(57)【要約】【課題】外光によってユーザーに視認される画像の視認性が低下するのを抑制することを課題とする。【解決手段】画像形成部材１５上に形成される画像を投写光学系５１１によって投写する画像投写装置であって、前記画像形成部材の画像光出射面は、前記投写光学系へ入射する外光Ｌ’が該画像形成部材の画像光出射面に入射したときに該画像光出射面で反射した外光の光軸に沿って進む光束がユーザーの視点領域４０２ａから外れるように、画像光の光軸Ｌ０に対して傾斜して配置されていることを特徴とする。【選択図】図１３
2019164230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部材上に形成される画像を投写光学系によって投写する画像投写装置であって、
前記画像形成部材の画像光出射面は、前記投写光学系へ入射する外光が該画像形成部材の画像光出射面に入射したときに該画像光出射面で反射した外光の光軸に沿って進む光束がユーザーの視点領域から外れるように、画像光の光軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とする画像投写装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像投写装置において、
前記画像形成部材の画像光出射面は、特定空間周波数におけるＭＴＦ（Modulation Transfer Function）値が７５％以上である範囲となるように、前記画像光の光軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とする画像投写装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像投写装置において、
前記画像光の光軸に対して直交する面と前記画像光出射面とのなす角は、３°以上１７°以下の範囲内であることを特徴とする画像投写装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像投写装置において、
前記画像形成部材は、入射する画像光を拡散させるマイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイを前記画像光出射面側に有することを特徴とする画像投写装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像投写装置において、
前記画像形成部材は、入射する画像光を拡散させるマイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイを該画像形成部材の画像光入射面側に有することを特徴とする画像投写装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像投写装置において、
前記画像形成部材は、前記画像光出射面が凸状湾曲面形状であることを特徴とする画像投写装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像投写装置において、
前記画像形成部材は、該画像形成部材の画像光入射面が凹状湾曲面形状であることを特徴とする画像投写装置。
【請求項８】
請求項６に記載の画像投写装置において、
前記画像形成部材は、該画像形成部材の画像光入射面が凸状湾曲面形状であることを特徴とする画像投写装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の画像投写装置において、
前記画像形成部材は、前記画像光出射面が自由曲面形状であることを特徴とする画像投写装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像投写装置を備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投写装置及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成部材上に形成される画像を投写光学系によって投写する画像投写装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、画像を形成する液晶ディスプレイ等の表示デバイス（画像形成部材）の画像光出射面から出射される画像光を、シリンドリカルレンズを介して車両のウィンドシールドに向けて射出するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置（画像投写装置）が開示されている。このＨＵＤ装置は、ウィンドシールドから投写光学系を構成するシリンドリカルレンズに向けて入射する外光（太陽光等）が当該シリンドリカルレンズの光出射面で反射したときに、反射した外光が車両の運転者（ユーザー）の視点領域（いわゆるアイレンジ）の領域から外れるように、画像光の光軸に対してシリンドリカルレンズが傾斜するように配置されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、太陽光などの外光は、シリンドリカルレンズ等の投写光学系を通過して画像形成部材まで到達する場合がある。この場合、外光が画像形成部材の画像光出射面で反射し、反射した外光が画像光の光路内を進んでユーザーの視点領域へ向かい、ユーザーに視認される画像の視認性を低下させるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、画像形成部材上に形成される画像を投写光学系によって投写する画像投写装置であって、前記画像形成部材の画像光出射面は、前記投写光学系へ入射する外光が該画像形成部材の画像光出射面に入射したときに該画像光出射面で反射した外光の光軸に沿って進む光束がユーザーの視点領域から外れるように、画像光の光軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、外光によってユーザーに視認される画像の視認性が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態における画像表示装置の一例を示す概略図。
【図２】同画像表示装置の一例のハードウェア構成図。
【図３】同画像表示装置の制御装置の一例の機能ブロック図。
【図４】同画像表示装置に係る処理の一例のフローチャート。
【図５】同画像表示装置の光偏向器の一例を＋Ｚ方向から見たときの平面図。
【図６】図５に示す光偏向器のＰ−Ｐ’断面図。
【図７】図５に示す光偏向器のＱ−Ｑ’断面図。
【図８】光偏向器の第二駆動部の変形を模式的に表した模式図。
【図９】（ａ）は、光偏向器の圧電駆動部群Ａに印加される駆動電圧Ａの波形の一例を示すグラフ図。（ｂ）は、光偏向器の圧電駆動部群Ｂに印加される駆動電圧Ｂの波形の一例を示すグラフ図。（ｃ）は、（ａ）の駆動電圧の波形と（ｂ）の駆動電圧の波形を重ね合わせた一例を示すグラフ図。
【図１０】同画像表示装置による光走査を説明する図。
【図１１】同画像表示装置を適用したヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の一例の概略図。
