JP6731644B2 - 表示位置補正装置、表示位置補正装置を備える表示装置、及び表示装置を備える移動体 - Google Patents

Description

本発明は、一般に表示位置補正装置、表示位置補正装置を備える表示装置、及び表示装置を備える移動体に関し、より詳細には、対象空間に虚像を投影する表示位置補正装置、表示位置補正装置を備える表示装置、及び表示装置を備える移動体に関する。

従来、車両用の表示装置として、画像形成部（画像表示器）からの情報画像を運転者の視野内に重畳して表示する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）。

特許文献１に記載の表示装置は、画像形成部の表示面より発せられる光を、投影レンズを通してウインドシールド（窓部材）に入射し、ウインドシールドで反射させることで、表示面からの光を反射して運転者に導くように構成されている。特許文献１に記載の表示装置は、車両の振動状態を検出する手段と、投影レンズを駆動する駆動装置とを備え、振動変位の方向に応じて投影レンズを変位させることによって、運転者の視野内での画像（虚像）を重畳する位置を変化させる。これにより、表示装置を搭載した車両の振動による虚像の振動を低減することが、特許文献１に開示されている。

特開平１−２９３２３９号公報

しかし、特許文献１に記載の表示装置では、表示装置に加わる振動（車両の振動）がどのような周波数成分の振動であっても、単一の手段（例えば投影レンズを駆動）により、運転者の視野内で虚像の表示位置を調整することになる。そのため、例えば、路面状況、及び車両の加減速等により、表示装置に様々な振動が加わった場合に、振動の種類によっては、虚像の表示位置の調整だけでは虚像の振動を低減できない可能性がある。一例として、虚像の表示位置を調整する手段が、振幅が比較的小さくかつ比較的高周波の振動に対応している場合には、振幅が比較的大きくかつ比較的低周波の振動については、虚像の振動を低減できないことがある。

本発明は上記事由に鑑みてなされており、表示装置に加わる様々な振動に対応して虚像の表示位置を調整可能な表示位置補正装置、表示位置補正装置を備える表示装置、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。

第１の態様に係る表示位置補正装置は、位置補正部を備える。前記位置補正部は、本体部の姿勢を表す姿勢信号に基づいて、前記本体部に対する相対的な虚像の表示位置を変化させる。前記本体部には、表示面を有し、前記表示面に画像を形成する画像形成部、及び前記画像形成部の出力光により、前記画像に対応する前記虚像を対象空間に投影する投影部が実装されている。前記位置補正部は、互いに異なる手段で前記虚像の前記表示位置を変化させる複数の補正部を有する。前記位置補正部は、前記姿勢信号の周波数成分に応じて、前記複数の補正部の中から、少なくとも１つの補正部を選択し、選択した前記補正部にて前記虚像の前記表示位置を変化させるように構成されている。

第２の態様に係る表示位置補正装置は、第１の態様において、前記複数の補正部は、前記表示面における前記画像の位置を変更することで前記虚像の前記表示位置を変化させる画像補正部を含む。

第３の態様に係る表示位置補正装置は、第２の態様において、前記位置補正部は、所定の下限周波数以上の前記姿勢信号の周波数成分については、少なくとも前記画像補正部を選択するように構成されている。

第４の態様に係る表示位置補正装置は、第１〜３のいずれかの態様において、前記投影部は、前記画像形成部の出力光を反射又は透過することにより前記虚像を前記対象空間に投影する光学素子を有している。前記複数の補正部は、前記光学素子の向き又は位置を変更することで前記虚像の前記表示位置を変化させる素子補正部を含む。

第５の態様に係る表示位置補正装置は、第４の態様において、前記位置補正部は、所定の上限周波数以下の前記姿勢信号の周波数成分については、少なくとも前記素子補正部を選択するように構成されている。

第６の態様に係る表示位置補正装置は、第１〜５のいずれかの態様において、前記複数の補正部は、前記表示面の位置を変更することで前記虚像の前記表示位置を変化させる表示面補正部を含む。

第７の態様に係る表示位置補正装置は、第６の態様において、前記位置補正部は、所定の上限周波数以下の前記姿勢信号の周波数成分については、少なくとも前記表示面補正部を選択するように構成されている。

第８の態様に係る表示位置補正装置は、第１〜７のいずれかの態様において、前記複数の補正部は、第１補正部と、第２補正部と、を含む。前記位置補正部は、第１フィルタ及び第２フィルタを更に有する。前記第１補正部には、前記第１フィルタを通して前記姿勢信号が入力される。前記第２補正部には、前記第２フィルタを通して前記姿勢信号が入力されるように構成されている。

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係る表示位置補正装置と、前記画像形成部及び前記投影部が実装された前記本体部と、を備える。
第１０の態様に係る移動体は、第９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。

本発明は、表示装置に加わる様々な振動に対応して虚像の表示位置を調整可能である、という利点がある。

図１は、実施形態１に係る表示装置の構成を示す概念図である。 図２は、同上の表示装置を備える自動車の概念図である。 図３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４Ａは、基準姿勢にある自動車を側方から見た概略図、図４Ｂは、基準姿勢にある自動車を運転するユーザの視野を示す概念図である。 図５Ａは、後傾姿勢にある自動車を側方から見た概略図、図５Ｂは、後傾姿勢にある自動車を運転するユーザの視野を示す概念図である。 図６Ａは、前傾姿勢にある自動車を側方から見た概略図、図６Ｂは、前傾姿勢にある自動車を運転するユーザの視野を示す概念図である。 図７は、同上の表示装置における第１補正部の動作を示す概念図である。 図８は、同上の表示装置における第２補正部の動作を示す概念図である。 図９は、同上の表示装置における第２補正部の動作を示す概念図である。 図１０は、実施形態２に係る表示装置の構成を示す概念図である。

（実施形態１）
（１）概要
本実施形態に係る表示装置１０は、図１及び図２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。

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２の例では、ウインドシールド１０１の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。

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、図３に示すように、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。

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、例えば、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。この種の第１虚像３０１は、拡張現実（AR：Augmented Reality）技術を用いて表示される画像であって、ユーザ２００から見た現実の風景（路面６００、建物、周辺車両、及び歩行者等）における特定の位置に重畳して表示される。第２虚像３０２は、例えば、車速情報であり、現在の自動車１００の走行速度（車速）を提示すること等が可能である。図３の例では、第１虚像３０１は、一例として、自動車１００の前方の丁字路上に「左折」を指示する矢印を表している。第２虚像３０２は、一例として、「５０ｋｍ／ｈ」という情報を表示している。

表示装置１０では、対象空間４００に形成される虚像３００は、表示装置１０の光軸５００に交差する仮想面５０１上に形成される。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、虚像３００が形成される仮想面５０１は、路面６００に対して略垂直である。例えば、路面６００が水平面である場合には、虚像３００は鉛直面に沿って表示されることになる。

