JP6749981B2 - 表示装置、表示制御方法、およびプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置、表示制御方法、およびプログラムに関する。
従来、フロントウインドシールドに運転者向けの基本的な情報に関する画像を表示するヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ（Head Up Display）装置と称する）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＨＵＤ装置を用いて、障害物や注意喚起、進行方向を示す各種マークを車両前方の風景と重ねて表示させることで、運転者は、運転時の視線の方向を前方に維持しながら、表示される各種情報を把握することができる。
特開２０１７−９１１１５号公報
しかしながら、従来の技術では、画像を風景と重ねて表示させるために、フロントウインドシールドのような光の透過性を有する物体に光を投射しており、輝度の異なる２つの画像が重なり合う二重像と呼ばれる現象が生じ、画像の視認性が低下する場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、画像の視認性を向上させることができる表示装置、表示制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
本発明に係る表示装置、表示制御方法、およびプロブラムは、以下の構成を採用した。 （１）：本発明の一態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる制御装置と、を備え、前記制御装置が、画像の輝度と周囲の明るさとに基づいて、前記投光装置に出力させる光に含ませる画像を、前記第１画像または前記第２画像に切り替える表示装置である。
（２）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記投光装置に、コンテンツの数が前記第１画像よりも多い前記第２画像を含む前記第２光を出力させる表示装置である。
（３）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記投光装置に、コンテンツの上部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる表示装置である。
（４）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記投光装置に、コンテンツの下部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる表示装置である。
（５）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記投光装置に、コンテンツを囲うオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる表示装置である。
（６）：上記（３）から（５）のうちいずれか１つの態様において、前記制御装置が、前記投光装置に、青色の前記オブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させるものである。
（７）：上記（６）の態様において、前記制御装置が、前記投光装置に、光の三原色の混合比率を、赤が３７から７９の範囲とし、緑が７２から１２９の範囲とし、青が１１４から１８９の範囲とした前記青色の前記オブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させるものである。
（８）：上記（１）から（７）のうちいずれか１つの態様において、前記投光装置が、画像を含む光を発するディスプレイと、前記光の経路上に設けられ、所定の位置から前記光が虚像として結像する位置までの光学距離を調節可能な光学機構と、前記光学機構を通過した光を反射体に向けて反射する凹面鏡と、前記光学距離を調節する第１アクチュエータと、前記凹面鏡の反射角度を調節する第２アクチュエータと、を有し、前記制御装置が、前記第１アクチュエータを制御して前記光学距離を変更し、前記第２アクチュエータを制御して前記反射角度を変更するものである。
（９）：上記（８）の態様において、前記光学機構が、一以上のレンズを含み、前記第１アクチュエータが、前記レンズの位置を前記光の光軸方向に動かすことで、前記光学距離を調節するものである。
（１０）：上記（８）または（９）の態様において、前記制御装置が、更に、前記ディスプレイを制御し、前記光学距離に応じて前記画像の大きさを制御するものである。
（１１）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータが、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させ、画像の輝度と周囲の明るさとに基づいて、前記投光装置に出力させる光に含ませる画像を、前記第１画像または前記第２画像に切り替える表示制御方法である。
（１２）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータが、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させ、前記投光装置に、コンテンツの数が前記第１画像よりも多い前記第２画像を含む前記第２光を出力させる表示制御方法である。
