全域を走査する場合における、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面と、スクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面との間に収まる。図５Ａでは、第１位置Ｐｏ１にあるときのスクリーン１を、符号「１（Ｐｏ１）」を付した想像線（二点鎖線）で示し、第２位置Ｐｏ２にあるときのスクリーン１を、符号「１（Ｐｏ２）」を付した想像線（二点鎖線）で示している。言い換えれば、照射部３が表示面の全域を走査する場合における、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡が、スクリーン１の移動範囲内に収まるように、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１とスクリーン１の移動範囲との位置関係が規定されている。上記位置関係は、例えば、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡が形成される像面の位置、及び基準面５０３に対するスクリーン１の傾斜角度θ（図３参照）等に基づいて、第１位置Ｐｏ１及び第２位置Ｐｏ２が設定されることにより、実現される。
【００４２】
これにより、本実施形態に係る表示装置１０では、スクリーン１が基準面５０３に対して傾斜した状態にありながらも、スクリーン１の表面１１上に形成される輝点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３の大きさのばらつきを、極力小さく抑えることが可能である。その結果、表示装置１０においては、照射部３からの光によりスクリーン１に形成される画像７００の解像度の低下を抑制できる。
【００４３】
投影部４は、照射部３から出力されスクリーン１を透過する光が入射光として入射し、入射光により、対象空間４００（図１参照）に虚像３００（図１参照）を投影する。ここで、投影部４は、スクリーン１に対して移動方向Ｘに並ぶように配置されており、スクリーン１を透過しスクリーン１から移動方向Ｘに沿って出力される光により、虚像３００を投影する。投影部４は、図３に示すように、拡大レンズ４１、第１ミラー４２、及び第２ミラー４３を有している。
【００４４】
拡大レンズ４１、第１ミラー４２、及び第２ミラー４３は、スクリーン１を透過した光の経路上に、この順で配置されている。拡大レンズ４１は、スクリーン１から移動方向Ｘに沿って出力される光が入射するように、スクリーン１から見て移動方向Ｘにおける照射部３とは反対側（第１の向きＸ１側）に配置されている。拡大レンズ４１は、照射部３からの光によりスクリーン１に形成された画像７００（図７参照）を拡大し、第１ミラー４２に出力する。第１ミラー４２は、拡大レンズ４１からの光を第２ミラー４３に向けて反射する。第２ミラー４３は、第１ミラー４２からの光を、ウインドシールド１０１（図１参照）に向けて反射する。すなわち、投影部４は、照射部３からの光によってスクリーン１に形成される画像７００を、拡大レンズ４１にて拡大し、ウインドシールド１０１に投影することで、対象空間４００に虚像３００を投影する。拡大レンズ４１の光軸が、投影部４の光軸５００となる。
【００４５】
制御部５は、駆動部２及び照射部３を制御する。制御部５は、第１制御信号で駆動部２を制御し、第２制御信号で照射部３を制御する。詳しくは後述するが、制御部５は、駆動部２の動作と照射部３の動作とを同期させるように構成されている。本実施形態では、照射部３は、光源３１及び走査部３２を有している。制御部５は、第２制御信号により、光源３１及び走査部３２の両方を制御する。制御部５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを主構成とするマイクロコンピュータにて構成されている。言い換えれば、制御部５は、ＣＰＵ及びメモリを有するコンピュータにて実現されており、ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータが制御部５として機能する。プログラムは、ここでは制御部５のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００４６】
（３）動作
（３．１）基本動作
まず、本実施形態に係る表示装置１０の基本的な動作について、図６を参照して説明する。
【００４７】
制御部５は、照射部３を制御し、スクリーン１に対して照射部３から光を照射する。このとき、スクリーン１には、スクリーン１の表面１１上を走査する光が照射部３から照射される。これにより、スクリーン１の表面１１又は裏面１２には、画像７００（図７参照）が形成（投影）される。本実施形態では、一例として、スクリーン１の表面１１に光拡散性を有するため、画像７００はスクリーン１の表面１１に形成される。さらに、照射部３からの光はスクリーン１を透過し、投影部４（拡大レンズ４１、第１ミラー４２、及び第２ミラー４３）からウインドシールド１０１に照射する。これにより、スクリーン１に形成された画像７００は、自動車１００の車室内であってウインドシールド１０１に下方から、ウインドシールド１０１に投影される。
【００４８】
投影部４からウインドシールド１０１に画像７００が投影されると、ウインドシールド１０１は、投影部４からの光を、車室内のユーザ２００（運転者）に向けて反射する。これにより、ウインドシールド１０１で反射された画像７００が、ユーザ２００に視認される。その結果、ユーザ２００は、自動車１００の前方（車外）に投影された虚像３００を、ウインドシールド１０１越しに視認する。
【００４９】
また、制御部５は、駆動部２を制御し、スクリーン１を移動方向Ｘに移動させることができる。スクリーン１の表面１１における照射部３からの光の照射位置、つまり輝点Ｂ１の位置が同じ場合に、スクリーン１が第１の向きＸ１に移動すると、ユーザ２００の目（アイポイント）から虚像３００までの距離（以下、「視距離」ともいう）は、短く（近く）なる。反対に、スクリーン１の表面１１における輝点Ｂ１の位置が同じ場合に、スクリーン１が第２の向きＸ２に移動すると、虚像３００までの視距離は、長く（遠く）なる。要するに、虚像３００までの視距離は移動方向Ｘにおけるスクリーン１の位置によって変化し、スクリーン１が照射部３に近づくほど、スクリーン１上の輝点Ｂ１に対応して投影される虚像３００までの視距離は長くなる。言い換えれば、スクリーン１に対する照射部３からの光の照射位置が、移動方向Ｘにおいて投影部４から離れるほどに、この光により投影される虚像３００までの視距離は長くなる。
【００５０】
（３．２）具体的動作
次に、本実施形態に係る表示装置１０の具体的な動作について、図７〜図１０Ｂを参照して説明する。図７は、第１虚像３０１を投影する際の表示装置１０の動作を模式的に表す図であって、図８は、第２虚像３０２を投影する際の表示装置１０の動作を模式的に表す図である。
【００５１】
第１虚像３０１を投影する際には、図７に示すように、制御部５は、スクリーン１を移動方向Ｘ（図６参照）に移動させることなく、移動方向Ｘにおいてスクリーン１を固定する。すなわち、制御部５は、照射部３にて定位置にあるスクリーン１に光を照射するように、駆動部２及び照射部３を制御する。スクリーン１は、そもそも移動方向Ｘに対して傾斜した状態にあるため、スクリーン１が定位置にあっても、縦方向におけるスクリーン１の表面１１上の位置によって、移動方向Ｘにおける投影部４までの距離に差が生じる。そのため、スクリーン１が固定された状態にあっても、スクリーン１の表面１１における照射部３からの光の照射位置が、縦方向に変化することによって、スクリーン１の表面１１における照射部３からの光の照射位置は移動方向Ｘに変化する。その結果、スクリーン１には第１画像７０１が形成（投影）される。ここでいう「第１画像」は、スクリーン１の表面１１又は裏面１２に形成される画像７００であって、スクリーン１の表面１１に沿って形成される、つまり基準面５０３に対して傾斜した画像７００である。この第１画像７０１が、投影部４からウインドシールド１０１に投影されると、ユーザ２００は、自動車１００の前方に投影された第１虚像３０１を、ウインドシールド１０１越しに視認する。