ここにおいて、本実施形態に係る表示装置１０は、画像形成部２と、投影部３と、本体部１と、を備えている。画像形成部２は、表示面２０を有し、表示面２０に画像７００（図７参照）を形成する。投影部３は、画像形成部２の出力光により、画像７００に対応する虚像３００を対象空間４００に投影する。本体部１には、これら画像形成部２及び投影部３が実装される。このような本体部１が自動車１００に搭載された状態では、例えば、路面６００の状況、及び自動車１００の加減速等に起因して、本体部１の姿勢が自動車１００の姿勢と共に変化する。具体的には、例えば、自動車１００が減速等により前傾姿勢になれば本体部１も前傾姿勢となり、自動車１００が加速等により後傾姿勢になれば本体部１も後傾姿勢になる。表示装置１０の本体部１の姿勢が変化すると、この表示装置１０にて投影される虚像３００の対象空間４００内での位置も変化する。そのため、例えば、自動車１００が前傾姿勢又は後傾姿勢になった場合に、第１虚像３０１であれば、ユーザ２００から見た現実の風景において本来重畳すべき特定の位置からずれた位置に重畳して表示されることがある。

そこで、本実施形態に係る表示装置１０は、虚像３００の表示位置を補正するための位置補正部４を、更に有している。位置補正部４は、本体部１の姿勢を表す姿勢信号Ｓｉ１に基づいて、本体部１に対する相対的な虚像３００の表示位置を変化させる。ここで、位置補正部４は、複数（図１の例では２つ）の補正部（４１，４２）を有している。複数の補正部（４１，４２）は、互いに異なる手段で虚像３００の表示位置を変化させる。位置補正部４は、姿勢信号Ｓｉ１の周波数成分に応じて、複数の補正部（４１，４２）の中から、少なくとも１つの補正部を選択し、選択した補正部にて虚像３００の表示位置を変化させる。

これにより、本体部１の姿勢に従って、虚像３００の表示位置が調整される。そのため、例えば、自動車１００が前傾姿勢又は後傾姿勢になったとしても、表示装置１０は、第１虚像３０１であれば、ユーザ２００から見た現実の風景において本来重畳すべき特定の位置に重畳して表示することが可能である。しかも、本実施形態に係る表示装置１０では、互いに異なる手段で虚像３００の表示位置を変化させる複数の補正部（４１，４２）が、姿勢信号Ｓｉ１の周波数成分に応じて、使い分けられる。したがって、例えば、路面６００の状況、及び自動車１００の加減速等により、表示装置１０の本体部１に様々な振動が加わった場合でも、振動の種類（周波数成分）に適した補正部（４１，４２）にて虚像３００の表示位置を変化させることができる。その結果、表示装置１０に加わる様々な振動に対応して虚像３００の表示位置を調整可能である、という利点がある。

（２）構成
本実施形態に係る表示装置１０は、図１に示すように、本体部１と、画像形成部２と、投影部３と、位置補正部４と、を備えている。また、表示装置１０は、表示制御部５１と、ミラー駆動部５２と、モジュール駆動部５３と、を更に備えている。

本体部１は、例えば、１つの筐体にて構成されている。この本体部１内に画像形成部２及び投影部３が収容されることにより、画像形成部２及び投影部３が本体部１に実装される。本実施形態では、画像形成部２及び投影部３以外の構成要素（位置補正部４、表示制御部５１、ミラー駆動部５２、及びモジュール駆動部５３）についても、本体部１に実装（収容）されている。本体部１は、自動車１００のダッシュボード１０２内に固定される。ただし、画像形成部２及び投影部３以外の構成要素（位置補正部４、表示制御部５１、ミラー駆動部５２、及びモジュール駆動部５３）については、本体部１に実装されていなくてもよい。また、本体部１は、複数の筐体で構成されていてもよいし、そもそも筐体でなく、例えば、フレーム又は板材等であってもよい。

画像形成部２は、表示面２０を有し、表示面２０に画像７００（図７参照）を形成する。本実施形態では一例として、画像形成部２は、図１に示すように、液晶パネル２１（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、及び光源装置２２を有している。液晶パネル２１は、光源装置２２の前方に配置されている。液晶パネル２１の前面（光源装置２２とは反対側の表面）が、表示面２０を構成する。光源装置２２は、液晶パネル２１のバックライトとして用いられる。光源装置２２からの光は液晶パネル２１を透過して画像形成部２から出力される。光源装置２２は、発光ダイオード又はレーザダイオード等の固体発光素子を用いて、液晶パネル２１の背面の略全域に光を照射する面光源である。

この画像形成部２では、液晶パネル２１に画像が表示された状態で、光源装置２２が発光することにより、光源装置２２から前方に出力される光が、液晶パネル２１を透過して、液晶パネル２１の前面（表示面２０）から前方に出力される。このとき表示面２０から前方に出力される光は、液晶パネル２１に表示された画像を反映した光である。したがって、表示面２０を前方から見ると、表示面２０に画像７００が表示されているように見えることとなり、表示面２０に画像７００が形成される。

ここで、表示面２０の縦方向が画像７００の縦方向となり、表示面２０の横方向が画像７００の横方向となる。投影される画像７００の縦方向は、対象空間４００（図２参照）に投影される虚像３００（図２参照）の縦方向、つまりユーザ２００（図２参照）の視野内において鉛直方向に沿った方向である。投影される画像７００の横方向は、対象空間４００に投影される虚像３００の横方向、つまりユーザ２００の視野内において水平方向に沿った方向である。

投影部３は、画像形成部２の出力光により、画像７００に対応する虚像３００を対象空間４００に投影する。本実施形態では、表示装置１０は上述したようにヘッドアップディスプレイであって、ウインドシールド１０１（図２参照）に画像を投影するので、投影部３は、ウインドシールド１０１からなる対象物に対して画像を投影する。

本実施形態では一例として、投影部３は、図１に示すように、第１ミラー３１と、第２ミラー３２と、を有している。第１ミラー３１及び第２ミラー３２は、画像形成部２から出力される光の光路上に、第１ミラー３１、第２ミラー３２の順で配置されている。これら第１ミラー３１及び第２ミラー３２は光学素子であって、投影部３は、これらの光学素子にて画像形成部２の出力光を反射することにより虚像３００を対象空間４００に投影する。本実施形態では、画像形成部２、第１ミラー３１、及び第２ミラー３２は、鉛直面内に形成される三角形の頂点位置に配置されている。ここでいう「鉛直面」は、画像形成部２が形成する画像の縦方向（鉛直方向）及び出力光の進行方向（光軸）を含む平面である。投影部３は、画像形成部２の出力光を、まずは第１ミラー３１で反射し、更に第２ミラー３２で反射して、対象物（ウインドシールド１０１）に向けて出射する。

すなわち、第１ミラー３１は、画像形成部２の出力光が入射するように、液晶パネル２１から見て光源装置２２とは反対側、つまり液晶パネル２１の前方に配置されている。第１ミラー３１は、画像形成部２の出力光を、第２ミラー３２に向けて反射する。第２ミラー３２は、第１ミラー３１で反射された画像形成部２の出力光が入射するような位置に配置されている。第２ミラー３２は、第１ミラー３１で反射された画像形成部２の出力光を、対象物（ウインドシールド１０１）に向けて反射する。本実施形態では、第１ミラー３１は凸面鏡であって、第２ミラー３２は凹面鏡である。

上記より、投影部３は、画像形成部２の表示面２０に形成される画像７００（図７参照）を、適当な大きさにして、投影画像として対象物（ウインドシールド１０１）に投影することで、対象空間４００（図２参照）に虚像３００（図２参照）を投影する。つまり、自動車１００を運転しているユーザ２００の視野内では、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。

表示制御部５１は、画像形成部２（液晶パネル２１及び光源装置２２）を制御する。表示制御部５１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、表示制御部５１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、コンピュータが表示制御部５１として機能する。プログラムは、ここでは表示制御部５１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。