（１３）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータが、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させ、前記投光装置に、コンテンツの上部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる表示制御方法である。
（１４）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータが、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させ、前記投光装置に、コンテンツの下部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる表示制御方法である。
（１５）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータが、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させ、前記投光装置に、コンテンツを囲うオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる表示制御方法である。
（１６）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータに、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させる処理と、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる処理と、画像の輝度と周囲の明るさとに基づいて、前記投光装置に出力させる光に含ませる画像を、前記第１画像または前記第２画像に切り替える処理と、を実行させるためのプログラムである。
（１７）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータに、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させる処理と、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる処理と、前記投光装置に、コンテンツの数が前記第１画像よりも多い前記第２画像を含む前記第２光を出力させる処理と、を実行させるためのプログラムである。
（１８）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータに、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させる処理と、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる処理と、前記投光装置に、コンテンツの上部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる処理と、を実行させるためのプログラムである。
（１９）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータに、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させる処理と、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる処理と、前記投光装置に、コンテンツの下部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる処理と、を実行させるためのプログラムである。
（２０）：本発明の他の態様は、入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータに、周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させる処理と、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる処理と、前記投光装置に、コンテンツを囲うオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる処理と、を実行させるためのプログラムである。
上記態様によれば、画像の視認性を向上させることができる。