【００５２】
例えば、スクリーン１の表面１１における照射部３からの光の照射位置が、縦方向において第１端部１１１に近づくほど、移動方向Ｘにおける投影部４から照射位置までの距離は長くなり、この光により投影される虚像３００までの視距離は長くなる。反対に、スクリーン１の表面１１における照射部３からの光の照射位置が、縦方向において第２端部１１２に近づくほど、移動方向Ｘにおける投影部４から照射位置までの距離は短くなり、この光により投影される虚像３００までの視距離は短くなる。これにより、光軸５００に対して傾斜角度αで傾斜した第１仮想面５０１上に、虚像３００としての第１虚像３０１が形成される。
【００５３】
したがって、スクリーン１が固定された状態において、照射部３が、例えば、第１端部１１１から第２端部１１２に向けて光を走査すれば、路面６００に沿って奥行きをもってユーザ２００に視認される第１虚像３０１が投影される。このときに形成される第１虚像３０１の、アイポイントＰｅ１からの視距離は、図７に示すように、スクリーン１の第１端部１１１側（上端部側）にて、スクリーン１の第２端部１１２側（下端部側）より大きくなる。言い換えれば、スクリーン１は、照射部３の光が第１端部１１１に照射した状態で、第１虚像３０１上の描画点から投影部４までの光路長が最大となるように構成されている。スクリーン１は、照射部３の光が第２端部１１２に照射した状態で、第１虚像３０１上の描画点から投影部４までの光路長が最小となるように構成されている。つまり、第１虚像３０１は、ユーザ２００から見て、上下方向（図２の上下方向）において、上端側で視距離が最大となるように光軸５００に対して傾斜した虚像となる。
【００５４】
一方、第２虚像３０２を投影する際には、図８に示すように、制御部５は、スクリーン１を移動方向Ｘに移動させる。すなわち、制御部５は、照射部３にて移動中のスクリーン１に光を照射するように、駆動部２及び照射部３を制御する。スクリーン１は、そもそも移動方向Ｘに対して傾斜した状態にあるため、スクリーン１が定位置にあると、縦方向におけるスクリーン１の表面１１上の位置によって、移動方向Ｘにおける投影部４までの距離に差が生じる。この距離の差をキャンセルするように、縦方向における照射部３からの光の照射位置の変化に同期して、スクリーン１を移動方向Ｘに移動させることによって、スクリーン１の表面１１における照射部３からの光の照射位置は移動方向Ｘにおいて不変となる。その結果、スクリーン１には第２画像７０２が形成（投影）される。ここでいう「第２画像」は、スクリーン１の表面１１又は裏面１２に形成される画像７００であって、基準面５０３に沿って形成される画像７００である。この第２画像７０２が、投影部４からウインドシールド１０１に投影されると、ユーザ２００は、自動車１００の前方に投影された第２虚像３０２を、ウインドシールド１０１越しに視認する。
【００５５】
例えば、スクリーン１の表面１１における照射部３からの光の照射位置が、縦方向において第１端部１１１に近づくときには、第１の向きＸ１にスクリーン１が移動することで、移動方向Ｘにおける投影部４から照射位置までの距離が略一定となる。反対に、スクリーン１の表面１１における照射部３からの光の照射位置が、縦方向において第２端部１１２に近づくときには、第２の向きＸ２にスクリーン１が移動することで、移動方向Ｘにおける投影部４から照射位置までの距離は略一定となる。これにより、光軸５００に対して傾斜角度β（一例として９０度）で傾斜した第２仮想面５０２上に、虚像３００としての第２虚像３０２が形成される。
【００５６】
したがって、例えば、スクリーン１が第２の向きＸ２に移動しているときに、照射部３が、第１端部１１１から第２端部１１２に向けて光を走査すれば、ユーザ２００から一定距離の路面６００上に直立して視認される第２虚像３０２が投影される。このときに形成される第２虚像３０２の、アイポイントＰｅ１からの視距離は、図８に示すように、スクリーン１の第１端部１１１側（上端部側）と、スクリーン１の第２端部１１２側（下端部側）とで略均等になる。つまり、第２虚像３０２は、ユーザ２００から見て、上下方向（図２の上下方向）において、上端側と下端側とで視距離が略均等な虚像となる。
【００５７】
ここにおいて、本実施形態では、縦方向における照射部３の走査範囲は、第１虚像３０１を形成するときよりも、第２虚像３０２を形成するときの方が狭く設定されている。すなわち、スクリーン１の表面１１上に形成される画像７００においては、第１画像７０１よりも第２画像７０２の方が縦方向の寸法が小さく設定されている。これにより、例えば、図２に例示するように、ユーザ２００の視野内においては、第１虚像３０１の上下方向の寸法よりも各第２虚像３０２の上下方向の寸法の方が小さくなる。
【００５８】
図９は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の両方を投影する際における、表示装置１０の動作例を示すフローチャートである。ここでは一例として、照射部３が、第１端部１１１から第２端部１１２に向けて光を走査する「往路」において、第１虚像３０１を投影し、第２端部１１２から第１端部１１１に向けて光を走査する「復路」において、第２虚像３０２を投影する場合を例示する。
【００５９】
図９に示すように、表示装置１０は、表示（虚像３００の投影）動作を開始すると、まず「往路」において、第１虚像３０１を形成（投影）するための処理を行う。すなわち、制御部５は、第１走査状態で動作するように照射部３を制御する（Ｓ１）。これにより、照射部３は、第１端部１１１から第２端部１１２に向けてスクリーン１の表面１１上を走査（ラスタスキャン）する。ここで、制御部５は、横方向に１本の走査線が描画されるごとに、第１画像７０１を描画中か否かを判断する（Ｓ２）。第１画像７０１を描画中でなければ（Ｓ２：Ｎｏ）、制御部５は、処理Ｓ１に戻って、照射部３での走査を継続する。
【００６０】
処理Ｓ２において、第１画像７０１を描画中であれば（Ｓ２：Ｙｅｓ）、制御部５は、スクリーン１を定位置（「基準位置」ともいう）に固定するように駆動部２を制御する（Ｓ３）。そして、制御部５は、第１画像７０１が完成したか否かを判断し（Ｓ４）、第１画像７０１が完成していなければ（Ｓ４：Ｎｏ）、処理Ｓ１〜Ｓ４を繰り返すことで第１画像７０１を描画する。これらの処理Ｓ１〜Ｓ４は、表示装置１０の制御方法において、第１虚像３０１を形成する第１処理に相当する。つまり、「往路」においては、スクリーン１が定位置に固定された状態で、第１画像７０１が描画されることになる。
【００６１】
第１画像７０１が完成すると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、制御部５は、往路が終了した（照射位置が第２端部１１２に到達した）か否かを判断し（Ｓ５）、往路が終了していなければ（Ｓ５：Ｎｏ）、処理Ｓ１〜Ｓ５を繰り返し行う。これにより、「往路」においては、スクリーン１には第１画像７０１が形成（投影）される。第１画像７０１が、投影部４からウインドシールド１０１に投影されることで、対象空間４００には、路面６００に沿った第１虚像３０１が投影される。
【００６２】