表示制御部５１は、画像形成部２を制御することで、表示面２０に任意の画像７００を形成する。すなわち、表示制御部５１は、ソフトウェア処理により、液晶パネル２１に任意の映像コンテンツを表示（描画）させることができ、これにより、表示面２０に任意の画像７００が形成される。例えば、図３のような虚像３００（第１虚像３０１及び第２虚像３０２）を対象空間４００に投影する場合、第１虚像３０１の内容（矢印の向き、位置等）、及び第２虚像３０２の内容（車速等）については、表示制御部５１にて決定される。さらに、表示制御部５１は、液晶パネル２１の前面、つまり表示面２０における画像７００の位置についても決定する。要するに、表示制御部５１は、例えば、第１虚像３０１に対応する画像７００を、表示面２０の上半分に表示させたり、表示面２０の下半分に表示させたりすることができる。表示面２０における画像の位置が変化すれば、本体部１に対する虚像３００の相対的な表示位置も変化する。

ミラー駆動部５２は、投影部３に含まれている光学素子を移動させる。つまり、ミラー駆動部５２は光学素子の向き又は位置を変更する。本実施形態では、ミラー駆動部５２での駆動の対象は、第２ミラー３２である。ミラー駆動部５２は、第２ミラー３２を回転させることによって、第２ミラー３２の向きを変更する。そのため、第２ミラー３２の回転角度（振れ角）に応じて、第２ミラー３２にて反射された光の向きが変化し、本体部１に対する虚像３００の相対的な表示位置が変化する。ここで、ミラー駆動部５２は、少なくとも表示面２０の横方向に沿った回転軸３２１を中心にして、図１中の矢印Ａ１の方向に第２ミラー３２を回転させることにより、対象空間４００に投影される虚像３００の縦方向の表示位置を変化させる。ミラー駆動部５２は、例えば、モータ等の電気駆動型のアクチュエータからなる。

モジュール駆動部５３は、画像形成部２を移動させる。つまり、モジュール駆動部５３は表示面２０の位置又は向きを物理的に変更する。本実施形態では、モジュール駆動部５３での駆動の対象は、液晶パネル２１及び光源装置２２である。モジュール駆動部５３は、画像形成部２を直進移動させることによって、表示面２０の位置を変更する。そのため、表示面２０の移動量に応じて、本体部１に対する画像７００の相対的な位置が変化し、本体部１に対する虚像３００の相対的な表示位置が変化する。ここで、モジュール駆動部５３は、少なくとも表示面２０の縦方向に沿って、図１中の矢印Ａ２の方向に画像形成部２を直進移動させることにより、対象空間４００に投影される虚像３００の縦方向の表示位置を変化させる。モジュール駆動部５３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る。

位置補正部４は、複数の補正部（第１補正部４１及び第２補正部４２）と、姿勢検知部４３と、ハイパスフィルタ４４（図１では「ＨＰＦ」と表記）と、ローパスフィルタ４５（図１では「ＬＰＦ」と表記）と、を有している。位置補正部４は、本体部１の姿勢を表す姿勢信号Ｓｉ１に基づいて、本体部１に対する相対的な虚像３００の表示位置を変化させる。これにより、表示装置１０は、本体部１の姿勢が変化した場合に、虚像３００の表示位置を補正することができ、例えば、第１虚像３０１について、ユーザ２００から見た現実の風景において本来重畳すべき特定の位置に重畳して表示することができる。

位置補正部４は、例えば、ＣＰＵ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。この場合、ハイパスフィルタ４４及びローパスフィルタ４５は、デジタルフィルタにて構成されるが、ハイパスフィルタ４４及びローパスフィルタ４５は、アナログフィルタであってもよい。位置補正部４の少なくとも一部の機能（例えば第１補正部４１及び第２補正部４２）は、表示制御部５１と、１つのマイクロコンピュータを共用してもよい。

姿勢検知部４３は、例えば、自動車１００に搭載されているＥＣＵ（Electronic Control Unit）等から、自動車１００（車体）の姿勢を表す姿勢情報を取得することにより、本体部１の姿勢を検知する。つまり、本体部１はダッシュボード１０２に固定されているので、本体部１の姿勢は自動車１００（車体）の姿勢と連動することになり、自動車１００の姿勢情報から本体部１の姿勢を検知することが可能である。姿勢検知部４３は、本体部１の姿勢を検知すると、本体部１の姿勢を表す姿勢信号Ｓｉ１を出力する。姿勢信号Ｓｉ１は、その瞬時値が、少なくとも自動車１００のピッチング方向の水平面に対する傾き量（例えば角度）を表す信号である。ここでいう「ピッチング」は、自動車１００の重心を中心に自動車１００を左右方向に貫通する軸まわりの回転、つまり自動車１００が前傾姿勢又は後傾姿勢となる回転を意味する。

例えば、自動車１００の加速時に自動車１００が後傾姿勢になって水平面に対し自動車１００が５度傾いた場合（仰角５度）には、姿勢信号Ｓｉ１の瞬時値は「５」に相当する値となる。一方、自動車１００の減速時に自動車１００が前傾姿勢になって水平面に対し自動車１００が５度傾いた場合（俯角５度）には、姿勢信号Ｓｉ１の瞬時値は「−５」に相当する値となる。水平面に対しピッチング方向に傾いていないときの自動車１００の姿勢を「基準姿勢」と呼び、このときの姿勢信号Ｓｉ１の瞬時値は「０」に相当する値となる。したがって、例えば、自動車１００にピッチング方向の振動が加わっている状態では、姿勢信号Ｓｉ１の振幅は自動車１００の振動の振幅に相当し、姿勢信号Ｓｉ１の周波数は自動車１００の振動の周波数（振動数）に相当する。

ハイパスフィルタ４４は、姿勢検知部４３から姿勢信号Ｓｉ１が入力され、姿勢信号Ｓｉ１の高周波成分のみを通過させるように構成されている。ここでいう「高周波成分」は、ハイパスフィルタ４４の所定の下限周波数（カットオフ周波数）以上の周波数成分である。すなわち、姿勢信号Ｓｉ１のうち下限周波数以上の周波数成分（高周波成分）はハイパスフィルタ４４を通過し、下限周波数未満の周波数成分はハイパスフィルタ４４にて低減される。

ローパスフィルタ４５は、姿勢検知部４３から姿勢信号Ｓｉ１が入力され、姿勢信号Ｓｉ１の低周波成分のみを通過させるように構成されている。ここでいう「低周波成分」は、ローパスフィルタ４５の所定の上限周波数（カットオフ周波数）以下の周波数成分である。すなわち、姿勢信号Ｓｉ１のうち上限周波数以下の周波数成分（低周波成分）はローパスフィルタ４５を通過し、上限周波数未満の周波数成分はローパスフィルタ４５にて低減される。

ここで、位置補正部４は、第１補正部４１には、第１フィルタとしてのハイパスフィルタ４４を通して姿勢信号Ｓｉ１が入力され、第２補正部４２には、第２フィルタとしてのローパスフィルタ４５を通して姿勢信号Ｓｉ１が入力されるように構成されている。つまり、ハイパスフィルタ４４の出力には第１補正部４１が接続され、ローパスフィルタ４５の出力には第２補正部４２が接続されている。