【図１２】同ヘッドアップディスプレイ装置の一例の概略図。
【図１３】太陽光等の外光がフロントガラスから投写ミラーを介してスクリーン部材まで入射してくるときの光路を示す説明図。
【図１４】スクリーン部材の画像光出射面から出射する画像光の光軸に沿って進む光束がアイレンジの中心位置へ到達するまでの光路長の説明図。
【図１５】解像特性の指標値となるＭＴＦ値と、画像光の光軸に対するスクリーン部材の画像光出射面の傾斜角との関係性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
まず、図面を参照して、本実施形態に係る画像投写装置について説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態における画像投写装置に備わった画像表示装置の一例を示す概略図である。
図１に示すように、画像表示装置１０は、制御装置１１の制御に従って光源装置１２から照射された光を光走査部材としての光偏向器１３が有する反射面１４により偏向して画像形成部材としてのスクリーン部材１５を光走査して画像（中間画像）を形成する。光偏向器１３により光走査可能な領域である走査可能領域１６は、有効走査領域１７を含む。
【００１０】
画像表示装置１０は、制御装置１１、光源装置１２、光偏向器１３、第一受光器１８、第二受光器１９により構成される。
【００１１】
制御装置１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を備えた電子回路ユニットである。光源装置１２は、例えばレーザ光を照射するレーザ装置である。光偏向器１３は、例えば反射面１４を有し、反射面１４を可動可能なＭＥＭＳ（Micro Electromechanical Systems）デバイスである。スクリーン部材１５は、例えば光拡散部材であり、具体的には、マイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイである。なお、スクリーン部材１５は、光拡散板など他の部材であってもよく、また必ずしも光拡散部材である必要はない。第一受光器１８及び第二受光器１９は、例えば光を受光して受光信号を出力するＰＤ（Photo Diode）である。
【００１２】
制御装置１１は、外部装置等から取得した光走査情報（画像情報）に基づいて光源装置１２及び光偏向器１３の制御信号を生成し、制御信号に基づいて光源装置１２及び光偏向器１３に駆動信号を出力する。また、光源装置１２から出力される信号、光偏向器１３から出力される信号、第一受光器１８から出力される第一受光信号、第二受光器１９から出力される第二受光信号に基づいて、光源装置１２と光偏向器１３の同期や制御信号の生成を行う。
【００１３】
光源装置１２は、制御装置１１から入力された駆動信号に基づいて光源の照射を行う。
【００１４】
光偏向器１３は、制御装置１１から入力された駆動信号に基づいて反射面１４を一軸方向（一次元方向）又は二軸方向（二次元方向）の少なくともいずれかに可動させ、光源装置１２からの光を偏向する。なお、駆動信号は、所定の駆動周波数を有する信号である。光偏向器１３は、所定の固有振動数（共振周波数とも呼ぶ。）を有している。
【００１５】
これにより、例えば、光走査情報（画像情報）に基づいた制御装置１１の制御によって、光偏向器１３の反射面１４を所定の範囲で２軸方向に往復可動させ、反射面１４に入射する光源装置１２からの照射光を偏向して光走査することにより、スクリーン部材１５に任意の中間画像を形成（投影）することができる。
【００１６】
本実施形態では、画像表示方式が、スクリーン部材を光走査して画像を形成する光走査方式であるが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や蛍光表示管（ＶＦＤ）等の画像形成部材を利用した方式であってもよい。
【００１７】
なお、光偏向器１３の詳細及び制御装置１１による制御の詳細については後述する。
【００１８】
次に、図２を参照して、画像表示装置の一例のハードウェア構成について説明する。
図２は、画像表示装置の一例のハードウェア構成図である。
図２に示すように、画像表示装置１０は、制御装置１１、光源装置１２、光偏向器１３、第一受光器１８、第二受光器１９を備え、それぞれが電気的に接続されている。その中でも制御装置１１の詳細について以下に説明する。
【００１９】
制御装置１１は、ＣＰＵ２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＦＰＧＡ２３、外部Ｉ／Ｆ２４、光源装置ドライバ２５、光偏向器ドライバ２６を備えている。
【００２０】
ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２２等の記憶装置からプログラムやデータをＲＡＭ２１上に読み出し、処理を実行して、制御装置１１の全体の制御や機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ２１は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の記憶装置である。
【００２１】
ＲＯＭ２２は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ２０が画像表示装置１０の各機能を制御するために実行する処理用プログラムやデータを記憶している。
【００２２】
ＦＰＧＡ２３は、ＣＰＵ２０の処理に従って、光源装置ドライバ２５及び光偏向器ドライバ２６に適した制御信号を出力する回路である。また、光源装置ドライバ２５及び光偏向器ドライバ２６を介して光源装置１２及び光偏向器１３の出力信号を取得し、さらに第一受光器１８及び第二受光器１９から受光信号を取得し、出力信号及び受光信号に基づいて制御信号を生成する。
【００２３】
外部Ｉ／Ｆ２４は、例えば外部装置やネットワーク等とのインタフェースである。外部装置には、例えば、ＰＣ（Personal Computer）等の上位装置、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等の記憶装置が含まれる。また、ネットワークは、例えば自動車のＣＡＮ(Controller Area Network)やＬＡＮ（Local Area Network）、車車間通信、インターネット等である。外部Ｉ／Ｆ２４は、外部装置との接続又は通信を可能にする構成であればよく、外部装置ごとに外部Ｉ／Ｆ２４が用意されてもよい。
【００２４】
光源装置ドライバ２５は、入力された制御信号に従って光源装置１２に駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。
【００２５】
光偏向器ドライバ２６は、入力された制御信号に従って光偏向器１３に駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。
【００２６】