実施形態に係る表示装置１００が搭載された車両Ｍの車室内の構成を例示した図である。 実施形態の操作スイッチ１３０について説明するための図である。 表示装置１００の部分構成図である。 二重像が生じた虚像ＶＩの一例を示す図である。 表示制御装置１５０を中心とした表示装置１００の構成例を示す図である。 表示制御装置１５０の一連の処理の一例を示すフローチャートである。 照度対輝度情報１５４ａの一例を示す図である。 二重像抑制画像を含む第１画像光ＩＬａが出力されたときに形成される虚像ＶＩの一例を示す図である。 オブジェクトＯＢの色について説明するための図である。 オブジェクトＯＢの色について説明するための図である。 二重像抑制画像を含む第１画像光ＩＬａが出力されたときに形成される虚像ＶＩの他の例を示す図である。 二重像抑制画像を含む第１画像光ＩＬａが出力されたときに形成される虚像ＶＩの他の例を示す図である。 第１画像光ＩＬａが出力されたときに形成される虚像ＶＩの他の例を示す図である。 第２画像光ＩＬｂが出力されたときに形成される虚像ＶＩの一例を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の表示装置、表示制御方法、およびプロブラムの実施形態について説明する。表示装置は、車両（以下、車両Ｍと称する）に搭載され、風景に重畳させて画像を視認させる装置である。表示装置は、例えば、ＨＵＤ装置である。一例として、表示装置は、車両Ｍのフロントウインドシールドに画像を含む光を投光することで、観者に虚像を視認させる装置である。観者は、例えば車両Ｍの運転者である。これに限らず、表示装置は、運転者以外の乗員（例えば、助手席に着座する乗員）に虚像を視認させてもよい。
以下の説明において、適宜、ＸＹＺ座標系を用いて位置関係等を説明する。Ｚ方向は、鉛直方向を表しており、Ｘ方向は、Ｚ方向に直交する水平面の一方向を表しており、Ｙ方向は、水平面の他方向を表している。Ｚ方向は、車両Ｍの高さ方向を表し、Ｘ方向は、車両Ｍの奥行方向を表し、Ｙ方向は、車両Ｍの幅方向を表している。
［全体構成］
図１は、実施形態に係る表示装置１００が搭載された車両Ｍの車室内の構成を例示した図である。車両Ｍには、例えば、車両Ｍの操舵を制御するステアリングホイール１０と、車外と車室内とを区分するフロントウインドシールド２０と、インストルメントパネル３０とが設けられる。フロントウインドシールド２０は、光透過性を有する部材である。表示装置１００は、例えば、運転席４０の前方のフロントウインドシールド２０の一部に設けられる表示可能領域Ａ１に画像を含む光を投光（投影）することで、運転席に着座した運転者に虚像ＶＩを視認させる。
表示装置１００は、例えば、運転者の運転を支援するための情報を画像化した像を、虚像ＶＩとして運転者に視認させる。運転者の運転を支援するための情報には、例えば、車両Ｍの速度、駆動力配分比率、エンジン回転数、運転支援機能の動作状態シフト位置、標識認識結果、交差点位置等の情報が含まれる。運転支援機能とは、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）、ＬＫＡＳ（Lane Keep Assist System）、ＣＭＢＳ（Collision Mitigation Brake System）、トラフィックジャムアシスト機能等である。
また、車両Ｍには、表示装置１００の他に、第２表示装置５０−１や第３表示装置５０−２が設けられてよい。第２表示装置５０−１は、例えば、インストルメントパネル３０における運転席４０の正面付近に設けられ、運転者がステアリングホイール１０の間隙から、或いはステアリングホイール１０越しに視認可能な表示装置である。また、第３表示装置５０−２は、例えば、インストルメントパネル３０の中央部に取り付けられる。第３表示装置５０−２は、例えば、車両Ｍに搭載されるナビゲーション装置（不図示）により実行されるナビゲーション処理に対応する画像を表示したり、テレビ電話における相手の映像等を表示したりする。また、第３表示装置５０−２は、テレビ番組を表示したり、ＤＶＤを再生したり、ダウンロードされた映画等のコンテンツを表示してもよい。
また、車両Ｍには、表示装置１００による表示のオン／オフの切り替え指示や、虚像ＶＩの位置を調節する指示を受け付ける操作スイッチ１３０が設けられる。操作スイッチ１３０は、例えば、運転席４０に着座した運転者が大きく体勢を変えることなく操作可能な位置に取り付けられている。例えば、操作スイッチ１３０は、第２表示装置５０−１の前方に設けられていてもよいし、ステアリングホイール１０が設けられたインストルメントパネル３０の突起（突出）部分に設けられていてもよいし、ステアリングホイール１０とインストルメントパネル３０とを連結するスポークに設けられていてもよい。
図２は、実施形態の操作スイッチ１３０について説明するための図である。操作スイッチ１３０は、例えば、メインスイッチ１３２と、第１調節スイッチ１３４と、第２調節スイッチ１３６とを含む。メインスイッチ１３２は、表示装置１００のオン・オフを切り替えるスイッチである。
第１調節スイッチ１３４は、虚像ＶＩの位置を、鉛直方向Ｚに関して上側（以下、上方向と称する）に移動させる操作を受け付けるスイッチである。虚像ＶＩは、例えば、運転者が運転席４０に着座した状態で、画像が投影されたフロントウインドシールド２０越しに視認可能な仮想的な画像である。虚像ＶＩは、後述する運転者の視線位置Ｐ１から運転者が表示可能領域Ａ１を見た場合、フロントウインドシールド２０を透過した車外の空間に存在するかのように表示可能領域Ａ１に表示される。運転者は、例えば、第１調節スイッチ１３４を押し続けることで、表示可能領域Ａ１内で虚像ＶＩの視認位置を上方向に継続して移動させることができる。
第２調節スイッチ１３６は、虚像ＶＩの位置を、鉛直方向Ｚに関して下側（以下、下方向と称する）に移動させる操作を受け付けるスイッチである。運転者は、第２調節スイッチ１３６を押し続けることで、表示可能領域Ａ１内で虚像ＶＩの視認位置を下方向に継続して移動させることができる。