これにより、位置補正部４は、姿勢信号Ｓｉ１の周波数成分に応じて、複数の補正部（第１補正部４１及び第２補正部４２）の中から、少なくとも１つの補正部を選択し、選択した補正部にて虚像３００の表示位置を変化させることになる。そして、位置補正部４は、所定の下限周波数以上の姿勢信号Ｓｉ１の周波数成分については、少なくとも第１補正部４１（画像補正部）を選択する。また、位置補正部４は、所定の上限周波数以下の姿勢信号Ｓｉ１の周波数成分については、少なくとも第２補正部４２（素子補正部又は表示面補正部）を選択する。

本実施形態では一例として、ハイパスフィルタ４４のカットオフ周波数（下限周波数）と、ローパスフィルタ４５のカットオフ周波数（上限周波数）とは、略同値である。ただし、この例に限らず、ハイパスフィルタ４４のカットオフ周波数（下限周波数）と、ローパスフィルタ４５のカットオフ周波数（上限周波数）とは、異なる値であってもよい。

複数の補正部（第１補正部４１及び第２補正部４２）は、互いに異なる手段で虚像３００の表示位置を変化させる。すなわち、第１補正部４１及び第２補正部４２は、いずれも虚像３００の表示位置を変化させる機能を有するものの、虚像３００の表示位置を変化させるための手段（方法）は、第１補正部４１と第２補正部４２とで異なっている。

本実施形態では、第１補正部４１は、表示制御部５１を制御する。つまり、第１補正部４１は、表示面２０における画像７００の位置を変更することで虚像３００の表示位置を変化させる、画像補正部として機能する。具体的には、第１補正部４１は、ハイパスフィルタ４４の出力、つまり姿勢信号Ｓｉ１の高周波成分に従って、表示制御部５１を制御する。ここで、第１補正部４１は、少なくとも第１虚像３０１については、本体部１の姿勢の変化による虚像３００の対象空間４００内での位置の変化を吸収（低減）するように、表示制御部５１を制御し、表示面２０における画像７００の位置を変更する。したがって、自動車１００の振動のうち高周波成分の振動については、第１補正部４１にて本体部１に対する相対的な虚像３００の表示位置を調整することで対応可能である。

第２補正部４２は、ミラー駆動部５２及びモジュール駆動部５３を制御する。つまり、第２補正部４２は、ミラー駆動部５２を制御することにより、光学素子（第２ミラー３２）の向き又は位置を変更することで虚像３００の表示位置を変化させる、素子補正部として機能する。また、第２補正部４２は、モジュール駆動部５３を制御することにより、表示面２０の位置を変更することで虚像３００の表示位置を変化させる、表示面補正部として機能する。具体的には、第２補正部４２は、ローパスフィルタ４５の出力、つまり姿勢信号Ｓｉ１の低周波成分に従って、ミラー駆動部５２とモジュール駆動部５３との少なくとも一方を制御する。ここで、第２補正部４２は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の両方について、本体部１の姿勢の変化による虚像３００の対象空間４００内での位置の変化を吸収（低減）するように、ミラー駆動部５２を制御し、第２ミラー３２の向きを変更する。又は、第２補正部４２は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の両方について、本体部１の姿勢の変化による虚像３００の対象空間４００内での位置の変化を吸収（低減）するように、モジュール駆動部５３を制御し、表示面２０の位置を変更する。したがって、自動車１００の振動のうち低周波成分の振動については、第２補正部４２にて本体部１に対する相対的な虚像３００の表示位置を調整することで対応可能である。

（３）動作
次に、上述した表示装置１０の動作について説明する。

（３．１）位置補正部の基本動作
まず、図４Ａ〜図６Ｂを参照して、位置補正部４の基本動作について説明する。以下では、自動車１００に対して振幅が比較的小さくかつ比較的高周波の振動が加わっている場合を想定する。

図４Ａ、図５Ａ、及び図６Ａは、走行中の自動車１００を側方から見た概略図である。図４Ｂ、図５Ｂ、及び図６Ｂは、それぞれ図４Ａ、図５Ａ、及び図６Ａに対応する、ユーザ２００の視野を示す概念図である。ここで、図５Ａ及び図５Ｂでは、図４Ａ及び図４Ｂの基準姿勢に比較して、自動車１００がピッチング方向において後傾姿勢となるように、つまり自動車１００の前部の路面６００からの高さが高くなった状態を想定している。図６Ａ及び図６Ｂでは、図４Ａ及び図４Ｂの基準姿勢に比較して、自動車１００がピッチング方向において前傾姿勢となるように、つまり自動車１００の前部の路面６００からの高さが低くなった状態を想定している。

また、図４Ａ〜図６Ｂでは、対象空間４００中において、表示面２０に形成された画像７００に対応する虚像３００を投影可能な領域を、表示領域４０１として表している。また、図４Ａ、図５Ａ、及び図６Ａでは、対象空間４００に投影される虚像３００のうち、第１虚像３０１のみを図示しており、第２虚像３０２の図示を省略している。また、図５Ａ〜図６Ｂでは、表示領域４０１及び第１虚像３０１について移動が生じているため、移動前の表示領域４０１及び第１虚像３０１は参照符号に「Ｘ」を付し、移動後の表示領域４０１及び第１虚像３０１は参照符号に「Ｙ」を付して、両者を区別する。さらに、図５Ａ及び図６Ａでは、移動前の第１虚像３０１（Ｘ）と移動後の第１虚像３０１（Ｙ）とを、区別しやすいように、光軸５００に沿った奥行方向にずらして表記している。ただし、実際には、第１虚像３０１（Ｘ）と第１虚像３０１（Ｙ）とで奥行方向の位置は変化しない。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、自動車１００が基準姿勢にある状態においては、位置補正部４は、本体部１に対する相対的な虚像３００（第１虚像３０１）の表示位置を変化させず、デフォルトの表示位置に虚像３００を表示させる。ここでは第１虚像３０１のデフォルトの表示位置は表示領域４０１の略中央部、つまり光軸５００（図４Ａ参照）が通る位置である。ここで、第１虚像３０１は、自動車１００の前方の丁字路での「左折」を指示する矢印を表している。つまり、ユーザ２００の視野内においては、表示領域４０１内の、現実の風景における丁字路に重畳して第１虚像３０１が表示される。また、表示領域４０１の左下隅となる位置には、第２虚像３０２が表示される（図４Ｂ参照）。

一方、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、自動車１００が後傾姿勢にある状態においては、位置補正部４は、本体部１に対する相対的な虚像３００（第１虚像３０１）の表示位置を、デフォルトの表示位置から変化させる。すなわち、この状態では、図５Ｂに示すように、ユーザ２００の視野内においては、表示領域４０１（Ｘ）が上方に移動し、表示領域４０１から上方にシフトした位置に表示領域４０１（Ｙ）が形成される。これにより、デフォルトの表示位置では、第１虚像３０１（Ｘ）は、表示領域４０１（Ｙ）の略中央部に表示されることとなるため、ユーザ２００の視野内においては、現実の風景における丁字路から前方にずれた位置に重畳して第１虚像３０１（Ｘ）が表示される。