制御装置１１において、ＣＰＵ２０は、外部Ｉ／Ｆ２４を介して外部装置やネットワークから光走査情報を取得する。なお、ＣＰＵ２０が光走査情報を取得することができる構成であればよく、制御装置１１内のＲＯＭ２２やＦＰＧＡ２３に光走査情報を格納する構成としてもよいし、制御装置１１内に新たにＳＳＤ等の記憶装置を設けて、その記憶装置に光走査情報を格納する構成としてもよい。
【００２７】
ここで、光走査情報とは、光源装置１２と光偏向器１３によりスクリーン部材１５にどのように光走査させるかを示した情報であり、具体的には、例えば、光走査により中間画像を表示する場合の画像データである。
【００２８】
次に、図３を参照して、画像表示装置１０の制御装置１１の機能構成について説明する。
図３は、画像表示装置の制御装置の一例の機能ブロック図である。
本実施形態に係る制御装置１１は、ＣＰＵ２０の命令及び図２に示したハードウェア構成によって、次に説明する機能構成を実現することができる。
【００２９】
図３に示すように、制御装置１１は、機能として制御部３０と駆動信号出力部３１とを有する。制御部３０は、例えばＣＰＵ２０、ＦＰＧＡ２３等により実現される制御手段であり、光走査情報や各デバイスからの信号を取得し、それらに基づいて制御信号を生成して駆動信号出力部３１に出力する。
【００３０】
例えば、制御部３０は、外部装置等から画像データを光走査情報として取得し、所定の処理により画像データから制御信号を生成して駆動信号出力部３１に出力する。また、制御部３０は、駆動信号出力部３１を介して光源装置１２、光偏向器１３の各出力信号を取得し、各出力信号に基づいて制御信号を生成する。さらに、制御部３０は、第一受光器１８及び第二受光器１９の各受光信号を取得し、各受光信号に基づいて制御信号を生成する。
【００３１】
駆動信号出力部３１は、光源装置ドライバ２５、光偏向器ドライバ２６等により実現され、入力された制御信号に基づいて光源装置１２又は光偏向器１３に駆動信号を出力する。駆動信号出力部３１は例えば駆動電圧を光源装置１２又は光偏向器１３に印加する印加手段として機能する。駆動信号出力部３１は、駆動信号を出力する対象ごとに設けられてもよい。
【００３２】
なお、駆動信号は、光源装置１２又は光偏向器１３の駆動を制御するための信号である。例えば、光源装置１２においては、光源の照射タイミング及び照射強度を制御する駆動電圧である。また、例えば、光偏向器１３においては、光偏向器１３の有する反射面１４を可動させるタイミング及び可動範囲を制御する駆動電圧である。
【００３３】
次に、図４を参照して、画像表示装置１０がスクリーン部材１５を光走査する処理について説明する。
図４は、画像表示装置に係る処理の一例のフローチャートである。
ステップＳ１１において、制御部３０は、外部装置等から光走査情報を取得する。また、制御部３０は、駆動信号出力部３１を介して光源装置１２、光偏向器１３の各出力信号をそれぞれ取得し、第一受光器１８及び第二受光器１９の各受光信号をそれぞれ取得する。
【００３４】
ステップＳ１２において、制御部３０は、取得した光走査情報、各出力信号、各受光信号から制御信号を生成し、制御信号を駆動信号出力部３１に出力する。このとき、起動時は各出力信号、各受光信号を取得できない場合があるため、起動時は別ステップにより所定動作を行ってもよい。
【００３５】
ステップＳ１３において、駆動信号出力部３１は、入力された制御信号に基づいて駆動信号を光源装置１２及び光偏向器１３に出力する。
【００３６】
ステップＳ１４において、光源装置１２は、入力された駆動信号に基づいて光照射を行う。また、光偏向器１３は、入力された駆動信号に基づいて反射面１４の可動を行う。光源装置１２及び光偏向器１３の駆動により、任意の方向に光が偏向され、光走査される。
【００３７】
なお、本実施形態の画像表示装置１０では、１つの制御装置１１が光源装置１２及び光偏向器１３を制御する装置及び機能を有しているが、光源装置用の制御装置と光偏向器用の制御装置を別体に設けてもよい。
【００３８】
また、本実施形態の画像表示装置１０では、一つの制御装置１１に光源装置１２及び光偏向器１３の制御部３０の機能及び駆動信号出力部３１の機能を設けているが、これらの機能は別体として存在していてもよく、例えば制御部３０を有した制御装置１１とは別に駆動信号出力部３１を有した駆動信号出力装置を設ける構成としてもよい。
【００３９】
次に、図５〜図７を参照して、光偏向器について詳細に説明する。
図５は、２軸方向に光偏向可能な両持ちタイプの光偏向器の平面図である。
図６は、図５のＰ−Ｐ’断面図である。
図７は図５のＱ−Ｑ’断面図である。
【００４０】
図５に示すように、光偏向器１３は、入射した光を反射するミラー部１０１と、ミラー部に接続され、ミラー部をＹ軸に平行な第一軸周りに駆動する第一駆動部１１０ａ，１１０ｂと、ミラー部及び第一駆動部を支持する第一支持部１２０と、第一支持部に接続され、ミラー部及び第一支持部をＸ軸に平行な第二軸周りに駆動する第二駆動部１３０ａ，１３０ｂと、第二駆動部を支持する第二支持部１４０と、第一駆動部及び第二駆動部及び制御装置に電気的に接続される電極接続部１５０と、を有する。
【００４１】
光偏向器１３は、例えば、１枚のＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板上に反射面１４や第一圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂ、第二圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｆ、１３２ａ〜１３２ｆ、電極接続部１５０等を形成した後にエッチング処理等で基板を成形することで、各構成部が一体的に形成されている。なお、前記の各構成部の形成は、ＳＯＩ基板の成形後に行ってもよいし、ＳＯＩ基板の成形中に行ってもよい。
【００４２】
ＳＯＩ基板は、単結晶シリコン（Ｓｉ）からなる第一シリコン層の上に酸化シリコン層１６２が設けられ、その酸化シリコン層１６２の上にさらに単結晶シリコンからなる第二シリコン層が設けられている基板である。以降、第一シリコン層をシリコン支持層１６１、第二シリコン層をシリコン活性層１６３とする。なお、ＳＯＩ基板は、焼結してシリコン活性層１６３の表面に酸化シリコン層１６４を形成した後に使用される。
【００４３】
シリコン活性層１６３は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に対してＺ軸方向への厚みが小さいため、シリコン活性層１６３、又はシリコン活性層１６３と酸化シリコン層１６４で構成された部材は、弾性を有する弾性部としての機能を備える。なお、本実施形態では、シリコン活性層１６３と下部電極２０１の電気的接触を抑制するために酸化シリコン層１６４を設けているが、酸化シリコン層１６４は絶縁性を有する別の材質に置き換えてもよい。
【００４４】
なお、ＳＯＩ基板は、必ず平面状である必要はなく、曲率等を有していてもよい。また、エッチング処理等により一体的に成形でき、部分的に弾性を持たせることができる基板であれば光偏向器１３の形成に用いられる部材はＳＯＩ基板に限られない。
【００４５】