往路が終了すると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、表示装置１０は、「復路」において、第２虚像３０２を形成（投影）するための処理を行う。すなわち、制御部５は、第２走査状態で動作するように照射部３を制御する（Ｓ６）。これにより、照射部３は、第２端部１１２から第１端部１１１に向けてスクリーン１の表面１１上を走査（ラスタスキャン）する。ここで、制御部５は、横方向に１本の走査線が描画されるごとに、第２画像７０２を描画中か否かを判断する（Ｓ７）。第２画像７０２を描画中でなければ（Ｓ７：Ｎｏ）、制御部５は、処理Ｓ６に戻って、照射部３での走査を継続する。
【００６３】
処理Ｓ７において、第２画像７０２を描画中であれば（Ｓ７：Ｙｅｓ）、制御部５は、スクリーン１を第１の向きＸ１に移動させるように駆動部２を制御する（Ｓ８）。そして、制御部５は、第２画像７０２が完成したか否かを判断し（Ｓ９）、第２画像７０２が完成していなければ（Ｓ９：Ｎｏ）、処理Ｓ６〜Ｓ９を繰り返すことで第２画像７０２を描画する。これらの処理Ｓ６〜Ｓ９は、表示装置１０の制御方法において、第２虚像３０２を形成する第２処理に相当する。ここで、第２画像７０２の描画中において、第１の向きＸ１に移動するスクリーン１の移動速度は、規定速度で一定（等速）である。つまり、「復路」においては、横方向に１本の走査線が描画されるごとに、スクリーン１を照射部３から遠ざける（投影部４に近づける）ように移動させながら、第２画像７０２が描画されることになる。
【００６４】
第２画像７０２が完成すると（Ｓ９：Ｙｅｓ）、制御部５は、スクリーン１を第２の向きＸ２に移動させるように駆動部２を制御し、スクリーン１を基準位置に復帰させる（Ｓ１０）。その後、制御部５は、復路が終了した（照射位置が第１端部１１１に到達した）か否かを判断し（Ｓ１１）、復路が終了していなければ（Ｓ１１：Ｎｏ）、処理Ｓ６〜Ｓ１１を繰り返し行う。これにより、「復路」においては、スクリーン１には第２画像７０２が形成（投影）される。第２画像７０２が、投影部４からウインドシールド１０１に投影されることで、対象空間４００には、ユーザ２００から一定距離の路面６００上に直立した第２虚像３０２が投影される。
【００６５】
復路が終了すると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、表示装置１０は、処理Ｓ１に戻って、「往路」において、第１虚像３０１を形成（投影）するための処理を行う。表示装置１０は、表示（虚像３００の投影）動作を継続している間は、上述した処理Ｓ１〜Ｓ１１を繰り返し実行する。これにより、「往路」においては対象空間４００に第１虚像３０１が投影され、「復路」においては対象空間４００に第２虚像３０２が投影される。したがって、照射部３からの光の照射位置がスクリーン１の表面１１上を第１端部１１１と第２端部１１２との間で１往復する間に、対象空間４００に第１虚像３０１及び第２虚像３０２が投影される。照射部３における縦方向の走査が比較的高速で行われることにより、ユーザ２００においては、第１虚像３０１及び第２虚像３０２が同時に表示されているように視認される。照射部３における縦方向の走査の周波数は、一例として、６０Ｈｚ以上である。
【００６６】
図１０Ａは、図９に示すフローチャートに従って表示装置１０が動作した場合の、移動方向Ｘにおけるスクリーン１の位置の時間変化を示すグラフである。図１０Ｂは、移動方向Ｘに対してスクリーン１の表面１１が直交するようにスクリーン１を配置した比較例についての、同様のグラフである。図１０Ａ及び図１０Ｂでは、横軸を時間軸とし、スクリーン１の位置を縦軸に示している。
【００６７】
図１０Ａに示すように、照射部３が、第１端部１１１から第２端部１１２に向けて光を走査する「往路」の期間Ｔ１においては、移動方向Ｘにおけるスクリーン１の位置は基準位置Ｐｓ１に固定されている。つまり、スクリーン１が基準位置Ｐｓ１に固定されている状態で、スクリーン１には第１画像７０１が形成され、対象空間４００には第１虚像３０１が投影される。
【００６８】
一方、照射部３が、第２端部１１２から第１端部１１１に向けて光を走査する「復路」の期間Ｔ２においては、移動方向Ｘにおけるスクリーン１の位置は第２画像７０２を描画するタイミングに合わせて変化する。ここでは、期間Ｔ２における期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３の各々が、第２画像７０２の描画中の期間を表している。すなわち、スクリーン１が基準位置Ｐｓ１から第１の向きＸ１に移動している状態で、スクリーン１には第２画像７０２が形成され、対象空間４００には第２虚像３０２が投影される。このとき、スクリーン１の移動速度は等速である。そして、第２画像７０２が形成される度に、スクリーン１は第２の向きＸ２に移動して基準位置Ｐｓ１に復帰する。このような第２画像７０２を形成するための処理が、期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３にて複数回（ここでは３回）行われることにより、対象空間４００には、視距離が異なる複数（ここでは３つ）の第２虚像３０２が投影される（図２参照）。図１０Ａの例では、第２端部１１２付近に第２画像７０２が形成される期間Ｔ２１において、第２虚像３０２の視距離が最短となり、第１端部１１１付近に第２画像７０２が形成される期間Ｔ２３において、第２虚像３０２の視距離が最長となる。
【００６９】
これに対して、比較例では、図１０Ｂに示すように、「往路」の期間Ｔ１において、第１虚像３０１を投影するために、スクリーン１が第１の向きＸ１に移動し続けることになる。一方、「復路」の期間Ｔ２においては、第２画像７０２の描画中の期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３にのみスクリーン１を停止し、それ以外の期間はスクリーン１が第２の向きＸ２に移動し続けることになる。
【００７０】
このように、本実施形態に係る表示装置１０では、スクリーン１は、第２画像７０２を描画するときの振幅、つまり図１０Ａに「Ａ１」で示す振幅での移動が可能であればよい。これに対し、比較例では、スクリーン１は、第１画像７０１を描画するときの振幅、つまり図１０Ｂに「Ａ２」で示す振幅での移動が必要である。したがって、本実施形態に係る表示装置１０と比較例とでは、スクリーン１の移動範囲が異なっており、本実施形態に係る表示装置１０の方がスクリーン１の移動範囲を狭く抑えることができる（Ａ１＜Ａ２）。スクリーン１の移動範囲が狭くなると、例えば、スクリーン１を移動させるための駆動部２（アクチュエータ）の小型化、駆動部２の消費電力の低減、及び駆動部２の動作音の減少等につながる。
【００７１】
（４）まとめ
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置１０は、スクリーン１と、駆動部２と、照射部３と、投影部４と、を備える。スクリーン１は、基準面５０３に対して傾斜した表示面（表面１１）を有する。駆動部２は、スクリーン１を基準面５０３に直交する移動方向Ｘにおいて第１位置Ｐｏ１と第２位置Ｐｏ２との間で移動させる。照射部３は、結像光学系３２３を有し、スクリーン１の表示面（表面１１）上を走査する光を結像光学系３２３からスクリーン１に照射することにより表示面（表面１１）に画像７００を形成する。投影部４は、スクリーン１を透過しスクリーン１から移動方向Ｘに沿って出力される光が入射光として入射し、入射光により対象空間４００に画像７００に対応する虚像３００を投影する。照射部３が表示面（表面１１）の全域を走査する場合における結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面（表面１１）と、スクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面（表面１１）との間に収まる。