また、第１調節スイッチ１３４は、虚像ＶＩの位置を上方向に移動させるのに代えて（または加えて）、虚像ＶＩの輝度を大きくするための操作を受け付けるスイッチであってもよい。また、第２調節スイッチ１３６は、虚像ＶＩの位置を下方向に移動するのに代えて（または加えて）、視認される虚像ＶＩの輝度を小さくするための操作を受け付けるスイッチであってもよい。第１調節スイッチ１３４および第２調節スイッチ１３６が受け付ける指示の内容は、何らかの操作に基づいて切り替えられてもよい。何らかの操作とは、例えば、メインスイッチ１３２の長押し操作である。また、操作スイッチ１３０は、図２に示す各スイッチに加えて、例えば、表示内容を選択するための操作を受け付けるスイッチや、虚像ＶＩの輝度を調節するための操作を受け付けるスイッチを含んでいてもよい。
図３は、表示装置１００の部分構成図である。表示装置１００は、例えば、表示器１１０と、表示制御装置１５０とを備える。表示器１１０は、例えば、筐体１１５内に、投光装置１２０と、光学機構１２２と、平面鏡１２４と、凹面鏡１２６と、透光カバー１２８とを収納する。これらの他、表示装置１００は、各種センサやアクチュエータを備えるが、これらについては後述する。
投光装置１２０は、例えば、光源１２０Ａと、表示素子１２０Ｂとを備える。光源１２０Ａは、例えば、冷陰極管や発光ダイオードであり、運転者に視認させる虚像ＶＩに対応する可視光を出力する。表示素子１２０Ｂは、光源１２０Ａからの可視光の透過を制御する。表示素子１２０Ｂは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型の液晶表示装置（ＬＣＤ）である。また、表示素子１２０Ｂは、複数の画素のそれぞれを制御して、光源１２０Ａからの可視光の色要素ごとの透過度合を制御することで、虚像ＩＶに画像要素を含ませ、虚像ＩＶの表示態様（見え方）を決定する。以下では、表示素子１２０Ｂを透過し画像が含まれた可視光を画像光ＩＬという。なお、表示素子１２０Ｂは、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイであってもよく、この場合、光源１２０Ａは省略されてよい。光源１２０Ａと表示素子１２０Ｂとを合わせたものは、「ディスプレイ」の一例である。
光学機構１２２は、例えば、一以上のレンズを含む。各レンズの位置は、例えば光軸方向に調節可能となっている。光学機構１２２は、例えば、投光装置１２０が出力する画像光ＩＬの経路上に設けられ、投光装置１２０から入射した画像光ＩＬを通過させて、フロントウインドシールド２０に向けて出射する。光学機構１２２は、例えば、レンズの位置を変更することで、運転者の視線位置Ｐ１から、画像光ＩＬが虚像ＶＩとして形成される形成位置（画像光ＩＬが虚像ＶＩとして結像する結像位置）Ｐ２までの距離（以下、虚像視認距離Ｄと称する）を調節することができる。運転者の視線位置Ｐ１は、凹面鏡１２６およびフロントウインドシールド２０によって反射され画像光ＩＬが集光する位置であり、この位置に運転者の目が存在することが想定される位置である。虚像視認距離Ｄは、厳密には上下方向の傾きを持つ線分の距離であるが、以下の説明において「虚像視認距離Ｄが７［ｍ］」などと表現する場合、その距離は水平方向の距離を意味してもよい。
平面鏡１２４は、光源１２０Ａから出射され表示素子１２０Ｂを通過した可視光（すなわち、画像光ＩＬ）を凹面鏡１２６に向かって反射させる。
凹面鏡１２６は、平面鏡１２４から入射した画像光ＩＬをフロントウインドシールド２０に向けて反射する。凹面鏡１２６は、車両Ｍの幅方向であるＹ軸回りに回転（回動）可能に支持される。
透光カバー１２８は、光透過性を有する部材であり、例えば、プラスチックのような合成樹脂によって形成される。透光カバー１２８は、筐体１１５の上面に形成された開口部を覆うように設けられる。また、インストルメントパネル３０にも開口部あるいは光透過性を有する部材が設けられる。これによって、凹面鏡１２６により反射された画像光ＩＬが、透光カバー１２８を透過し、フロントウインドシールド２０に入射することができると共に、埃や塵、水滴などの異物が筐体１１５内に入り込むことが抑制される。
フロントウインドシールド２０に入射した画像光ＩＬは、フロントウインドシールド２０によって反射され、運転者の視線位置Ｐ１に集光する。このとき、運転者の視線位置Ｐ１に運転者の眼が位置していた場合、運転者は、画像光ＩＬによって写し出される画像が車両Ｍの前方に表示されているように感じる。
凹面鏡１２６により反射された画像光ＩＬが、フロントウインドシールド２０に入射する際、ある厚みをもったフロントウインドシールド２０が透過性を有していることから、その画像光ＩＬは、フロントウインドシールド２０の表面（車内側の面）２０−１と、裏面（車外側の面）２０−２との其々で反射される。この場合、フロントウインドシールド２０の表面２０−１で反射された画像光ＩＬの虚像ＶＩ（以下、第１虚像ＶＩ１）の一部と、フロントウインドシールド２０の裏面２０−２で反射された画像光ＩＬの虚像ＶＩ（以下、第２虚像ＶＩ２）の一部とが互いに重なり合い、その重なり合った第１虚像ＶＩ１および第２虚像ＶＩ２が二重像として運転者によって視認され得る。