ミラー部１０１は、例えば、円形状のミラー部基体１０２と、ミラー部基体の＋Ｚ側の面上に形成された反射面１４とから構成される。ミラー部基体１０２は、例えば、シリコン活性層１６３と酸化シリコン層１６４から構成される。
【００４６】
反射面１４は、例えば、アルミニウム、金、銀等を含む金属薄膜で構成される。また、ミラー部１０１は、ミラー部基体１０２の−Ｚ側の面にミラー部補強用のリブが形成されていてもよい。
【００４７】
リブは、例えば、シリコン支持層１６１及び酸化シリコン層１６２から構成され、可動によって生じる反射面１４の歪みを抑制することができる。
【００４８】
第一駆動部１１０ａ，１１０ｂは、ミラー部基体１０２に一端が接続し、第一軸方向にそれぞれ延びてミラー部１０１を可動可能に支持する２つのトーションバー１１１ａ，１１１ｂと、一端がトーションバーに接続され、他端が第一支持部の内周部に接続される第一圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂと、から構成される。
【００４９】
図６に示すように、トーションバー１１１ａ，１１１ｂは、シリコン活性層１６３と酸化シリコン層１６４から構成される。また、第一圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂは、弾性部であるシリコン活性層１６３と酸化シリコン層１６４の＋Ｚ側の面上に下部電極２０１、圧電部２０２、上部電極２０３の順に形成されて構成される。
【００５０】
上部電極２０３及び下部電極２０１は、例えば金（Ａｕ）又は白金（Ｐｔ）等から構成される。圧電部２０２は、例えば、圧電材料であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる。
【００５１】
図５に戻り、第一支持部１２０は、例えば、シリコン支持層１６１、酸化シリコン層１６２、シリコン活性層１６３、酸化シリコン層１６４から構成され、ミラー部１０１を囲うように形成された矩形形状の支持体である。
【００５２】
第二駆動部１３０ａ，１３０ｂは、例えば、折り返すように連結された複数の第二圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｆ、１３２ａ〜１３２ｆから構成されており、第二駆動部１３０ａ，１３０ｂの一端は第一支持部１２０の外周部に接続され、他端は第二支持部１４０の内周部に接続されている。このような蛇行状構造をミアンダ構造と呼ぶ。また、第二圧電駆動部のように１つの梁と駆動力を有する部材で構成されている構造を駆動カンチレバーとも呼ぶ。
【００５３】
このとき、第二駆動部１３０ａと第一支持部１２０の接続箇所及び第二駆動部１３０ｂと第一支持部１２０の接続箇所、さらに第二駆動部１３０ａと第二支持部１４０の接続箇所及び第二駆動部１３０ｂと第二支持部１４０の接続箇所は、反射面１４の中心に対して点対称となっている。
【００５４】
図７に示すように、第二駆動部１３０ａ，１３０ｂは、弾性部であるシリコン活性層１６３、酸化シリコン層１６４の＋Ｚ側の面上に下部電極２０１、圧電部２０２、上部電極２０３の順に形成されて構成される。上部電極２０３及び下部電極２０１は、例えば金（Ａｕ）又は白金（Ｐｔ）等から構成される。圧電部２０２は、例えば、圧電材料であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる。
【００５５】
図５に戻り、第二支持部１４０は、例えば、シリコン支持層１６１、酸化シリコン層１６２、シリコン活性層１６３、酸化シリコン層１６４から構成され、ミラー部１０１、第一駆動部１１０ａ，１１０ｂ、第一支持部１２０及び第二駆動部１３０ａ，１３０ｂを囲うように形成された矩形の支持体である。
【００５６】
電極接続部１５０は、例えば、第二支持部１４０の＋Ｚ側の面上に形成され、第一圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂ、第二圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｆの各上部電極２０３及び各下部電極２０１，及び制御装置１１にアルミニウム（Ａｌ）等の電極配線を介して電気的に接続されている。
【００５７】
なお、本実施形態では、圧電部２０２が弾性部であるシリコン活性層１６３、酸化シリコン層１６４の一面（＋Ｚ側の面）のみに形成された場合を一例として説明したが、弾性部の他の面（例えば−Ｚ側の面）に設けても良いし、弾性部の一面及び他面の双方に設けても良い。
【００５８】
また、ミラー部１０１を第一軸周り又は第二軸周りに駆動可能であれば、各構成部の形状は実施形態の形状に限定されない。例えば、トーションバー１１１ａ，１１１ｂや第一圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂが曲率を有した形状を有していてもよい。
【００５９】
さらに、第一駆動部１１０ａ，１１０ｂの上部電極２０３の＋Ｚ側の面上、第一支持部の＋Ｚ側の面上、第二駆動部１３０ａ，１３０ｂの上部電極２０３の＋Ｚ側の面上、第二支持部の＋Ｚ側の面上の少なくともいずれかに酸化シリコン膜からなる絶縁層が形成されていてもよい。このとき、絶縁層の上に電極配線を設け、また、上部電極２０３又は下部電極２０１と電極配線とが接続される接続スポットに、開口部として部分的に絶縁層を除去又は絶縁層を形成しないことにより、第一駆動部１１０ａ，１１０ｂ、第二駆動部１３０ａ，１３０ｂ及び電極配線の設計自由度をあげ、さらに電極同士の接触による短絡を抑制することができる。なお、絶縁層は絶縁性を有する部材であればよく、また、薄膜化等により反射防止材としての機能を備えさせてもよい。
【００６０】
次に、光偏向器の第一駆動部及び第二駆動部を駆動させる制御装置の制御の詳細について説明する。
第一駆動部１１０ａ，１１０ｂ、第二駆動部１３０ａ，１３０ｂが有する圧電部２０２は、分極方向に正又は負の電圧が印加されると印加電圧の電位に比例した変形（例えば、伸縮）が生じ、いわゆる逆圧電効果を発揮する。第一駆動部１１０ａ，１１０ｂ，第二駆動部１３０ａ，１３０ｂは、前記の逆圧電効果を利用してミラー部１０１を可動させる。このとき、ミラー部１０１の反射面１４に入射した光束が偏向される角度を振れ角とよぶ。振れ角は光偏向器１３による偏向度合いを示している。圧電部２０２に電圧を印加していないときの振れ角をゼロとし、その角度よりも偏向角度が大きい場合を正の振れ角、小さい場合を負の振れ角とする。
【００６１】
まず、第一駆動部１１０ａ，１１０ｂを駆動させる制御装置１１の制御について説明する。
第一駆動部１１０ａ，１１０ｂでは、第一圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂが有する圧電部２０２に、上部電極２０３及び下部電極２０１を介して駆動電圧が並列に印加されると、それぞれの圧電部２０２が変形する。この圧電部２０２の変形による作用により、第一圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂが屈曲変形する。
【００６２】