【００７２】
この構成によれば、スクリーン１の表示面が基準面５０３に対して傾斜しているので、スクリーン１の移動範囲が狭くなる。スクリーン１の移動範囲が狭くなれば、スクリーン１の移動に伴う、スクリーン１の表面１１上に形成される輝点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３の大きさのばらつきを、比較的小さく抑えることができる。さらに、照射部３が表示面の全域を走査する場合における、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面と、スクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面との間に収まっている。したがって、スクリーン１が基準面５０３に対して傾斜した状態にありながらも、スクリーン１の表面１１上に形成される輝点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３の大きさのばらつきを、極力小さく抑えることが可能である。その結果、表示装置１０においては、照射部３からの光によりスクリーン１に形成される画像７００の解像度の低下を抑制でき、虚像３００の解像度の低下を抑制できる、という利点がある。
【００７３】
また、本実施形態のように、表示装置１０は、駆動部２及び照射部３を制御する制御部５、を更に備えることが好ましい。制御部５は、投影部４の光軸５００に対する傾斜角度αが所定値γより小さい第１仮想面５０１上に、虚像３００としての第１虚像３０１を形成する際には、移動方向Ｘにおいてスクリーン１を固定するように構成されている。制御部５は、投影部４の光軸５００に対する傾斜角度βが所定値γより大きい第２仮想面５０２上に、虚像３００としての第２虚像３０２を形成する際には、移動方向Ｘにおいてスクリーン１を移動させるように構成されている。
【００７４】
この構成によれば、投影部４の光軸５００に対する傾斜角度αが比較的小さい第１虚像３０１、つまりユーザ２００から見て路面６００に対する角度が浅い第１虚像３０１については、スクリーン１が固定された状態で投影される。したがって、第１虚像３０１を投影する際にスクリーン１を移動させる比較例に比べて、スクリーン１の移動範囲を狭く抑えることができる、という利点がある。スクリーン１の移動範囲が狭くなると、スクリーン１の移動に伴う、スクリーン１の表面１１上の輝点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３の大きさのばらつきが、より一層抑制される。
【００７５】
また、本実施形態のように、移動体（例えば自動車１００）は、表示装置１０と、投影部４からの光を反射する反射部材（例えばウインドシールド１０１）と、を備える。
【００７６】
この構成によれば、スクリーン１の表示面が基準面５０３に対して傾斜しているので、スクリーン１の移動範囲が狭くなる。スクリーン１の移動範囲が狭くなれば、スクリーン１の移動に伴う、スクリーン１の表面１１上に形成される輝点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３の大きさのばらつきを、比較的小さく抑えることができる。さらに、照射部３が表示面の全域を走査する場合における、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面と、スクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面との間に収まっている。したがって、スクリーン１が基準面５０３に対して傾斜した状態にありながらも、スクリーン１の表面１１上に形成される輝点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３の大きさのばらつきを、極力小さく抑えることが可能である。その結果、表示装置１０においては、照射部３からの光によりスクリーン１に形成される画像７００の解像度の低下を抑制でき、虚像３００の解像度の低下を抑制できる、という利点がある。
【００７７】
（５）変形例
実施形態１は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。さらに、実施形態１に係る態様は、単体の表示装置で具現化されることに限らない。例えば、システム、表示装置の制御方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記憶した記憶媒体等で、実施形態１に係る態様が具現化されてもよい。
【００７８】
以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【００７９】
結像光学系３２３は、テレセントリックレンズ系に限らず、収束又は発散作用を有するレンズ系を用いることも可能である。この場合、スクリーン１が移動方向Ｘに移動する際に、スクリーン１に形成される画像７００の倍率がスクリーン１の位置によって異なることになり、虚像３００に台形歪み等が発生する可能性がある。この種の台形歪み等については、画像補正によって低減することも可能である。
【００８０】
また、スクリーン１は、その表面１１に、光拡散性を付与するためのレンチキュラーレンズを有していることが好ましい。さらに、スクリーン１は、その裏面１２にも、レンチキュラーレンズを有していてもよい。この場合、表面１１のレンチキュラーレンズと裏面１２のレンチキュラーレンズとは、レンズの稜線が互いに直交することで、光拡散方向が互いに直交するように構成されることが好ましい。なお、スクリーン１は、その表面１１又は裏面１２に、レンチキュラーレンズに代えて、フライアイレンズを有していてもよい。
【００８１】
制御部５は、第１虚像３０１を形成する際、移動方向Ｘにおいてスクリーン１を固定する構成に限らず、例えば図１１に示すように、第１虚像３０１を形成する際、移動方向Ｘにおいてスクリーン１を移動させてもよい。図１１では、横軸を時間軸とし、スクリーン１の位置を縦軸に示している。すなわち、図１１に示すように、照射部３が、第１端部１１１から第２端部１１２に向けて光を走査する「往路」の期間Ｔ１においては、制御部５は、スクリーン１を第１の向きＸ１に移動させ続ける。一方、「復路」の期間Ｔ２においては、制御部５は、第２画像７０２の描画中の期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３にのみスクリーン１を第１の向きＸ１に移動させ、それ以外の期間はスクリーン１を第２の向きＸ２に移動させる。本変形例では、スクリーン１は図１１に「Ａ３」で示す振幅での移動が必要であるものの、上記比較例（図１０Ｂ参照）に比べると、スクリーン１の移動範囲を狭く抑えることができる（Ａ３＜Ａ２）。
【００８２】
また、「表示面」は、スクリーン１において画像７００を形成するための面であればよく、スクリーン１の表面１１に限らず、例えばスクリーン１の裏面１２であってもよい。更に、スクリーン１の表面１１（又は裏面１２）の全域が「表示面」でなくてもよく、「表示面」はスクリーン１の表面１１（又は裏面１２）の一部の領域であってもよい。この場合、画像７００はスクリーン１の表面１１（又は裏面１２）のうち一部の領域にのみ形成される。
【００８３】
また、制御部５は、駆動部２及び照射部３を制御する構成であればよく、駆動部２を制御する機能と、照射部３を制御する機能とは一体でなくてもよい。例えば、駆動部２を制御する制御部と、照射部３を制御する制御部とが、別体として設けられ、互いに同期するように構成されていてもよい。