図４は、二重像が生じた虚像ＶＩの一例を示す図である。図示のように、例えば、文字などを含む画像が画像光ＩＬとして投光装置１２０によって出力された場合、フロントウインドシールド２０の表面２０−１によって反射された画像光ＩＬが運転者の視線位置Ｐ１で集光することで、第１虚像ＶＩ１が形成され、更に、フロントウインドシールド２０の裏面２０−２によって反射された画像光ＩＬが運転者の視線位置Ｐ１で集光することで、第２虚像ＶＩ２が形成される。図３に例示するように、凹面鏡１２６が反射した画像光ＩＬは、水平方向（Ｘ方向）に傾けられたフロントウインドシールド２０に対して下方から入射するため、フロントウインドシールド２０の裏面２０−２における画像光ＩＬの反射点は、表面２０−１における画像光ＩＬの反射点よりも上側に位置することになる。この結果、第２虚像ＶＩ２は、第１虚像ＶＩ１に対して上側にシフトして形成される。車室内の空気とフロントウインドシールド２０の屈折率の違いから、第２虚像ＶＩ２は、第１虚像ＶＩ１に比して輝度が小さくなる。すなわち、第２虚像ＶＩ２は、第１虚像ＶＩ１に比して、より背景が透過した状態で表示される。
表示制御装置１５０は、運転者に視認させる虚像ＶＩの表示を制御する。図５は、表示制御装置１５０を中心とした表示装置１００の構成例を示す図である。表示装置１００は、投光装置１２０と操作スイッチ１３０と表示制御装置１５０とに加えて、レンズ位置センサ１６２と、凹面鏡角度センサ１６４と、環境センサ１６６と、車両状態センサ１６８と、物体センサ１７０と、光学系コントローラ１８０と、ディスプレイコントローラ１８２と、レンズアクチュエータ１９０と、凹面鏡アクチュエータ１９２とを備える。レンズアクチュエータ１９０は、「第１アクチュエータ」の一例であり、凹面鏡アクチュエータ１９２は、「第２アクチュエータ」の一例である。
レンズ位置センサ１６２は、光学機構１２２に含まれる各レンズの位置を検出し、その検出結果を示す信号を表示制御装置１５０に出力する。凹面鏡角度センサ１６４は、凹面鏡１２６の回転軸（Ｙ軸）回りの回転角度を検出し、その検出結果を示す信号を表示制御装置１５０に出力する。
環境センサ１６６は、例えば、照度センサ１６６ａを含む。照度センサ１６６ａは、車内または車外の照度ＬＭ（明るさの度合）を検出し、その検出結果を示す信号を表示制御装置１５０に出力する。
車両状態センサ１６８は、例えば、車両Ｍの速度を検出したり、加速度を検出したり、鉛直軸回りの角速度（ヨーレート）を検出したり、車両Ｍの向きを検出したりする。車両状態センサ１６８は、検出結果を示す信号を表示制御装置１５０に出力する。
物体センサ１７０は、例えば、カメラやレーダ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）などを含み、車両Ｍの周辺に存在する物体を検出する。例えば、物体センサ１７０は、例えば、四輪自動車、オートバイク、自転車、歩行者、電柱、ガードレール、道路の落下物、道路標識、道路標示、区画線などを検出する。物体センサ１７０は、検出結果を示す信号を表示制御装置１５０に出力する。
表示制御装置１５０は、例えば、制御部１５２と、記憶部１５４とを備える。制御部１５２は、例えば、判定部１５２ａと、表示態様決定部１５２ｂと、駆動制御部１５２ｃとを備える。制御部１５２の各構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの複数の構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プロセッサによって参照されるプログラムは、予め表示制御装置１５０の記憶部１５４に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、その記憶媒体が表示制御装置１５０のドライブ装置に装着されることで記憶部１５４にインストールされてもよい。
記憶部１５４は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現される。記憶部１５４に含まれるＨＤＤやフラッシュメモリなどの非一過性の記憶媒体は、ＮＡＳ（Network Attached Storage）や外部ストレージサーバ装置といったネットワーク（例えばWide Area Network）を介して接続される他の記憶装置によって実現されてもよい。記憶部１５４は、例えば、プロセッサによって読み出されて実行されるプログラムの他に、照度対輝度情報１５４ａを格納する。これについては後述する。
判定部１５２ａは、照度センサ１６６ａにより出力された検出結果を示す信号を参照し、昼間であるのか夜間であるのかを判定する。例えば、判定部１５２ａは、照度センサ１６６ａにより検出された照度ＬＭ（例えば単位は［ｌｘ］または［ｌｍ／ｍ２］）が、ある閾値（以下、照度閾値ＬＭＴＨと称する）以上であるか否かを判定し、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ以上である場合、昼間であると判定し、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ未満である場合、夜間であると判定する。なお、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ以上であるタイミングで、実際の時刻が昼間に相当する時刻である必要はなく、車両Ｍの周囲が昼間と見做せる程度の明るさであれば、昼間と判定されてよい。夜間についても同様である。