その結果、２つのトーションバー１１１ａ，１１１ｂのねじれを介してミラー部１０１に第一軸周りの駆動力が作用し、ミラー部１０１が第一軸周りに可動する。第一駆動部１１０ａ，１１０ｂに印加される駆動電圧は、制御装置１１によって制御される。
【００６３】
このとき、制御装置１１によって、第一駆動部１１０ａ，１１０ｂが有する第一圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂに所定波形の駆動電圧を並行して印加することで、ミラー部１０１を、第一軸周りに所定の正弦波形の駆動電圧の周期で可動させることができる。さらに、例えば、所定波形電圧の周波数がトーションバー１１１ａ，１１１ｂの共振周波数と同程度である約２０ｋＨｚに設定された場合、トーションバー１１１ａ，１１１ｂのねじれによる共振が生じるのを利用して、ミラー部１０１を約２０ｋＨｚで共振振動させることができる。
【００６４】
次に、図８を参照して、第二駆動部を駆動させる制御装置の制御について説明する。
図８は、光偏向器の第二駆動部１３０ａ，１３０ｂの駆動を模式的に表した模式図である。斜線で表されている領域がミラー部１０１等である。
【００６５】
第二駆動部１３０ａが有する複数の第二圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｆのうち、最もミラー部に距離が近い第二圧電駆動部１３１ａから数えて偶数番目の第二圧電駆動部、すなわち第二圧電駆動部１３１ｂ，１３１ｄ，１３１ｆを圧電駆動部群Ａ（第一アクチュエータとも呼ぶ。）とする。
【００６６】
また、さらに第二駆動部１３０ｂが有する複数の第二圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｆのうち、最もミラー部に距離が近い第二圧電駆動部１３２ａから数えて奇数番目の第二圧電駆動部、すなわち第二圧電駆動部１３２ａ，１３２ｃ，１３２ｅを同様に圧電駆動部群Ａとする。圧電駆動部群Ａは、駆動電圧が並行に印加されると、図８（ａ）に示すように、圧電駆動部群Ａが同一方向に屈曲変形し、正の振れ角となるようにミラー部１０１が第二軸周りに可動する。
【００６７】
また、第二駆動部１３０ａが有する複数の第二圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｆのうち、最もミラー部に距離が近い第二圧電駆動部１３１ａから数えて奇数番目の第二圧電駆動部、すなわち第二圧電駆動部１３１ａ，１３１ｃ，１３１ｅを圧電駆動部群Ｂ（第二アクチュエータとも呼ぶ。）とする。
【００６８】
また、さらに第二駆動部１３０ｂが有する複数の第二圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｆのうち、最もミラー部に距離が近い第二圧電駆動部１３２ａから数えて偶数番目の第二圧電駆動部、すなわち第二圧電駆動部１３２ｂ，１３２ｄ，１３２ｆを同様に圧電駆動部群Ｂとする。圧電駆動部群Ｂは、駆動電圧が並行に印加されると、図８（ｃ）に示すように、圧電駆動部群Ｂが同一方向に屈曲変形し、負の振れ角となるようにミラー部１０１が第二軸周りに可動する。
【００６９】
また、図８（ｂ）に示すように、電圧が印加されていない、又は、電圧印加による圧電駆動部群Ａによるミラー部１０１の可動量と電圧印加による圧電駆動群Ｂによるミラー部１０１の可動量が釣り合っている時は、振れ角はゼロとなる。
【００７０】
図８（ａ）、（ｃ）に示すように、第二駆動部１３０ａ，１３０ｂでは、圧電駆動部群Ａが有する複数の圧電部２０２又は圧電駆動部群Ｂが有する複数の圧電部２０２を屈曲変形させることにより、屈曲変形による可動量を累積させ、ミラー部１０１の第二軸周りの振れ角を大きくすることができる。また、図８（ａ）〜図８（ｃ）を連続的に繰り返すように第二圧電駆動部に駆動電圧を印加することにより、ミラー部を第二軸周りに駆動させることができる。
【００７１】
第二駆動部１３０ａ，１３０ｂに印加される駆動信号（駆動電圧）は、制御装置１１によって制御される。
図９を参照して、圧電駆動部群Ａに印加される駆動電圧（以下「駆動電圧Ａ」という。）、圧電駆動部群Ｂに印加される駆動電圧（以下「駆動電圧Ｂ」という。）について説明する。また、駆動電圧Ａ（第一駆動電圧）を印加する印加手段を第一印加手段、駆動電圧Ｂ（第二駆動電圧）を印加する印加手段を第二印加手段とする。
【００７２】
図９（ａ）は、光偏向器の圧電駆動部群Ａに印加される駆動電圧Ａの波形の一例である。図９（ｂ）は、光偏向器の圧電駆動部群Ｂに印加される駆動電圧Ｂの波形の一例である。図９（ｃ）は、駆動電圧Ａの波形と駆動電圧Ｂの波形を重ね合わせた図である。
【００７３】
図９（ａ）に示すように、圧電駆動部群Ａに印加される駆動電圧Ａの波形は、例えば、ノコギリ波状の波形であり、周波数は、例えば６０Ｈｚである。また、駆動電圧Ａの波形は、電圧値が極小値から次の極大値まで増加していく立ち上がり期間の時間幅をＴｒＡ、電圧値が極大値から次の極小値まで減少していく立ち下がり期間の時間幅をＴｆＡとしたとき、例えば、ＴｒＡ：ＴｆＡ＝８．５：１．５となる比率があらかじめ設定されている。このとき、一周期に対するＴｒＡの比率を駆動電圧Ａのシンメトリという。
【００７４】
図９（ｂ）に示すように、圧電駆動部群Ｂに印加される駆動電圧Ｂの波形は、例えば、ノコギリ波状の波形であり、周波数は、例えば６０Ｈｚである。また、駆動電圧Ｂの波形は、電圧値が極小値から次の極大値まで増加していく立ち上がり期間の時間幅をＴｒＢ、電圧値が極大値から次の極小値まで減少していく立ち下がり期間の時間幅をＴｆＢとしたとき、例えば、ＴｆＢ：ＴｒＢ＝８．５：１．５となる比率があらかじめ設定されている。このとき、一周期に対するＴｆＢの比率を駆動電圧Ｂのシンメトリという。
【００７５】
また、図９（ｃ）に示すように、例えば、駆動電圧Ａの波形の周期ＴＡと駆動電圧Ｂの波形の周期ＴＢは、同一となるように設定されている。このとき、駆動電圧Ａと駆動電圧Ｂは位相差ｄを有している。
【００７６】
なお、駆動電圧Ａ及び駆動電圧Ｂのノコギリ波状の波形は、例えば、正弦波の重ね合わせによって生成される。また、駆動電圧Ａ及び駆動電圧Ｂの周波数（駆動周波数ｆｓ）は、光偏向器１３の最低次の固有振動数（ｆ（１））の半整数倍であることが望ましい。例えば、ｆｓをｆ（１）の１／５．５倍、１／６．５倍、１／７．５倍のいずれかにするのが望ましい。これにより、半整数倍にすることで駆動周波数の高調波成分による振動を抑制できる。このような光走査にとって悪影響をおよぼす振動を不要振動とよぶ。
【００７７】
また、本実施形態では、駆動電圧Ａ，Ｂとしてノコギリ波状の波形の駆動電圧を用いているが、これに限らず、ノコギリ波状の波形の頂点を丸くした波形の駆動電圧や、ノコギリ波状の波形の直線領域を曲線とした波形の駆動電圧など、光偏向器のデバイス特性に応じて波形を変えることも可能である。この場合、シンメトリは、一周期に対する立ち上がり時間の比率、又は一周期に対する立ち下がり時間の比率となる。このとき、立ち上がり時間、立ち下がり時間のどちらを基準にするかは、任意に設定してもよい。
【００７８】
図１０を参照して、画像表示装置１０による光走査方式について説明する。