【００８４】
また、表示装置１０は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２を同時に投影する構成に限らず、例えば、第１虚像３０１のみを投影するモード、第２虚像３０２のみを投影するモードを有していてもよい。
【００８５】
また、照射部３の動作状態は、第１走査状態（往路）及び第２走査状態（復路）のいずれか一方のみであってもよい。この場合、第１虚像３０１及び第２虚像３０２は、第１走査状態（往路）及び第２走査状態（復路）のいずれか一方で形成される。
【００８６】
さらに、実施形態１では、第１虚像３０１が第１走査状態（往路）でのみ形成され、第２虚像３０２が第２走査状態（復路）でのみ形成される場合を示したが、この構成に限らない。例えば、第１虚像３０１が第２走査状態（復路）でのみ形成され、第２虚像３０２が第１走査状態（往路）でのみ形成されてもよいし、第１虚像３０１又は第２虚像３０２が、第１走査状態（往路）及び第２走査状態（復路）の両方で形成されてもよい。さらに、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の両方が、第１走査状態（往路）及び第２走査状態（復路）の両方で形成されてもよい。この場合に、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の少なくとも一部について、第１走査状態（往路）及び第２走査状態（復路）の両方で同じ虚像３００が形成されることにより、虚像３００の輝度を高めることができる。
【００８７】
また、スクリーン１の表面１１において基準面５０３に対して傾斜した縦方向における照射部３の走査範囲は、第１虚像３０１を形成するときよりも、第２虚像３０２を形成するときの方が広くてもよい。
【００８８】
また、対象空間４００に、図２に示すように、視距離が異なる複数（ここでは３つ）の第２虚像３０２が投影されることは表示装置１０に必須の構成ではなく、対象空間４００には、１つの第２虚像３０２のみが投影されてもよい。
【００８９】
また、スクリーン１は、表面１１にのみ光拡散性を有する構成に限らず、例えば、裏面１２にのみ、又は表面１１及び裏面１２の両方に光拡散性を有していてもよい。スクリーン１の裏面１２に光拡散性を有する場合、画像７００はスクリーン１の裏面１２に形成される。
【００９０】
また、表示装置１０は、自動車１００の進行方向の前方に設定された対象空間４００に虚像３００を投影する構成に限らず、例えば、自動車１００の進行方向の側方、後方、又は上方等に虚像３００を投影してもよい。
【００９１】
また、スクリーン１は、移動方向Ｘに直進移動するだけでなく、例えば、基準面５０３に対する表面１１の傾斜角度θを変化させるように、回転可能に構成されていてもよい。
【００９２】
また、投影部４は、中間像を形成するためのリレー光学系を含んでいてもよいし、リレー光学系を含んでいなくてもよい。
【００９３】
また、表示装置１０は、自動車１００に用いられるヘッドアップディスプレイに限らず、例えば、二輪車、電車、航空機、建設機械、及び船舶等、自動車１００以外の移動体にも適用可能である。さらに、表示装置１０は、移動体に限らず、例えば、アミューズメント施設で用いられてもよいし、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）等のウェアラブル端末、医療設備、又は据置型の装置として用いられてもよい。
【００９４】
（実施形態２）
本実施形態に係る表示装置１０は、照射部３における走査部３２の構成が、実施形態１に係る表示装置１０とは相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【００９５】
本実施形態では、結像光学系３２３は、図１２に示すように、偏心光学系８を有している。図１２の例では、偏心光学系８は、凸メニスカスレンズからなる第１レンズ８１と、凸メニスカスレンズからなる第２レンズ８２と、両凹レンズからなる第３レンズ８３とを含むレンズ群にて構成されている。第１レンズ８１、第２レンズ８２、及び第３レンズ８３は、第１レンズ８１がミラー部３２１に最も近く、第３レンズ８３がミラー部３２１から最も遠くなるように、移動方向Ｘに並べて配置されている。ここで、第１レンズ８１及び第３レンズ８３の光軸８０１と、第２レンズ８２の光軸８０２とが、距離Ｄ１だけずれた位置関係にあることで、第１レンズ８１、第２レンズ８２、及び第３レンズ８３は、偏心光学系８を構成する。具体的には、第２レンズ８２の光軸８０２は、第１レンズ８１及び第３レンズ８３の光軸８０１に対して、縦方向において第２端部１１２側（図１２では下側）に、距離Ｄ１だけシフトした位置にある。
【００９６】
上述したような構成の偏心光学系８を有することにより、図１２に示すように、照射部３が表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表面１１に沿うように、偏心光学系８により基準面５０３に対して傾斜して形成される。すなわち、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡が形成される像面５０４は、スクリーン１の表面１１に沿った平面となる。
【００９７】
図１２の例では、像面５０４は、基準面５０３に対して角度θだけ傾斜しており、表示面であるスクリーン１の表面１１に平行な平面となる。言い換えれば、照射部３が表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表面１１に平行な像面５０４上に形成される。
【００９８】
さらに、本実施形態では、像面５０４は、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面（表面１１）、及びスクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面（表面１１）から等距離に位置する。そのため、図１２に示すように、スクリーン１が移動範囲の中心に位置する状態において、スクリーン１の表面１１と像面５０４とが一致し、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、スクリーン１の表面１１上に形成されることになる。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置１０では、結像光学系３２３は、偏心光学系８を有している。照射部３が表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表示面（表面１１）に沿うように、偏心光学系８により基準面５０３に対して傾斜して形成される。この表示装置１０によれば、照射部３が表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表示面である表面１１に沿うことになる。したがって、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡を、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面と、スクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面との間に収めながらも、スクリーン１の移動範囲を更に狭めることが可能である。そのため、スクリーン１の移動に伴う、スクリーン１の表面１１上の輝点の大きさのばらつきが、より一層抑制される。その結果、表示装置１０においては、照射部３からの光によりスクリーン１に形成される画像７００の解像度を向上でき、虚像３００の解像度を向上できる、という利点がある。