表示態様決定部１５２ｂは、判定部１５２ａによる判定結果に基づいて、投光装置１２０に投光させる画像光ＩＬを決定することで、運転者に視認させる虚像ＶＩの表示態様を決定する。例えば、表示態様決定部１５２ｂは、判定部１５２ａにより昼間であると判定された場合、投光装置１２０に投光させる画像光ＩＬを、昼間用の画像光（以下、第１画像光ＩＬａと称する）に決定し、判定部１５２ａにより夜間であると判定された場合、投光装置１２０に投光させる画像光ＩＬを、夜間用の画像光（以下、第２画像光ＩＬｂと称する）に決定する。第１画像光ＩＬａに含まれる画像は、「第１画像」の一例であり、第２画像光ＩＬｂに含まれる画像は、「第２画像」の一例である。
駆動制御部１５２ｃは、車両状態センサ１６８による検出結果や物体センサ１７０による検出結果などに基づいて制御信号を生成し、生成した制御信号を光学系コントローラ１８０に出力する。制御信号には、第１制御信号と、第２制御信号とが含まれる。第１制御信号は、例えば、運転者の視線位置Ｐ１から虚像ＶＩまでの現在の虚像視認距離Ｄを、目標とする虚像視認距離（以下、目標虚像視認距離ＤＴＡと称する）に変更させるための制御信号である。第２制御信号は、例えば、現在の俯角θを、目標とする俯角（以下、目標俯角θＴＡと称する）に変更させるための制御信号である。
虚像視認距離Ｄとは、上述したように、運転者の視線位置Ｐ１から、画像光ＩＬが虚像ＶＩとして形成される形成位置Ｐ２までの光学的な距離である。虚像視認距離Ｄは、第１距離Ｄａと、第２距離Ｄｂとを足し合わせた距離である。図３に示すように、第１距離Ｄａは、凹面鏡１２６によって反射された画像光ＩＬがフロントウインドシールド２０によって反射され、運転者の視線位置Ｐ１に集光するまでの焦点距離のうち、フロントウインドシールド２０の画像光ＩＬの反射点から運転者の視線位置Ｐ１までの距離である。また、第２距離Ｄｂは、図３に示すように、フロントウインドシールド２０の画像光ＩＬの反射点から、虚像ＶＩの形成位置Ｐ２までの距離である。現在の虚像視認距離Ｄは、レンズ位置センサ１６２によって検出されたレンズの位置に基づいて決定される。
俯角θとは、図３に示すように、運転者の視線位置Ｐ１を通る水平方向（Ｘ方向）と、運転者によって虚像ＶＩが視認されるときの運転者の視線方向とのなす角である。言い換えれば、俯角θは、運転者の視線位置Ｐ１を通る水平面と、運転者の視線位置Ｐ１から虚像ＶＩの形成位置Ｐ２までの線分とがなす角度と定義される。虚像ＶＩが下方に形成されているほど、すなわち、運転者の視線方向が下向きであるほど、俯角θは大きくなる。現在の俯角θは、凹面鏡角度センサ１６４によって検出された凹面鏡１２６の反射角度φに基づいて決定される。反射角度φは、図３に示すように、平面鏡１２４が反射した画像光ＩＬが凹面鏡１２６に入射する際の入射方向と、凹面鏡１２６が画像光ＩＬを反射する際の反射方向とのなす角である。
例えば、駆動制御部１５２ｃは、車両状態センサ１６８により検出された車両Ｍの速度に基づいて、目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを決定する。
一般的に、運転者は、車両Ｍの速度が小さくなる状況では、車両Ｍに近い空間を視認し、車両Ｍの速度が大きくなる状況では、車両Ｍから遠い空間を視認する傾向にある。すなわち、運転者は、車両Ｍの速度が小さくなる状況では、表示可能領域Ａ１の下側を視認しやすく、車両Ｍの速度が大きくなる状況では、表示可能領域Ａ１の上側を視認しやすい。
従って、駆動制御部１５２ｃは、車両Ｍの速度が大きいほど目標虚像視認距離ＤＴＡを長くし、車両Ｍの速度が小さいほど目標虚像視認距離ＤＴＡを短くしてよい。また、駆動制御部１５２ｃは、車両Ｍの速度がゼロ、または停止とみなせる程度の速度である場合、予め決められた最小距離を目標虚像視認距離ＤＴＡに決定してよい。
また、駆動制御部１５２ｃは、車両Ｍの速度が大きいほど目標俯角θＴＡを小さくし、車両Ｍの速度が小さくなるほど目標俯角θＴＡを大きくする。このように、車両Ｍの速度に応じて目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを変更することで、車両Ｍの速度に応じて運転者が見る方向を変えた場合であっても、運転者の視線の先に虚像ＶＩを表示させることができる。
また、駆動制御部１５２ｃは、車両Ｍの速度に応じて目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを決定するのに代えて、あるいは加えて、物体センサ１７０によって検出された前走車両と車両Ｍの相対的な位置関係に基づいて、目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを決定してもよい。
一般的に、前走車両の後面には、リアバンパーやナンバープレート、表示灯、リアウインドシールドなどが設けられており、前走車両の後面を一つの風景画像として捉えた場合、その風景画像に含まれるテクスチャが均一でない傾向がある。このような多種多様なテクスチャが混在した前走車両の後面に対して、虚像ＶＩを重畳させた場合、虚像ＶＩの内容（コンテンツ）が視認しにくい場合がある。