図１０は、画像表示装置における光走査を説明する図である。
画像表示装置１０は、光源装置１２からの光を光偏向器１３によって２方向に光を偏向し、図１０に示すようにスクリーン部材１５上の有効走査領域１７を含む走査可能領域１６を光走査する。上述したように、２方向のうち、１方向（以下「Ｘ軸方向」という。）には正弦波駆動信号によって光偏向器の反射面を共振による高速駆動を用いて光走査し、もう１方向（以下「Ｙ軸方向」という。）にはノコギリ波状駆動信号によって光偏向器の反射面を非共振による低速駆動を用いて光走査する。このような２方向の光走査によりジグザグに光走査する駆動方式はラスタースキャン方式ともよばれる。
【００７９】
前記駆動方式においては、有効走査領域１７ではＹ軸方向は一定の速度で光走査できることが望ましい。これは、Ｙ軸方向の走査速度が一定でないと、例えば光走査による画像投写を行う際に、投写画像の輝度ムラや揺らぎ等が生じ、投写画像の劣化を招くためである。このようなＹ軸方向の走査速度は、光偏向器１３の反射面１４の第二軸周りの可動速度、すなわち、反射面１４の第二位軸周りの振れ角の時間変化を有効走査領域１７において一定にすることが求められる。
【００８０】
次に、図１１及び図１２を参照して、本実施形態の画像表示装置１０を説明するとともに、この画像表示装置１０を適用した画像投写装置について詳細に説明する。
図１１は、画像投写装置の一例であるヘッドアップディスプレイ装置５００を搭載した移動体としての車両である自動車４００の実施形態に係る概略図である。
図１２はヘッドアップディスプレイ装置５００の一例の概略図である。
【００８１】
図１１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置５００は、例えば、自動車４００のウインドシールド（フロントガラス４０１等）の付近に設置される。ヘッドアップディスプレイ装置５００から発せられる投写光（画像光）Ｌがフロントガラス４０１で反射され、ユーザーである観察者（運転者４０２）に向かう。これにより、運転者４０２は、ヘッドアップディスプレイ装置５００によって投写された画像等を虚像として視認することができる。なお、ウインドシールドの内壁面にコンバイナを設置し、コンバイナによって反射する画像光によってユーザーに虚像を視認させる構成にしてもよい。
【００８２】
図１２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置５００は、赤色、緑色、青色のレーザ光源５０１Ｒ，５０１Ｇ，５０１Ｂからレーザ光が出射される。出射されたレーザ光は、各レーザ光源に対して設けられるコリメータレンズ５０２，５０３，５０４と、２つのダイクロイックミラー５０５，５０６と、光量調整部５０７と、から構成される入射光学系を経た後、反射面１４を有する光偏向器１３にて偏向される。そして、偏向されたレーザ光は、平面ミラー５０９を経てスクリーン部材１５に結像されて中間画像を形成する。中間画像を形成するレーザ光は、スクリーン部材１５を透過して、投写ミラー５１１から構成される投写光学系により投写される。スクリーン部材１５には、第一受光器１８、第二受光器１９が設けられており、各受光信号を用いて画像表示装置１０の調整が行われる。
【００８３】
なお、前記ヘッドアップディスプレイ装置５００では、レーザ光源５０１Ｒ，５０１Ｇ，５０１Ｂ、コリメータレンズ５０２，５０３，５０４、ダイクロイックミラー５０５，５０６は、光源ユニット５３０として光学ハウジングによってユニット化されている。
【００８４】
本実施形態の画像表示装置は、光源ユニット５３０、光偏向器１３、制御装置１１、平面ミラー５０９及びスクリーン部材１５にて構成されている。
【００８５】
前記ヘッドアップディスプレイ装置５００は、スクリーン部材１５に表示される中間画像を自動車４００のフロントガラス４０１に投写することで、その中間画像を運転者４０２に虚像として視認させる。
【００８６】
レーザ光源５０１Ｒ，５０１Ｇ，５０１Ｂから発せられる各色レーザ光は、それぞれ、コリメータレンズ５０２，５０３，５０４で略平行光とされ、２つのダイクロイックミラー５０５，５０６により合成される。合成されたレーザ光は、光量調整部５０７で光量が調整された後、反射面１４を有する光偏向器１３によって二次元走査される。光偏向器１３で二次元走査された投写光（画像光）Ｌは、平面ミラー５０９で反射した後、スクリーン部材１５に集光され、中間画像を形成する。
【００８７】
スクリーン部材１５は、マイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイを画像光出射面（図１２中左側面）上に備えた構成であり、スクリーン部材１５の画像光入射面（図１２中右側面）に入射してくる画像光Ｌをマイクロレンズ単位で発散させ、拡大する。
【００８８】
光偏向器１３は、反射面１４を２軸方向に往復可動させ、反射面１４に入射する投写光Ｌを二次元走査する。この光偏向器１３の駆動制御は、レーザ光源５０１Ｒ，５０１Ｇ，５０１Ｂの発光タイミングに同期して行われる。
【００８９】
以上、画像投写装置の一例としてのヘッドアップディスプレイ装置５００の説明をしたが、画像投写装置は、画像形成部材上に形成される画像を投写光学系によって投写する装置であればよい。例えば、表示スクリーン上に画像を投写するプロジェクタや、観測者の頭部等に装着する装着部材上に搭載され、装着部材が有する反射透過スクリーンに投写、又は眼球をスクリーンとして画像を投写するヘッドマウントディスプレイ装置等にも、同様に適用することができる。
【００９０】
また、画像投写装置は、車両や装着部材だけでなく、例えば、航空機、船舶、移動式ロボット等の移動体、あるいは、その場から移動せずにマニピュレータ等の駆動対象を操作する作業ロボットなどの非移動体に搭載されてもよい。
【００９１】
次に、本発明の特徴部分である、スクリーン部材１５の配置について説明する。
図１３は、太陽光等の外光Ｌ’がフロントガラス４０１から投写光学系を構成する投写ミラー５１１を介してスクリーン部材１５まで入射してきたときの光路を示す説明図である。
本実施形態においては、太陽光や街灯などによる外光Ｌ’がフロントガラス４０１を透過して、ヘッドアップディスプレイ装置５００の投写ミラー５１１へと入射することがある。このとき、投写ミラー５１１を反射してスクリーン部材１５にまで到達し、スクリーン部材１５の画像光出射面で反射して投写ミラー５１１へと戻ることがある。このようにしてスクリーン部材１５の画像光出射面から投写ミラー５１１へ戻った外光Ｌ’が投写ミラー５１１で反射すると、画像光Ｌと同じような光路でフロントガラス４０１へ向かい、画像光Ｌと同じようにフロントガラス４０１で反射して、ユーザーである観察者（運転者４０２）の視点領域（いわゆるアイレンジ）４０２ａに向かうおそれがある。この場合、画像光による虚像Ｇを視認している運転者４０２の目には、虚像Ｇに重なって外光が入り込み、虚像Ｇの視認性を低下させる。
【００９２】