【０１００】
また、本実施形態のように、照射部３が表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表示面（表面１１）に平行な像面５０４上に形成されることが好ましい。この構成によれば、スクリーン１が定位置に固定されている状態においては、表示面に形成される輝点の大きさが略一律になる。したがって、スクリーン１が定位置に固定されている状態で投影される虚像３００（第１虚像３０１）における、解像度のばらつきを抑えることができる。
【０１０１】
また、本実施形態のように、像面５０４は、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面（表面１１）、及びスクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面（表面１１）から等距離に位置することが好ましい。この構成によれば、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときと、スクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときとで、表示面に形成される輝点の大きさを揃えることが可能である。したがって、スクリーン１が移動している状態で投影される虚像３００（第２虚像３０２）における、解像度のばらつきを抑えることができる。
【０１０２】
実施形態２で説明した偏心光学系８（第１レンズ８１、第２レンズ８２、及び第３レンズ８３）は一例に過ぎず、例えば、偏心光学系８は、２つ以下のレンズ、又は４つ以上のレンズにて構成されてもよい。
【０１０３】
また、実施形態２の変形例として、表示装置１０は、色収差又は単色収差を補正するための収差補正機能を有することが好ましい。これにより、虚像３００の解像度の更なる向上を図ることができる。
【０１０４】
また、照射部３が表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡が、表面１１に平行な像面５０４上に形成されることは、本実施形態に係る表示装置１０に必須の構成ではない。すなわち、像面５０４は、表示面であるスクリーン１の表面１１に対して平行でなくてもよい。
【０１０５】
また、像面５０４が、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面（表面１１）、及びスクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面（表面１１）から等距離に位置することは、本実施形態に係る表示装置１０に必須の構成ではない。すなわち、像面５０４は、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面と、スクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面との間に収まっていればよく、いずれかの表示面寄りの位置にあってもよい。
【０１０６】
実施形態２に係る表示装置１０の構成（変形例を含む）は、実施形態１（変形例を含む）の構成と適宜組み合わせ可能である。
【０１０７】
（実施形態３）
本実施形態に係る表示装置１０は、図１３に示すように、照射部３Ａにおける走査部３２Ａの構成が、実施形態２に係る表示装置１０とは相違する。以下、実施形態２と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１０８】
本実施形態では、結像光学系３２３は、図１３に示すように、焦点位置Ｐｆ１を移動方向Ｘに移動させるフォーカシングレンズ群８Ａを有している。図１３の例では、フォーカシングレンズ群８Ａは、凸メニスカスレンズからなる第１レンズ８１Ａと、凸メニスカスレンズからなる第２レンズ８２Ａと、凸メニスカスレンズからなる第３レンズ８３Ａとを含む共軸光学系のレンズ群を有している。また、結像光学系３２３は、第３レンズ８３Ａを駆動することでフォーカシングレンズ群８Ａを駆動するレンズ駆動部８４Ａを更に有している。第１レンズ８１Ａ、第２レンズ８２Ａ、及び第３レンズ８３Ａは、第１レンズ８１Ａがミラー部３２１に最も近く、第３レンズ８３Ａがミラー部３２１から最も遠くなるように、移動方向Ｘに並べて配置されている。レンズ駆動部８４Ａは、第３レンズ８３Ａを移動方向Ｘに移動させることにより、移動方向Ｘにおける結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１を変化させる。例えば、第３レンズ８３Ａが第１の向きＸ１に移動すると、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１は第１の向きＸ１に移動する。反対に、第３レンズ８３Ａが第２の向きＸ２に移動すると、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１は第２の向きＸ２に移動する。
【０１０９】
ここで、照射部３Ａが表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡が、表示面に沿うように、レンズ駆動部８４Ａは、照射部３Ａの走査に同期してフォーカシングレンズ群８Ａの第３レンズ８３Ａを駆動する。具体的には、レンズ駆動部８４Ａは、制御部５（図３参照）からの第２制御信号に従って動作し、走査部３２Ａの動作に同期するように、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１を移動方向Ｘに移動させる。照射部３Ａの動作状態が第１走査状態にある「往路」においては、レンズ駆動部８４Ａは、焦点位置Ｐｆ１が第１の向きＸ１に移動するように、第３レンズ８３Ａを移動させる。照射部３Ａの動作状態が第２走査状態にある「復路」においては、レンズ駆動部８４Ａは、焦点位置Ｐｆ１が第２の向きＸ２に移動するように、第３レンズ８３Ａを移動させる。
【０１１０】
上述したような構成の結像光学系３２３によれば、図１３に示すように、照射部３Ａが表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表面１１に沿うように、基準面５０３に対して傾斜して形成される。すなわち、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡が形成される像面５０４は、スクリーン１の表面１１に沿った平面となる。
【０１１１】
図１３の例では、像面５０４は、基準面５０３に対して角度θだけ傾斜しており、表示面であるスクリーン１の表面１１に平行な平面となる。言い換えれば、照射部３Ａが表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表面１１に平行な像面５０４上に形成される。
【０１１２】