そこで、位置補正部４は、第１補正部４１にて、表示面２０における画像７００の位置を変更することで虚像３００の表示位置を変化させる。第１補正部４１での補正の詳細については、「（３．２）第１補正部の動作」の欄で説明する。したがって、図５Ａに示すように、本体部１に対する相対的な第１虚像３０１（Ｘ）の表示位置が下方に移動し、表示領域４０１（Ｙ）内には、第１虚像３０１（Ｘ）から下方にシフトした位置に第１虚像３０１（Ｙ）が表示される。その結果、ユーザ２００の視野内においては、図５Ｂに示すように、表示領域４０１（Ｙ）内の、現実の風景における丁字路に重畳して第１虚像３０１（Ｙ）が表示される。また、表示領域４０１（Ｙ）の左下隅となる位置には、第２虚像３０２が表示される（図５Ｂ参照）。

また、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、自動車１００が前傾姿勢にある状態においては、位置補正部４は、本体部１に対する相対的な虚像３００（第１虚像３０１）の表示位置を、デフォルトの表示位置から変化させる。すなわち、この状態では、図６Ｂに示すように、ユーザ２００の視野内においては、表示領域４０１（Ｘ）が下方に移動し、表示領域４０１から下方にシフトした位置に表示領域４０１（Ｙ）が形成される。これにより、デフォルトの表示位置では、第１虚像３０１（Ｘ）は、表示領域４０１（Ｙ）の略中央部に表示されることとなるため、ユーザ２００の視野内においては、現実の風景における丁字路から後方にずれた位置に重畳して第１虚像３０１（Ｘ）が表示される。

そこで、位置補正部４は、第１補正部４１にて、表示面２０における画像７００の位置を変更することで虚像３００の表示位置を変化させる。その結果、図６Ａに示すように、本体部１に対する相対的な第１虚像３０１（Ｘ）の表示位置が上方に移動し、表示領域４０１（Ｙ）内には、第１虚像３０１（Ｘ）から上方にシフトした位置に第１虚像３０１（Ｙ）が表示される。その結果、ユーザ２００の視野内においては、図６Ｂに示すように、表示領域４０１（Ｙ）内の、現実の風景における丁字路に重畳して第１虚像３０１（Ｙ）が表示される。また、表示領域４０１（Ｙ）の左下隅となる位置には、第２虚像３０２が表示される（図６Ｂ参照）。

このように、例えば、自動車１００の高周波成分の振動については、位置補正部４は、第１補正部４１にて表示面２０における画像７００の位置を変更することで、本体部１の姿勢の変化による虚像３００の対象空間４００内での位置の変化を低減する。本実施形態では、第１補正部４１は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２のうち、第１虚像３０１についてのみ、本体部１に対する相対的な表示位置を変化させるので、第２虚像３０２については本体部１の姿勢の変化により対象空間４００内での位置が変化する。

ここでは、自動車１００に対して振幅が比較的小さくかつ比較的高周波の振動が加わっている場合を想定しているが、他の種類の振動が自動車１００に加わることもある。例えば、自動車１００に対して振幅が比較的大きくかつ比較的低周波の振動が加わっている場合、位置補正部４は、第２補正部４２にて、虚像３００の表示位置を変化させる。また、自動車１００に対して高周波成分と低周波成分との両方を含む振動が加わっている場合、位置補正部４は、第１補正部４１及び第２補正部４２を組み合わせて、虚像３００の表示位置を変化させる。

（３．２）第１補正部の動作
次に、図７を参照して、第１補正部４１の動作について説明する。図７では、画像７００及び第１虚像３０１について移動が生じているため、移動前の画像７００及び第１虚像３０１は参照符号に「Ｘ」を付し、移動後の画像７００及び第１虚像３０１は参照符号に「Ｙ」を付して、両者を区別する。さらに、図７では、移動前の画像７００（Ｘ）と移動後の画像７００（Ｙ）とを、区別しやすいように、表示面２０に直交する奥行方向にずらして表記している。同様に、図７では、移動前の第１虚像３０１（Ｘ）と移動後の第１虚像３０１（Ｙ）とを、区別しやすいように、光軸５００（図２参照）に沿った奥行方向にずらして表記している。ただし、実際には、画像７００（Ｘ）と画像７００（Ｙ）とで、また第１虚像３０１（Ｘ）と第１虚像３０１（Ｙ）とで、奥行方向の位置は変化しない。

図７に示すように、表示面２０に画像７００（Ｘ）が形成された状態では、対象空間４００には、この画像７００（Ｘ）に対応して第１虚像３０１（Ｘ）が投影される。第１補正部４１は、表示制御部５１を制御することにより、表示面２０における画像７００（Ｘ）の位置を移動させ、表示面２０における画像７００（Ｘ）から表示面２０の縦方向にシフトした位置に、画像７００（Ｙ）を形成する。これにより、対象空間４００には、この画像７００（Ｙ）に対応して第１虚像３０１（Ｙ）が投影される。その結果、本体部１に対する相対的な第１虚像３０１（Ｘ）の表示位置が上方に移動し、対象空間４００には、第１虚像３０１（Ｘ）から上方にシフトした位置に第１虚像３０１（Ｙ）が表示されることになる。

また、第１補正部４１は、表示面２０における画像７００（Ｘ）の位置を、図７の例とは反対向きに移動させることで、第１虚像３０１（Ｘ）の表示位置を、図７の例とは反対向き（つまり下方）に移動させることができる。

以上説明したように、第１補正部４１は、表示制御部５１にて表示面２０における画像７００の位置を変更するので、本体部１の姿勢変化に対して比較的高速な応答が可能であり、高周波成分の振動を追従するように虚像３００の表示位置を調整可能である。つまり、第１補正部４１によれば、振幅が比較的小さくかつ比較的高周波の振動の影響を低減するように、虚像３００の表示位置を調整可能である。

ところで、第１補正部４１は、表示面２０における画像７００の位置を変更することで、本体部１に対する相対的な虚像３００の表示位置を変化させる。そのため、第１補正部４１は、上述したように、第１虚像３０１及び第２虚像３０２のうち、第１虚像３０１についてのみ、本体部１に対する相対的な表示位置を変化させることが可能である。ただし、第１補正部４１は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の少なくとも一方について、本体部１に対する相対的な表示位置を変化させればよい。例えば、第１補正部４１は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の両方について、本体部１に対する相対的な表示位置を変化させてもよく、この場合、本体部１の姿勢の変化による第１虚像３０１及び第２虚像３０２の対象空間４００内での位置の変化を低減できる。

（３．３）第２補正部の動作
次に、図８及び図９を参照して、第２補正部４２の動作について説明する。図８及び図９では、第１虚像３０１について移動が生じているため、移動前の第１虚像３０１は参照符号に「Ｘ」を付し、移動後の第１虚像３０１は参照符号に「Ｙ」を付して、両者を区別する。さらに、図８及び図９では、移動前の第１虚像３０１（Ｘ）と移動後の第１虚像３０１（Ｙ）とを、区別しやすいように、光軸５００（図２参照）に沿った奥行方向にずらして表記している。ただし、実際には、第１虚像３０１（Ｘ）と第１虚像３０１（Ｙ）とで奥行方向の位置は変化しない。

まず、第２補正部４２が、ミラー駆動部５２を制御し、第２ミラー３２の向きを変更する場合について、図８を参照して説明する。図８に示すように、第２ミラー３２の向きがデフォルトの状態では、対象空間４００には、第１虚像３０１（Ｘ）が投影される。図８では、デフォルトの状態にある第２ミラー３２を想像線（２点鎖線）で示している。第２補正部４２は、ミラー駆動部５２を制御することにより、第２ミラー３２を駆動し、第１ミラー３１からの光を反射する向きを変更する。これにより、本体部１に対する相対的な第１虚像３０１（Ｘ）の表示位置が上方に移動し、対象空間４００には、第１虚像３０１（Ｘ）から上方にシフトした位置に第１虚像３０１（Ｙ）が表示されることになる。