そこで、本実施形態においては、図１３に示すように、投写ミラー５１１へ入射する外光Ｌ’がスクリーン部材１５の画像光出射面に入射して当該画像光出射面で反射した外光Ｌ’の光軸に沿って進む光束が、投写ミラー５１１で反射してフロントガラス４０１へ向かい、フロントガラス４０１で反射したとしても、アイレンジ４０２ａからは外れるように、スクリーン部材１５の画像光出射面が画像光の光軸Ｌ０に対して傾斜して配置されている。具体的には、スクリーン部材１５の画像光出射面から出射する画像光の光軸Ｌ０に対して直交する面Ｓ１と、スクリーン部材１５の画像光出射面に平行な面Ｓ２とのなす角を傾斜角θと規定するとき、０°＜θ＜９０°の範囲内であって、画像光出射面で反射した外光Ｌ’の光軸に沿って進む光束がアイレンジ４０２ａから外れるように、スクリーン部材１５の画像光出射面が画像光の光軸Ｌ０に対して傾斜して配置されている。
【００９３】
仮に、スクリーン部材１５の画像光出射面が画像光の光軸Ｌ０に対して直交するように配置されている場合、すなわち、傾斜角θがゼロである場合を考える。この場合、例えば、投写ミラー５１１からフロントガラス４０１へ向かう画像光の光軸に沿って、フロントガラス４０１から投写ミラー５１１へ外光Ｌ’が入射したとき、外光Ｌ’は、画像光の光軸Ｌ０に沿ってスクリーン部材１５の画像光出射面に対して垂直に入射することになる。この場合、スクリーン部材１５の画像光出射面で反射した外光Ｌ’は、そのまま画像光の光軸Ｌ０に沿って進み、画像光と同じ光路を辿っていわゆるアイレンジ４０２ａに向かい、画像光による虚像Ｇの視認性を低下させることになる。
【００９４】
これに対し、本実施形態においては、投写ミラー５１１からフロントガラス４０１へ向かう画像光の光軸に沿ってフロントガラス４０１から投写ミラー５１１へ外光Ｌ’が入射したとき、外光Ｌ’は、スクリーン部材１５の画像光出射面に対して斜め方向から入射することになる。そのため、スクリーン部材１５の画像光出射面で反射した外光Ｌ’は、画像光の光軸Ｌ０とは異なる方向へ反射して進み、画像光とは異なる光路を辿る。そして、スクリーン部材１５の画像光出射面で反射した外光Ｌ’は、投写ミラー５１１で反射してフロントガラス４０１へ向かい、フロントガラス４０１で反射したとしても、アイレンジ４０２ａからは外れる。
【００９５】
そして、本実施形態では、投写ミラー５１１へ入射してスクリーン部材１５の画像光出射面で反射した外光Ｌ’の光軸に沿って進む光束が、スクリーン部材１５の画像光出射面で反射した外光Ｌ’の中で最も光量の多い部分であることから、当該光束がアイレンジ４０２ａから外れるようにすることで、アイレンジ４０２ａに向かう外光Ｌ’の光量を抑えることができる。
【００９６】
本実施形態において、スクリーン部材１５の画像光出射面と画像光の光軸Ｌ０との傾斜角を示す傾斜角θの角度範囲は、下記の式（１）によって規定することができる。すなわち、下記の式（１）を満たす範囲で傾斜角θを設定することで、スクリーン部材１５の画像光出射面で反射した外光Ｌ’をアイレンジ４０２ａから外すことができる。
【数１】
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【００９７】
前記式（１）において、「ｌ」は、スクリーン部材１５の画像光出射面から出射する画像光の光軸に沿って進む光束がアイレンジ４０２ａの中心位置へ到達するまでの光路長である。この光路長ｌは、図１４に示すように、スクリーン部材１５の画像光出射面から出射する画像光の光軸に沿って進む光束が、スクリーン部材１５の画像光出射面から投写ミラー５１１までの光路長ｌ１と、投写ミラー５１１からフロントガラス４０１までの光路長ｌ２と、フロントガラス４０１からアイレンジ４０２ａの中心位置までの光路長ｌ３との合計である。
また、前記式（１）において、「Ｙｅｒ」は、スクリーン部材１５の画像光出射面を画像光の光軸Ｌ０に対して傾斜させることにより外光Ｌ’がアイレンジ４０２ａの中心位置から外れる方向におけるアイレンジ４０２ａの長さであり、本実施形態では、アイレンジ４０２ａの鉛直方向長さ、あるいは、虚像Ｇの副走査方向におけるアイレンジ４０２ａの長さである。
【００９８】
ここで、スクリーン部材１５の画像光出射面を画像光の光軸Ｌ０に対して傾斜させると、画像周辺部で焦点位置ずれが生じて、虚像Ｇの解像特性（画像の鮮鋭さ（sharpness）を表す特性）を低下させるおそれがある。そこで、本実施形態において、スクリーン部材１５の画像光出射面と画像光の光軸Ｌ０との傾斜角を示す傾斜角θの角度範囲は、虚像Ｇの解像特性が許容範囲内に収まる範囲内に制限することが好ましい。
【００９９】
図１５は、解像特性の指標値となるＭＴＦ（Modulation Transfer Function）値とスクリーン部材１５の画像光出射面と画像光の光軸Ｌ０との傾斜角を示す傾斜角θとの関係性を示すグラフである。
ＭＴＦ値は、１０ｃｐｄ（cycles／degree）におけるＭＴＦ値であり、解像特性が良いほど１００％に近い値を示すものであり、７５％以上であれば許容範囲の解像特性が得られ、好ましくは８０％以上である。図１５に示すように、本実施形態においては、スクリーン部材１５の画像光出射面を画像光の光軸Ｌ０に対して傾斜させても、その傾斜角θが３°以上１７°以下の範囲内であれば、ＭＴＦ値が７５％以上となり、許容範囲の解像特性が得られる。また、傾斜角θが８°以上１７°以下の範囲内であれば、スクリーン部材１５の画像光出射面を画像光の光軸Ｌ０に対して傾斜させても、ＭＴＦ値が８０％以上となり、良好な解像特性を維持することができる。
【０１００】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明の一適用例を示したものである。本発明は、上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えて具体化することができる。
【０１０１】
例えば、本実施形態において、スクリーン部材１５は、入射する画像光を拡散させるマイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイを画像光出射面側に有する構成であるが、このマイクロレンズアレイを、画像光入射面側に有するものや、画像光入射面側と画像出射面側の両方に有するものであってもよい。ただし、マイクロレンズアレイを画像光出射面側に有する構成であれば、投写ミラー５１１側から入射してくる外光Ｌ’がスクリーン部材１５の画像光出射面で反射するときの反射光を拡散させることができるので、反射した外光Ｌ’のうちアイレンジ４０２ａに到達する光量はより少なくなり、外光による画像視認性の低下を更に抑制することができる。
【０１０２】
また、スクリーン部材１５の画像光出射面を凸状湾曲面形状とすることで、像面湾曲を低減することができる。しかも、投写ミラー５１１側から入射してくる外光Ｌ’がスクリーン部材１５の画像光出射面で反射するときの反射光を拡散させることができるので、反射した外光Ｌ’のうちアイレンジ４０２ａに到達する光量はより少なくなり、外光による画像視認性の低下を更に抑制することができる。特に、シリンドリカルレンズのように主走査方向又は副走査方向のいずれか一方にだけ画像光出射面が湾曲するような構成であれば、像面湾曲が発生しやすい方向に対応するように画像光出射面が湾曲するように構成するのがよい。