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置１０では、結像光学系３２３は、焦点位置Ｐｆ１を移動方向Ｘに移動させるフォーカシングレンズ（フォーカシングレンズ群８Ａ）と、レンズ駆動部８４Ａと、を有する。レンズ駆動部８４Ａは、照射部３Ａが表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡が、表示面（表面１１）に沿うように、照射部３Ａの走査に同期してフォーカシングレンズ（第３レンズ８３Ａ）を駆動する。この表示装置１０によれば、照射部３が表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表示面である表面１１に沿うことになる。したがって、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡を、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面と、スクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面との間に収めながらも、スクリーン１の移動範囲を更に狭めることが可能である。そのため、スクリーン１の移動に伴う、スクリーン１の表面１１上の輝点の大きさのばらつきが、より一層抑制される。その結果、表示装置１０においては、照射部３からの光によりスクリーン１に形成される画像７００の解像度を向上でき、虚像３００の解像度を向上できる、という利点がある。
【０１１３】
さらに、実施形態３に係る表示装置１０では、フォーカシングの際に画角変動が生じなければ、結像光学系３２３にテレセントリック性は不要である。フォーカシングの際に画角変動が生じる場合、例えば、電子的な画角変動補正機能を適用可能である。
【０１１４】
実施形態３で説明したフォーカシングレンズ群８Ａ（第１レンズ８１Ａ、第２レンズ８２Ａ、及び第３レンズ８３Ａ）は一例に過ぎず、例えば、フォーカシングレンズ群８Ａは、２つ以下のレンズ、又は４つ以上のレンズにて構成されてもよい。
【０１１５】
また、レンズ駆動部８４Ａは、照射部３Ａの走査だけでなく、例えば、スクリーン１の移動にも同期するように、フォーカシングレンズ群８Ａを駆動してもよい。この場合、例えば、スクリーン１が第１の向きＸ１に移動する際には、レンズ駆動部８４Ａは、焦点位置Ｐｆ１が第１の向きＸ１に移動するように、第３レンズ８３Ａを移動させる。
【０１１６】
実施形態３に係る表示装置１０の構成（変形例を含む）は、実施形態２（変形例を含む）の構成と適宜組み合わせ可能である。
【０１１７】
（実施形態４）
本実施形態に係る表示装置１０は、図１４に示すように、照射部３Ｂにおける走査部３２Ｂの構成が、実施形態２に係る表示装置１０とは相違する。以下、実施形態２と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１１８】
本実施形態では、結像光学系３２３は、図１４に示すように、テレセントリックレンズを構成する共軸光学系のレンズ群８Ｂを有している。図１４の例では、レンズ群８Ｂは、凸メニスカスレンズからなる第１レンズ８１Ｂと、凸メニスカスレンズからなる第２レンズ８２Ｂとを含んでいる。ここで、結像光学系３２３の光軸８０３（第１レンズ８１Ｂ及び第２レンズ８２Ｂの光軸）は、表示面（表面１１）の法線方向に沿う直線である。すなわち、結像光学系３２３の光軸８０３は、スクリーン１の表面１１に対して略直交する。
【０１１９】
上述したような構成の結像光学系３２３によれば、図１４に示すように、照射部３Ｂが表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表面１１に沿うように、基準面５０３に対して傾斜して形成される。すなわち、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡が形成される像面５０４は、スクリーン１の表面１１に沿った平面となる。
【０１２０】
図１４の例では、像面５０４は、基準面５０３に対して角度θだけ傾斜しており、表示面であるスクリーン１の表面１１に平行な平面となる。言い換えれば、照射部３Ｂが表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表面１１に平行な像面５０４上に形成される。
【０１２１】
ところで、結像光学系３２３の光軸８０３が、スクリーン１の表面１１に対して略直交する構成では、移動方向Ｘ（図１２参照）に対しては、結像光学系３２３の光軸８０３が傾斜することになる。そのため、スクリーン１と移動方向Ｘに並ぶ投影部４（図３参照）に対しては、スクリーン１を透過した光の伝搬効率が低下することが考えられる。つまり、結像光学系３２３の光軸８０３に沿ってスクリーン１を透過した光の大部分は、投影部４には入射しないこととなり、投影部４への入射光量が低下して、例えば、虚像３００において輝度不足又は輝度むらが生じる可能性がある。そこで、本実施形態に係る表示装置１０では、スクリーン１に下記構成を採用することにより、スクリーン１を透過した光の、投影部４に対する伝搬効率の低下を抑制する。
【０１２２】
すなわち、本実施形態では、図１４に示すように、スクリーン１は、投影部４（図３参照）への入射光が移動方向Ｘに沿うように、表示面（表面１１）に入射する光、又は表示面（表面１１）から出射される光の向きを変更する複数の光学素子９１を更に有する。複数の光学素子９１の各々は、例えば、マイクロプリズムである。
【０１２３】
具体的には、複数の光学素子９１は、三角柱状のマイクロプリズムが表面１１の縦方向に沿って多数配列された状態で一体化された、シート状のマイクロプリズムアレイにて構成される。このような複数の光学素子９１（マイクロプリズムアレイ）が、例えば、図１４に示すように、スクリーン１の表面１１上に配置されることにより、表示面（表面１１）に対しては、移動方向Ｘに沿った光が入射することになる。したがって、スクリーン１を透過した光の大部分は、移動方向Ｘに沿って投影部４に入射することになる。図１４では、複数の光学素子９１を模式的に表しているため、スクリーン１と各光学素子９１との寸法関係等、実際の表示装置１０とは適宜異なる。
【０１２４】
また、本実施形態では、図１５Ａに示すように、スクリーン１は、複数の微小レンズ９２１Ａを含むレンチキュラーレンズ９２Ａを更に有する。レンチキュラーレンズ９２Ａは、例えば、シリンドリカルレンズが表面１１の縦方向に沿って多数配列された状態で一体化された、シート状のレンチキュラーレンズにて構成される。このようなレンチキュラーレンズ９２Ａが、例えば、図１５Ａに示すように、スクリーン１の表面１１上に配置されることにより、表面１１には横方向に直交する面内での光拡散性が付与される。複数の光学素子９１Ａは、例えば、レンチキュラーレンズ９２Ａ上に重ねて配置される。
【０１２５】
ここで、複数の微小レンズ９２１Ａは、縦方向に沿って第１ピッチＰ１で並んで配置されている。一方、複数の光学素子９１Ａは、縦方向に沿って第２ピッチＰ２で並んで配置されている。第２ピッチＰ２は、Ｎを自然数とした場合に、第１ピッチＰ１のＮ倍、又は第１ピッチＰ１のＮ分の１倍で表される。要するに、第２ピッチＰ２は第１ピッチＰ１のＮ（自然数）倍、又は第１ピッチＰ１は第２ピッチＰ２のＮ（自然数）倍である。図１５Ａの例では、第２ピッチＰ２は第１ピッチＰ１と同一、つまり第２ピッチＰ２は第１ピッチＰ１の１倍である。
【０１２６】
さらに、図１５Ｂに示すように、複数の光学素子９１Ｂはレンチキュラーレンズ９２Ｂと一体化されていてもよい。図１５Ｂの例では、複数の微小レンズ９２１Ｂの各々は、光学素子９１Ｂの斜面上に一体に形成されている。
【０１２７】
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置１０では、結像光学系３２３の光軸８０３は、表示面（表面１１）の法線方向に沿う直線である。この表示装置１０によれば、照射部３が表示面（表面１１）の全域を走査する場合における焦点位置Ｐｆ１の軌跡は、表示面である表面１１に沿うことになる。したがって、結像光学系３２３の焦点位置Ｐｆ１の軌跡を、スクリーン１が第１位置Ｐｏ１にあるときの表示面と、スクリーン１が第２位置Ｐｏ２にあるときの表示面との間に収めながらも、スクリーン１の移動範囲を更に狭めることが可能である。そのため、スクリーン１の移動に伴う、スクリーン１の表面１１上の輝点の大きさのばらつきが、より一層抑制される。その結果、表示装置１０においては、照射部３からの光によりスクリーン１に形成される画像７００の解像度を向上でき、虚像３００の解像度を向上できる、という利点がある。