また、第２補正部４２は、第２ミラー３２を、図８の例とは反対向きに移動させることで、第１虚像３０１（Ｘ）の表示位置を、図８の例とは反対向き（つまり下方）に移動させることができる。

次に、第２補正部４２が、モジュール駆動部５３を制御し、表示面２０の位置を変更する場合について、図９を参照して説明する。図９に示すように、画像形成部２の位置がデフォルトの状態では、対象空間４００には、第１虚像３０１（Ｘ）が投影される。図９では、デフォルトの状態にある画像形成部２を想像線（２点鎖線）で示している。第２補正部４２は、モジュール駆動部５３を制御することにより、画像形成部２を駆動し、表示面２０の位置を表示面２０の縦方向に沿って移動させる。これにより、本体部１に対する相対的な第１虚像３０１（Ｘ）の表示位置が上方に移動し、対象空間４００には、第１虚像３０１（Ｘ）から上方にシフトした位置に第１虚像３０１（Ｙ）が表示されることになる。

また、第２補正部４２は、画像形成部２を、図９の例とは反対向きに移動させることで、第１虚像３０１（Ｘ）の表示位置を、図９の例とは反対向き（つまり下方）に移動させることができる。さらに、図９では、移動前の画像形成部２（想像線）と移動後の画像形成部２とを、区別しやすいように、表示面２０に直交する奥行方向にずらして表記している。ただし、実際には、画像形成部２の奥行方向の位置は変化しない。

以上説明したように、第２補正部４２は、光学素子又は表示面２０を物理的に移動させるので、本体部１の姿勢変化に応じて、対象空間４００における画像形成部２の出力光の投影範囲を変更することができる。つまり、第２補正部４２は、虚像３００を投影可能な表示領域４０１（図４Ａ〜図６Ｂ参照）ごと、虚像３００の表示位置を変化させることができる。したがって、第２補正部４２によれば、比較的大きな姿勢変化があっても、表示領域４０１からはみ出すことなく虚像３００を投影可能であり、ユーザ２００の視野内において虚像３００が見切れてしまうことを低減できる。そのため、第２補正部４２は、振幅が比較的大きくかつ比較的低周波の振動の影響を低減するように、虚像３００の表示位置を調整可能である。

ところで、第２補正部４２は、光学素子（第２ミラー３２）の向き若しくは位置を変更することで、又は表示面２０の位置を変更することで、本体部１に対する相対的な虚像３００の表示位置を変化させる。そのため、第２補正部４２は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の両方について、本体部１に対する相対的な表示位置を変化させることになる。すなわち、第２補正部４２によれば、対象空間４００中において、虚像３００を投影可能な表示領域４０１（図４Ａ〜図６Ｂ参照）ごと移動することになるので、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の表示位置がまとめて変化する。

（４）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。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。

姿勢検知部４３は、自動車１００のＥＣＵ（Electronic Control Unit）等から姿勢情報を取得する構成に限らず、例えば、加速度センサ及びジャイロセンサ等のセンサを有し、これらのセンサの出力に基づいて本体部１の姿勢を検知する構成であってもよい。

また、位置補正部４は、互いに異なる手段で虚像３００の表示位置を変化させる複数の補正部（第１補正部４１及び第２補正部４２）を有していればよく、３つ以上の補正部を有してもよい。

また、位置補正部４に含まれるフィルタは、ハイパスフィルタ４４及びローパスフィルタ４５に限らず、例えば、バンドパスフィルタ、又は振幅を制限するクリッピングフィルタ等であってもよい。

また、対象空間４００に、第１虚像３０１及び第２虚像３０２のように２種類の虚像３００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種類の虚像３００のみが投影されてもよい。さらに、虚像３００が第１虚像３０１のように拡張現実技術を用いて表示される画像を含むことは、表示装置１０に必須の構成ではない。

また、虚像３００の内容（例えば第１虚像３０１か第２虚像３０２か）によって、位置補正部４による補正の内容が異なってもよい。例えば、第１虚像３０１と第２虚像３０２とでは、補正を実行する姿勢信号Ｓｉ１の周波数成分が異なっていてもよい。一例として、位置補正部４は、高周波成分に対しては、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の両方について表示位置の調整を実行し、低周波成分に対しては、第１虚像３０１についてのみ表示位置の調整を実行する。

また、表示面２０は光軸５００に対して傾斜していてもよい。この場合、表示装置１０では、路面６００に対して垂直な虚像３００だけでなく、路面６００に沿って表示される虚像３００を投影可能となる。すなわち、この表示装置１０によれば、路面６００に沿って奥行きをもって視認される虚像３００を表示可能である。

また、位置補正部４は、自動車１００のピッチング方向の姿勢変化に限らず、例えばローリング方向、又はヨーイング方向の姿勢変化に応じて、本体部１に対する相対的な虚像３００の表示位置を変化させてもよい。ここでいう「ローリング」は、自動車１００の重心を中心に自動車１００を前後方向に貫通する軸まわりの回転、つまり自動車１００の横方向への傾きを意味する。ここでいう「ヨーイング」は、自動車１００の重心を中心に自動車１００を上下方向に貫通する軸まわりの回転を意味する。

また、投影部３は、少なくとも光学素子を有していればよく、第１ミラー３１及び第２ミラー３２の２つのミラーを有することは必須でなく、ミラーを１つのみ、又は３つ以上有していてもよい。さらに、投影部３は、例えばレンズ等、ミラー以外の光学部品を有していてもよい。この場合、第２補正部４２（素子補正部）は、画像形成部２の出射光を透過するレンズ（光学素子）の向き又は位置を変更することで、虚像３００の表示位置を変化させてもよい。また、投影部３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。

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。

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。また、表示装置１０は、例えば、電子ビューファインダ等として、デジタルカメラ等の機器に組み込まれて使用されてもよい。

（実施形態２）
本実施形態に係る表示装置１０Ａは、図１０に示すように、画像形成部２Ａ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。図１０では、画像７００及び第１虚像３０１について移動が生じているため、移動前の画像７００及び第１虚像３０１は参照符号に「Ｘ」を付し、移動後の画像７００及び第１虚像３０１は参照符号に「Ｙ」を付して、両者を区別する。さらに、図１０では、移動前の画像７００（Ｘ）と移動後の画像７００（Ｙ）とを、区別しやすいように、表示面２０Ａに直交する奥行方向にずらして表記している。同様に、図１０では、移動前の第１虚像３０１（Ｘ）と移動後の第１虚像３０１（Ｙ）とを、区別しやすいように、光軸５００（図２参照）に沿った奥行方向にずらして表記している。ただし、実際には、画像７００（Ｘ）と画像７００（Ｙ）とで、また第１虚像３０１（Ｘ）と第１虚像３０１（Ｙ）とで、奥行方向の位置は変化しない。