【０１０３】
また、スクリーン部材１５の画像光出射面を凸状湾曲面形状とし、かつ、スクリーン部材１５の画像光入射面を凹状湾曲面形状とするトロイダル形状のスクリーン部材１５とすることで、主走査方向及び副走査方向の両方向における像面湾曲を低減することが可能となる。また、スクリーン部材１５の画像光出射面を凸状湾曲面形状とし、かつ、スクリーン部材１５の画像光入射面も凸状湾曲面形状としてもよい。この場合も、主走査方向及び副走査方向の両方向における像面湾曲を低減することが可能となる。
【０１０４】
また、スクリーン部材１５の画像光出射面を自由曲面形状とすることで、虚像Ｇの全体にわたって像面湾曲を低減することが可能となる。
【０１０５】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［第１態様］
第１態様は、画像形成部材（例えばスクリーン部材１５）上に形成される画像（例えば中間画像）を投写光学系（例えば投写ミラー５１１）によって投写する画像投写装置（例えばヘッドアップディスプレイ装置５００）であって、前記画像形成部材の画像光出射面は、前記投写光学系へ入射する外光Ｌ’が該画像形成部材の画像光出射面に入射したときに該画像光出射面で反射した外光の光軸に沿って進む光束がユーザーの視点領域（例えばアイレンジ４０２ａ）から外れるように、画像光の光軸Ｌ０に対して傾斜して配置されていることを特徴とする。
本態様によれば、画像形成部材の画像光出射面を画像光の光軸に対して傾斜するように配置することで、投写光学系へ入射する外光が画像形成部材の画像光出射面まで入射し、その画像光出射面で反射しても、反射した外光の光軸に沿って進む光がユーザーの視点領域から外れる。これにより、投写光学系から画像形成部材へ入射した外光のうち、ユーザーの視点領域に向かう光量を抑えることができる。よって、外光によってユーザーに視認される画像の視認性が低下するのを抑制することができる。なお、ユーザーの視点領域とは、通常、ユーザーの目の位置が分布する予め決められた領域であり、例えば、自動車の運転者のアイレンジ４０２ａなどである。
【０１０６】
［第２態様］
第２態様は、第１態様において、前記画像形成部材の画像光出射面は、特定空間周波数（１０ｃｐｄ）におけるＭＴＦ値が７５％以上である範囲となるように、前記画像光の光軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とする。
これによれば、画像形成部材の画像光出射面を画像光の光軸に対して傾斜するように配置しても、虚像Ｇの解像特性を許容範囲内に収めることができ、ユーザーが視認する画像の鮮鋭さを確保することができる。
【０１０７】
［第３態様］
第３態様は、第１又は第２態様において、前記画像光の光軸に対して直交する面と前記画像光出射面とのなす角（傾斜角θ）は、３°以上１７°以下の範囲内であることを特徴とする。
これによれば、画像形成部材の画像光出射面を画像光の光軸に対して傾斜するように配置しても、この傾斜角θの範囲内であれば、虚像Ｇの解像特性を許容範囲内に収めることができ、ユーザーが視認する画像の鮮鋭さを確保することができる。
【０１０８】
［第４態様］
第４態様は、第１乃至第３態様のいずれかにおいて、前記画像形成部材は、入射する画像光を拡散させるマイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイを前記画像光出射面側に有することを特徴とする。
これによれば、入射してくる外光が画像形成部材の画像光出射面で反射するときの反射光をマイクロレンズによって拡散させることができるので、反射した外光のうちユーザーの視点領域に到達する光量はより少なくなり、外光による画像視認性の低下を更に抑制することができる。
【０１０９】
［第５態様］
第５態様は、第１乃至第４態様のいずれかにおいて、前記画像形成部材は、入射する画像光を拡散させるマイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイを該画像形成部材の画像光入射面側に有することを特徴とする。
これによれば、画像形成部材の画像光出射面から出射される画像光の発散プロファイルが、マイクロレンズアレイを画像形成部材の画像光出射面側に有する場合よりも矩形形状に近くなるため、輝度視差を低減しやすい。
【０１１０】
［第６態様］
第６態様は、第１乃至第５態様のいずれかにおいて、前記画像形成部材は、前記画像光出射面が凸状湾曲面形状であることを特徴とする。
これによれば、像面湾曲を低減することができる。しかも、入射してくる外光が画像形成部材の画像光出射面で反射するときの反射光を拡散させることができるので、反射した外光のうちユーザーの視点領域に到達する光量はより少なくなり、外光による画像視認性の低下を更に抑制することができる。
【０１１１】
［第７態様］
第７態様は、第６態様において、前記画像形成部材は、該画像形成部材の画像光入射面が凹状湾曲面形状であることを特徴とする。
これによれば、主走査方向及び副走査方向の両方向における像面湾曲を低減することが可能となる。
【０１１２】
［第８態様］
第８態様は、第６態様において、前記画像形成部材は、該画像形成部材の画像光入射面が凸状湾曲面形状であることを特徴とする。
これによれば、主走査方向及び副走査方向の両方向における像面湾曲を低減することが可能となる。
【０１１３】
［第９態様］
第９態様は、第６乃至第８態様のいずれかにおいて、前記画像形成部材は、前記画像光出射面が自由曲面形状であることを特徴とする。
これによれば、虚像Ｇの全体にわたって像面湾曲を低減することが可能となる。
【０１１４】
［第１０態様］
第１０態様は、移動体（例えば自動車４００）であって、第１乃至第９態様のいずれかの画像投写装置を備えることを特徴とするものである。
これによれば、外光によってユーザーに視認される画像の視認性が低下するのを抑制された移動体を実現することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０      ：画像表示装置
１１      ：制御装置
１２      ：光源装置
１３      ：光偏向器
１４      ：反射面
１５      ：スクリーン部材
３０      ：制御部
４００    ：自動車
４０１    ：フロントガラス
４０２    ：運転者
４０２ａ  ：アイレンジ
５００    ：ヘッドアップディスプレイ装置
５１１    ：投写ミラー
５３０    ：光源ユニット
Ｇ        ：虚像
Ｌ        ：画像光
Ｌ’      ：外光
Ｌ０      ：画像光の光軸
θ        ：傾斜角
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１６】
【特許文献１】特許第４３２５７２４号公報
【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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