従って、駆動制御部１５２ｃは、テクスチャが複雑な前走車両の後面に虚像ＶＩが重畳されないような角度を、目標俯角θＴＡに決定する。より具体的には、駆動制御部１５２ｃは、前走車両と車両Ｍとの車間距離（相対距離）が所定距離未満である場合、テクスチャが均一であることが想定される風景画像（例えば、前走車両と車両Ｍとの間の道路面）に虚像ＶＩが重畳されるように、目標俯角θＴＡを決定する。これによって、虚像ＶＩは、前走車両の後面に対して重畳しない位置に表示される。
また、駆動制御部１５２ｃは、前走車両と車両Ｍとの相対速度や、前走車両と車両Ｍとの相対距離を前走車両と車両Ｍとの相対速度で除算したＴＴＣなどに応じて、目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを決定してもよい。
また、駆動制御部１５２ｃは、目標虚像視認距離ＤＴＡを変更する際に、画像の大きさを変更させる第３制御信号を、ディスプレイコントローラ１８２に出力してよい。
虚像ＶＩは、表示素子１２０Ｂ上に表示された画像が目標虚像視認距離ＤＴＡに応じて拡大あるいは縮小されたものである。目標虚像視認距離ＤＴＡを可変とした場合、表示素子１２０Ｂ上に表示された画像（表示領域）の大きさが同一であっても、運転者は、大きさの違う虚像ＶＩを視認し得る。そのため、駆動制御部１５２ｃは、目標虚像視認距離ＤＴＡを変更した場合であっても、運転者に視認させる虚像ＶＩの大きさを一定に保つために、目標虚像視認距離ＤＴＡに応じた大きさの画像を、表示素子１２０Ｂ上に表示させるための第３制御信号を、ディスプレイコントローラ１８２に出力する。
また、駆動制御部１５２ｃは、車両状態センサ１６８による検出結果や物体センサ１７０による検出結果などに基づいて制御信号を生成するのに加えて、更に、操作スイッチ１３０に対する運転者の操作に基づいて制御信号を生成してもよい。
例えば、第１調節スイッチ１３４が操作された場合、駆動制御部１５２ｃは、表示可能領域Ａ１内において虚像ＶＩの位置を上方向に移動させるために、第１調節スイッチ１３４の操作量（操作回数或いは操作時間）を基に運転者が指定した角度を導出し、現在の俯角θから、導出した角度（運転者指定の角度）を減算した角度を目標俯角θＴＡに決定する。例えば、第１調節スイッチ１３４に対する１回の操作で角度が２度調節される場合において、運転者が第１調節スイッチ１３４を３回操作すると、駆動制御部１５２ｃは、目標俯角θＴＡを、現在の俯角θからマイナス６度の角度に決定する。
また、例えば、第２調節スイッチ１３６が操作された場合、駆動制御部１５２ｃは、表示可能領域Ａ１内において虚像ＶＩの位置を下方向に移動させるために、第２調節スイッチ１３６の操作量（操作回数或いは操作時間）を基に運転者が指定した角度を導出し、現在の俯角θから、導出した角度（運転者指定の角度）を加算した角度を目標俯角θＴＡに決定する。例えば、第２調節スイッチ１３６に対する１回の操作で角度が２度調節される場合において、運転者が第２調節スイッチ１３６を４回操作すると、駆動制御部１５２ｃは、目標俯角θＴＡを、現在の俯角θからプラス８度の角度に決定する。
このように、駆動制御部１５２ｃは、車両状態センサ１６８による検出結果や、物体センサ１７０による検出結果、操作スイッチ１３０に対する運転者の操作に基づき目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを決定すると、それの指標値を示す制御信号を光学系コントローラ１８０に出力する。
光学系コントローラ１８０は、駆動制御部１５２ｃにより出力された制御信号に含まれる第１制御信号に基づいて、レンズアクチュエータ１９０を駆動させる。レンズアクチュエータ１９０は、モータ等を含み、光学機構１２２に含まれるレンズの位置を光軸方向に移動させて、虚像視認距離Ｄを調節する。
例えば、第１制御信号が、現在の虚像視認距離Ｄよりも短い目標虚像視認距離ＤＴＡを示している場合、光学系コントローラ１８０は、レンズアクチュエータ１９０を駆動させて、光軸方向に関して、レンズの位置を平面鏡１２４側に近づける。これによって、第２距離Ｄｂが短くなり、虚像視認距離Ｄが短くなる。この結果、虚像ＶＩは、運転者から見て、より遠方に存在するように視認される。
また、第１制御信号が、現在の虚像視認距離Ｄよりも長い目標虚像視認距離ＤＴＡを示している場合、光学系コントローラ１８０は、レンズアクチュエータ１９０を駆動させて、光軸方向に関して、レンズの位置を表示素子１２０Ｂ側に近づける。これによって、第２距離Ｄｂが長くなり、虚像視認距離Ｄが長くなる。この結果、虚像ＶＩは、運転者から見て、より近傍に存在するように視認される。
また、光学系コントローラ１８０は、駆動制御部１５２ｃにより出力された制御信号に含まれる第２制御信号に基づいて、凹面鏡アクチュエータ１９２を駆動させる。凹面鏡アクチュエータ１９２は、モータ等を含み、回転軸（Ｙ軸）回りに凹面鏡１２６を回動させて、凹面鏡１２６の反射角度φを調節する。