すなわち、本実施形態では、画像形成部２Ａは、拡散透過型のスクリーン２３と、スクリーン２３に対してスクリーン２３の背後から光を照射する照射部２４と、を有している。照射部２４は、走査型の光照射部であって、スクリーン２３に対して光を照射する。これにより、スクリーン２３の前面又は背面（ここでは前面）からなる表示面２０Ａには、照射部２４からの光によって画像７００が描画され、スクリーン２３を透過する光により、対象空間４００に虚像３００（図２参照）が形成される。

照射部２４は、レーザ光を出力する光源２４１と、光源２４１からの光を走査する走査部２４２と、レンズ２４３と、を有している。光源２４１は、レーザ光を出力するレーザモジュールからなる。走査部２４２は、光源２４１からの光を走査することにより、表示面２０Ａを走査する光をスクリーン２３に照射する。ここで、走査部２４２は、表示面２０Ａ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。つまり、走査部２４２は、表示面２０Ａに形成される輝点を走査することで、二次元の画像を形成する。走査部２４２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。つまり、走査部２４２は、レーザ光を反射する光学素子（ミラー部）を含み、光学素子を回転させることによって、光源２４１からの光を、光学素子の回転角度（振れ角）に応じた向きに反射する。これにより、走査部２４２は、光源２４１からの光を走査する。この走査部２４２は、光学素子を、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。

本実施形態に係る表示装置１０Ａにおいては、第１補正部４１（図１参照）は、走査部２４２を制御することにより、表示面２０Ａにおける画像７００の位置、つまり照射部２４からの光による画像７００の描画位置を変更する。これにより、第１補正部４１は、表示面２０Ａにおける画像７００の位置を変更することで虚像３００の表示位置を変化させる、画像補正部として機能する。この構成では、第１補正部４１は、画像形成部２Ａを物理的に移動させることなく、表示面２０Ａにおける画像７００の位置を変更可能である。

次に、本実施形態に係る表示装置１０Ａの動作について説明する。

図１０に示すように、表示面２０Ａに画像７００（Ｘ）が形成された状態では、対象空間４００には、この画像７００（Ｘ）に対応して第１虚像３０１（Ｘ）が投影される。第１補正部４１は、走査部２４２を制御することにより、表示面２０Ａにおける画像７００（Ｘ）の位置を移動させ、表示面２０Ａにおける画像７００（Ｘ）から表示面２０Ａの縦方向にシフトした位置に、画像７００（Ｙ）を形成する。これにより、対象空間４００には、この画像７００（Ｙ）に対応して第１虚像３０１（Ｙ）が投影される。その結果、本体部１に対する相対的な第１虚像３０１（Ｘ）の表示位置が上方に移動し、対象空間４００には、第１虚像３０１（Ｘ）から上方にシフトした位置に第１虚像３０１（Ｙ）が表示されることになる。

また、第１補正部４１は、表示面２０Ａにおける画像７００（Ｘ）の位置を、図１０の例とは反対向きに移動させることで、第１虚像３０１（Ｘ）の表示位置を、図１０の例とは反対向き（つまり下方）に移動させることができる。

以上説明したように、第１補正部４１は、走査部２４２にて表示面２０Ａにおける画像７００の位置を変更するので、本体部１の姿勢変化に対して比較的高速な応答が可能であり、高周波成分の振動を追従するように虚像３００の表示位置を調整可能である。つまり、第１補正部４１によれば、振幅が比較的小さくかつ比較的高周波の振動の影響を低減するように、虚像３００の表示位置を調整可能である。

ところで、第１補正部４１は、表示面２０Ａにおける画像７００の位置を変更することで、本体部１に対する相対的な虚像３００の表示位置を変化させる。そのため、第１補正部４１は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２のうち、第１虚像３０１についてのみ、本体部１に対する相対的な表示位置を変化させることが可能である。ただし、第１補正部４１は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の少なくとも一方について、本体部１に対する相対的な表示位置を変化させればよい。例えば、第１補正部４１は、第１虚像３０１及び第２虚像３０２の両方について、本体部１に対する相対的な表示位置を変化させてもよく、この場合、本体部１の姿勢の変化による第１虚像３０１及び第２虚像３０２の対象空間４００内での位置の変化を低減できる。

また、実施形態２において、画像形成部２Ａは、例えば、拡散透過型のスクリーン２３に対し、スクリーン２３の背後からプロジェクタで画像７００を投影する構成であってもよい。この場合、第１補正部４１は、プロジェクタを制御することで、表示面２０Ａにおける画像７００の位置を変更することが可能である。

実施形態２に係る表示装置１０Ａ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。

上記各実施形態で示した図面は、表示装置１０（又は１０Ａ）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（又は１０Ａ）とは、各部の形状、サイズ、及び位置関係等が適宜異なる。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る表示装置（１０，１０Ａ）は、画像形成部（２，２Ａ）と、投影部（３）と、本体部（１）と、位置補正部（４）と、を備える。画像形成部（２，２Ａ）は、表示面（２０，２０Ａ）を有し、表示面（２０，２０Ａ）に画像（７００）を形成する。投影部（３）は、画像形成部（２，２Ａ）の出力光により、画像（７００）に対応する虚像（３００）を対象空間（４００）に投影する。本体部（１）は、画像形成部（２，２Ａ）及び投影部（３）が実装される。位置補正部（４）は、本体部（１）の姿勢を表す姿勢信号（Ｓｉ１）に基づいて、本体部（１）に対する相対的な虚像（３００）の表示位置を変化させる。位置補正部（４）は、互いに異なる手段で虚像（３００）の表示位置を変化させる複数の補正部（４１，４２）を有する。位置補正部（４）は、姿勢信号（Ｓｉ１）の周波数成分に応じて、複数の補正部（４１，４２）の中から、少なくとも１つの補正部を選択し、選択した補正部にて虚像（３００）の表示位置を変化させるように構成されている。

この構成によれば、本体部（１）の姿勢に従って、本体部（１）に対する相対的な虚像（３００）の表示位置が調整される。そのため、本体部（１）の姿勢が変化しても、表示装置（１０，１０Ａ）は、例えば、ユーザ（２００）から見た現実の風景において本来重畳すべき特定の位置に重畳して虚像（３００）を表示することが可能である。しかも、表示装置（１０，１０Ａ）では、互いに異なる手段で虚像（３００）の表示位置を変化させる複数の補正部（４１，４２）が、姿勢信号（Ｓｉ１）の周波数成分に応じて、使い分けられる。したがって、例えば、本体部（１）に様々な振動が加わった場合でも、振動の種類（周波数成分）に適した補正部（４１，４２）にて虚像（３００）の表示位置を変化させることができる。その結果、表示装置（１０，１０Ａ）に加わる様々な振動に対応して虚像（３００）の表示位置を調整可能である、という利点がある。

第２の態様に係る表示装置（１０，１０Ａ）は、第１の態様において、複数の補正部（４１，４２）は、表示面（２０，２０Ａ）における画像（７００）の位置を変更することで虚像（３００）の表示位置を変化させる画像補正部（例えば第１補正部４１）を含む。この構成によれば、画像補正部は、表示面（２０，２０Ａ）における画像（７００）の位置を変更するので、本体部（１）の姿勢変化に対して比較的高速な応答が可能である。

第３の態様に係る表示装置（１０，１０Ａ）は、第２の態様において、位置補正部（４）は、所定の下限周波数以上の姿勢信号（Ｓｉ１）の周波数成分については、少なくとも画像補正部を選択するように構成されている。この構成によれば、位置補正部（４）は、高周波成分の振動については、画像補正部にて虚像（３００）の表示位置を変化させることができ、高周波成分の振動に対する虚像（３００）の表示位置の変化の応答性が向上する。