【０１２８】
また、本実施形態のように、スクリーン１は、投影部４への入射光が移動方向Ｘに沿うように、表示面（表面１１）に入射する光、又は表示面（表面１１）から出射される光の向きを変更する複数の光学素子９１（９１Ａ，９１Ｂ）を更に有することが好ましい。この構成によれば、スクリーン１を透過した光の、投影部４に対する伝搬効率の低下を抑制することができる。したがって、投影部４への入射光量の低下に起因した、虚像３００における輝度不足又は輝度むらの発生を低減できる。ただし、この構成は表示装置１０に必須の構成ではなく、複数の光学素子９１（９１Ａ，９１Ｂ）は適宜省略されてもよい。
【０１２９】
また、本実施形態のように、スクリーン１は、複数の微小レンズ９２１Ａ（又は９２１Ｂ）を含むレンチキュラーレンズ９２Ａ（又は９２Ｂ）を更に有することが好ましい。この場合、複数の微小レンズ９２１Ａ（又は９２１Ｂ）は、表示面（表面１１）において基準面５０３に対して傾斜した縦方向に沿って第１ピッチＰ１で並んで配置されている。複数の光学素子９１（９１Ａ，９１Ｂ）は、縦方向に沿って第２ピッチＰ２で並んで配置されている。第２ピッチＰ２は、Ｎを自然数とした場合に、第１ピッチＰ１のＮ倍、又は第１ピッチＰ１のＮ分の１倍で表される。この構成によれば、複数の光学素子９１（９１Ａ，９１Ｂ）とレンチキュラーレンズ９２Ａ（又は９２Ｂ）との干渉に起因した、虚像３００における輝度不足又は輝度むらの発生を低減できる。ただし、この構成は表示装置１０に必須の構成ではなく、レンチキュラーレンズ９２Ａ（又は９２Ｂ）は適宜省略されてもよい。
【０１３０】
実施形態４の変形例として、図１６に示すように、照射部３Ｃにおける走査部３２Ｃの構成が、実施形態４の走査部３２Ｂの構成とは異なっていてもよい。本変形例では、結像光学系３２３は、図１６に示すように、テレセントリックレンズを構成する共軸光学系のレンズ群８Ｃを有している。図１６の例では、レンズ群８Ｃは、凸メニスカスレンズからなる第１レンズ８１Ｃと、凸メニスカスレンズからなる第２レンズ８２Ｃと、プリズム８３Ｃとを含んでいる。プリズム８３Ｃは、第２レンズ８２Ｃから入射した光の向きを表示面（表面１１）の法線方向に変更する。つまり、結像光学系３２３の光軸８０３（プリズム８３Ｃの光軸）は、表示面（表面１１）の法線方向に沿う直線である。すなわち、結像光学系３２３の光軸８０３は、スクリーン１の表面１１に対して略直交する。
【０１３１】
また、複数の光学素子９１（９１Ａ，９１Ｂ）のピッチ（第２ピッチＰ２）は、複数の微小レンズ９２１Ａ（又は９２１Ｂ）のピッチ（第１ピッチＰ１）のＮ倍、又はＮ分の１倍に限らない。さらに、複数の光学素子９１（９１Ａ，９１Ｂ）は、縦方向において等ピッチで配置される構成に限らず、縦方向に不均一に配置されていてもよい。
【０１３２】
実施形態４に係る表示装置１０の構成（変形例を含む）は、実施形態２（変形例を含む）の構成と適宜組み合わせ可能である。
【０１３３】
（実施形態５）
本実施形態に係る表示装置１０は、スクリーン１を移動させるための駆動部２の制御内容が、実施形態１に係る表示装置１０とは相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１３４】
本実施形態では、制御部５は、移動方向Ｘにおけるスクリーン１の急激な加速及び減速を抑制するように、駆動部２を制御する。具体的には、制御部５は、スクリーン１が停止している状態とスクリーン１が移動している状態との切替時、及びスクリーン１が移動する向きの切替時において、スクリーン１に加わる加速度を規定値以下に抑えるように、駆動部２の制御パターンを規定する。
【０１３５】
図１７は、第２画像７０２を描画する期間Ｔ２１（図１０Ａ参照）及びその前後の期間について、移動方向Ｘにおけるスクリーン１の位置、及び駆動部２の駆動電流（消費電力と同じ）の時間変化を示すグラフである。図１７では、横軸を時間軸とし、上段にスクリーン１の位置、下段に駆動電流を示している。
【０１３６】
実施形態１の構成では、図１７に「Ｇ２」（破線）で示すように、基準位置Ｐｓ１に静止しているスクリーン１が期間Ｔ２１の始点にて急に規定速度での移動を開始し、さらに、期間Ｔ２１の終点にてスクリーン１の移動の向きが急に切り替わる。また、スクリーン１が基準位置Ｐｓ１に復帰するとスクリーン１が急に停止する。そのため、駆動部２を流れる駆動電流においては、図１７に「Ｉ２」（破線）で示すように、期間Ｔ２１の始点、終点、及びスクリーン１が停止するタイミングにおいてパルス状の高周波成分が発生することがある。
【０１３７】
これに対して、本実施形態の構成では、スクリーン１の移動速度が連続的に変化するように、図１７に「Ｇ１」（実線）で示すように、期間Ｔ２１の前後の期間を利用して、スクリーン１の急激な加速及び減速を抑制する。すなわち、制御部５は、駆動部２に流す駆動電流が、図１７に「Ｉ１」（実線）で示すような滑らかな波形となるように、期間Ｔ２１の前後の期間を通じて駆動部２を制御する。これにより、期間Ｔ２１におけるスクリーン１の移動速度を規定速度に維持しながらも、スクリーン１に加わる加速度を規定値以下に抑えることができる。また、スクリーン１が基準位置Ｐｓ１に復帰する際にも、スクリーン１を徐々に減速することにより、スクリーン１の急停止が回避可能である。
【０１３８】
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置１０によれば、スクリーン１に加わる加速度を規定値以下に抑えることができ、その結果、駆動部２の駆動電流においてはパルス状の高周波成分の発生が抑制される。これにより、スクリーン１及び駆動部２に加わる衝撃を緩和でき、また、高周波成分に起因した騒音の発生を抑制できる、という利点がある。
【０１３９】
実施形態５で説明した駆動部２の制御内容は一例に過ぎず、例えば、制御部５は、移動方向Ｘにおけるスクリーン１の位置が時系列に沿って正弦波状に変化するように、駆動部２を制御してもよい。
【０１４０】
実施形態５に係る表示装置１０の構成（変形例を含む）は、実施形態１（変形例を含む）、実施形態２（変形例を含む）、実施形態３（変形例を含む）、及び実施形態４（変形例を含む）の構成と適宜組み合わせ可能である。
【０１４１】
上記各実施形態で示した図面は、表示装置１０の一例を説明するための概念図に過ぎず、実際の表示装置１０とは、各部の形状、サイズ、及び位置関係等が適宜異なる。
【符号の説明】
【０１４２】
１  スクリーン
１１  表面（表示面）
２  駆動部
３  照射部
４  投影部
５  制御部
８  偏心光学系
８Ａ  フォーカシングレンズ群（フォーカシングレンズ）
９１，９１Ａ，９１Ｂ  光学素子
９２Ａ，９２Ｂ  レンチキュラーレンズ
９２１Ａ，９２１Ｂ  微小レンズ
１００  自動車（移動体）
１０１  ウインドシールド（反射部材）
３００  虚像
３０１  第１虚像
３０２  第２虚像
５００  光軸
５０１  第１仮想面
５０２  第２仮想面
５０３  基準面
５０４  像面
７００  画像
８０３  結像光学系の光軸
Ｐ１  第１ピッチ
Ｐ２  第２ピッチ
Ｐｆ１  焦点位置
Ｐｏ１  第１位置
Ｐｏ２  第２位置
Ｘ１−Ｘ２（Ｘ）  移動方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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