第４の態様に係る表示装置（１０，１０Ａ）は、第１〜３のいずれかの態様において、投影部（３）は、画像形成部（２，２Ａ）の出力光を反射又は透過することにより虚像（３００）を対象空間（４００）に投影する光学素子（例えば第２ミラー３２）を有する。複数の補正部（４１，４２）は、光学素子の向き又は位置を変更することで虚像（３００）の表示位置を変化させる素子補正部（例えば第２補正部４２）を含む。この構成によれば、画像補正部は、対象空間（４００）における画像形成部（２，２Ａ）の出力光の投影範囲を変更するので、本体部（１）の姿勢が比較的大きく変化しても、虚像（３００）が見切れてしまうことを低減できる。

第５の態様に係る表示装置（１０，１０Ａ）は、第４の態様において、位置補正部（４）は、所定の上限周波数以下の姿勢信号（Ｓｉ１）の周波数成分については、少なくとも素子補正部を選択するように構成されている。この構成によれば、位置補正部（４）は、低周波成分の振動については、素子補正部にて虚像（３００）の表示位置を変化させることができ、比較的振幅の大きな低周波成分の振動に対する虚像（３００）の表示位置の変化の応答性が向上する。

第６の態様に係る表示装置（１０，１０Ａ）は、第１〜５のいずれかの態様において、複数の補正部（４１，４２）は、表示面（２０，２０Ａ）の位置を変更することで虚像（３００）の表示位置を変化させる表示面補正部（例えば第２補正部４２）を含む。この構成によれば、表示面補正部は、対象空間（４００）における画像形成部（２，２Ａ）の出力光の投影範囲を変更するので、本体部（１）の姿勢が比較的大きく変化しても、虚像（３００）が見切れてしまうことを低減できる。

第７の態様に係る表示装置（１０，１０Ａ）は、第６の態様において、位置補正部（４）は、所定の上限周波数以下の姿勢信号（Ｓｉ１）の周波数成分については、少なくとも表示面補正部を選択するように構成されている。この構成によれば、位置補正部（４）は、低周波成分の振動については、表示面補正部にて虚像（３００）の表示位置を変化させることができ、比較的振幅の大きな低周波成分の振動に対する虚像（３００）の表示位置の変化の応答性が向上する。

第８の態様に係る表示装置（１０，１０Ａ）は、第１〜７のいずれかの態様において、複数の補正部（４１，４２）は、第１補正部（４１）と、第２補正部（４２）と、を含む。位置補正部（４）は、第１フィルタ（例えばハイパスフィルタ４４）及び第２フィルタ（例えばローパスフィルタ４５）を更に有する。第１補正部（４１）には、第１フィルタを通して姿勢信号（Ｓｉ１）が入力される。第２補正部（４２）には、第２フィルタを通して姿勢信号（Ｓｉ１）が入力されるように構成されている。この構成によれば、位置補正部（４）は、第１フィルタ及び第２フィルタにて、姿勢信号（Ｓｉ１）の周波数成分に応じて、複数の補正部（４１，４２）の中から、受動的に、少なくとも１つの補正部を選択することができる。したがって、位置補正部（４）の構成を簡略化できる。

第９の態様に係る移動体（例えば自動車１００）は、第１〜８のいずれかの態様に係る表示装置（１０，１０Ａ）と、投影部（３）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。

この構成によれば、移動体の姿勢に従って、本体部（１）に対する相対的な虚像（３００）の表示位置が調整される。そのため、移動体の姿勢が変化しても、表示装置（１０，１０Ａ）は、例えば、ユーザ（２００）から見た現実の風景において本来重畳すべき特定の位置に重畳して虚像（３００）を表示することが可能である。しかも、表示装置（１０，１０Ａ）では、互いに異なる手段で虚像（３００）の表示位置を変化させる複数の補正部（４１，４２）が、姿勢信号（Ｓｉ１）の周波数成分に応じて、使い分けられる。したがって、例えば、移動体に様々な振動が加わった場合でも、振動の種類（周波数成分）に適した補正部（４１，４２）にて虚像（３００）の表示位置を変化させることができる。その結果、表示装置（１０，１０Ａ）に加わる様々な振動に対応して虚像（３００）の表示位置を調整可能である、という利点がある。

第２〜第８の態様に係る構成については、表示装置（１０，１０Ａ）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ 本体部
２，２Ａ 画像形成部
３ 投影部
４ 位置補正部
１０，１０Ａ 表示装置
２０，２０Ａ 表示面
３２ 第２ミラー（光学素子）
４１ 第１補正部（画像補正部）
４２ 第２補正部（素子補正部、表示面補正部）
１００ 自動車（移動体）
１０１ ウインドシールド（反射部材）
３００ 虚像
４００ 対象空間
Ｓｉ１ 姿勢信号

Claims (10)

1. 本体部の姿勢を表す姿勢信号に基づいて、前記本体部に対する相対的な虚像の表示位置を変化させる位置補正部を備え、
   前記本体部には、
   表示面を有し、前記表示面に画像を形成する画像形成部、及び前記画像形成部の出力光により、前記画像に対応する前記虚像を対象空間に投影する投影部が実装されており、
   前記位置補正部は、
   互いに異なる手段で前記虚像の前記表示位置を変化させる複数の補正部を有し、
   前記姿勢信号の周波数成分に応じて、前記複数の補正部の中から、少なくとも１つの補正部を選択し、選択した前記補正部にて前記虚像の前記表示位置を変化させるように構成されている
   表示位置補正装置。
2. 前記複数の補正部は、前記表示面における前記画像の位置を変更することで前記虚像の前記表示位置を変化させる画像補正部を含む
   請求項１に記載の表示位置補正装置。
3. 前記位置補正部は、所定の下限周波数以上の前記姿勢信号の周波数成分については、少なくとも前記画像補正部を選択するように構成されている
   請求項２に記載の表示位置補正装置。
4. 前記投影部は、前記画像形成部の出力光を反射又は透過することにより前記虚像を前記対象空間に投影する光学素子を有しており、
   前記複数の補正部は、前記光学素子の向き又は位置を変更することで前記虚像の前記表示位置を変化させる素子補正部を含む
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示位置補正装置。
5. 前記位置補正部は、所定の上限周波数以下の前記姿勢信号の周波数成分については、少なくとも前記素子補正部を選択するように構成されている
   請求項４に記載の表示位置補正装置。
6. 前記複数の補正部は、前記表示面の位置を変更することで前記虚像の前記表示位置を変化させる表示面補正部を含む
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示位置補正装置。
7. 前記位置補正部は、所定の上限周波数以下の前記姿勢信号の周波数成分については、少なくとも前記表示面補正部を選択するように構成されている
   請求項６に記載の表示位置補正装置。
8. 前記複数の補正部は、第１補正部と、第２補正部と、を含み、
   前記位置補正部は、
   第１フィルタ及び第２フィルタを更に有し、
   前記第１補正部には、前記第１フィルタを通して前記姿勢信号が入力され、
   前記第２補正部には、前記第２フィルタを通して前記姿勢信号が入力されるように構成されている
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示位置補正装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示位置補正装置と、
   前記画像形成部及び前記投影部が実装された前記本体部と、を備える
   表示装置。
10. 請求項９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。

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