例えば、第２制御信号が、現在の俯角θよりも小さい目標俯角θＴＡを示している場合、光学系コントローラ１８０は、凹面鏡アクチュエータ１９２を駆動させて、凹面鏡１２６の反射角度φを小さくする。図３に示すように、凹面鏡１２６が反射した画像光ＩＬは、水平方向（Ｘ方向）に傾けられたフロントウインドシールド２０に対して、下方から入射するため、凹面鏡１２６の反射角度φが小さくなった場合、その画像光ＩＬは、フロントウインドシールド２０のより上端側（Ｚ方向上側）に入射することになる。この場合、フロントウインドシールド２０における画像光ＩＬの反射点は、フロントウインドシールド２０のより上端側（Ｚ方向上側）へと移動する。この結果、運転者の視線位置Ｐ１と反射点とを結ぶ線の延長線上に形成される虚像ＶＩは、表示可能領域Ａ１内において上方向に移動する。
また、例えば、第２制御信号が、現在の俯角θよりも大きい目標俯角θＴＡを示している場合、光学系コントローラ１８０は、凹面鏡アクチュエータ１９２を駆動させて、凹面鏡１２６の反射角度φを大きくする。これによって、フロントウインドシールド２０における画像光ＩＬの反射点は、フロントウインドシールド２０のより下端側（Ｚ方向下側）へと移動する。この結果、運転者の視線位置Ｐ１と反射点とを結ぶ線の延長線上に形成される虚像ＶＩは、表示可能領域Ａ１内において下方向に移動する。
ディスプレイコントローラ１８２は、表示態様決定部１５２ｂにより決定された画像光ＩＬを投光装置１２０に出力させる。また、ディスプレイコントローラ１８２は、駆動制御部１５２ｃにより出力された第３制御信号に基づいて、投光装置１２０の表示素子１２０Ｂに画像の大きさを変更させる。例えば、ディスプレイコントローラ１８２は、表示素子１２０Ｂに画像の解像度を変更させることで画像の大きさを変更する。これによって、表示可能領域Ａ１に対する虚像ＶＩの相対的な大きさが変更される。
以下、表示制御装置１５０の一連の処理についてフローチャートを用いて説明する。図６は、表示制御装置１５０の一連の処理の一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、所定の周期で繰り返し行われてよい。
まず、判定部１５２ａは、照度センサ１６６ａにより検出された照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ以上であるのか否かを判定する（ステップＳ１００）。
判定部１５２ａは、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ以上である場合、昼間であると判定し（ステップＳ１０２）、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ未満である場合、夜間であると判定する（ステップＳ１０４）。
表示態様決定部１５２ｂは、判定部１５２ａにより昼間であると判定された場合、投光装置１２０に投光させる画像光ＩＬを、第１画像光ＩＬａに決定し（ステップＳ１０６）、判定部１５２ａにより夜間であると判定された場合、投光装置１２０に投光させる画像光ＩＬを、第２画像光ＩＬｂに決定する（ステップＳ１０８）。そして、ディスプレイコントローラ１８２は、表示態様決定部１５２ｂにより決定された画像光ＩＬを投光装置１２０に出力させることで、虚像ＶＩを形成する（ステップＳ１１０）。
例えば、表示態様決定部１５２ｂは、照度対輝度情報１５４ａを参照し、第１画像光ＩＬａに対応した虚像ＶＩと、第２画像光ＩＬｂに対応した虚像ＶＩとの其々の表示態様を決定する。
図７は、照度対輝度情報１５４ａの一例を示す図である。図中横軸は、照度ＬＭを表し、縦軸は、画像光ＩＬの輝度Ｂ、すなわち虚像ＶＩの輝度を表している。照度対輝度情報１５４ａは、照度ＬＭに対して、運転者が視認しやすい虚像ＶＩの輝度Ｂ、またはその虚像ＶＩを形成可能な画像光ＩＬの輝度が対応付けられた情報である。
例えば、表示態様決定部１５２ｂは、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ以上である昼間では、第１画像光ＩＬａの輝度を、ある輝度Ｂ１に変更する。また、表示態様決定部１５２ｂは、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ未満である夜間では、第２画像光ＩＬｂの輝度を、輝度Ｂ１以下の輝度に変更する。この際、表示態様決定部１５２ｂは、第２画像光ＩＬｂの輝度を、最低輝度ＢＭＩＮ以上の範囲で、照度ＬＭが低下するのに応じて小さくする。最低輝度ＢＭＩＮは、例えば、夜間に虚像ＶＩの輝度を低下させていったときに運転者が虚像ＶＩを視認することができる最も小さい輝度に設定されてよい。このように、昼間では、車両Ｍの周囲が明るいため、視認性を向上させるために虚像ＶＩを相対的に明るくし、夜間では、車両Ｍの周囲が暗いため、運転者が視認できる程度に虚像ＶＩを相対的に暗くする。
投光装置１２０に出力させる画像光ＩＬの輝度を大きくした場合、これに伴って、フロントウインドシールド２０の表面２０−１が反射した第１画像光ＩＬａにより形成される第１虚像ＶＩ１の輝度が大きくなると共に、フロントウインドシールド２０の裏面２０−２が反射した第１画像光ＩＬａにより形成される第２虚像ＶＩ２の輝度が大きくなる。これによって、二重像がよりはっきりと運転者によって視認され易くなる。
このように画像光ＩＬの輝度を大きくした場合、二重像がより視認され易くなるため、表示態様決定部１５２ｂは、投光装置１２０に第１画像光ＩＬａを出力させる際に、その第１画像光ＩＬａに含ませる画像を、二重像が発生していることを運転者に感じさせ難くする画像（以下、二重像抑制画像と称する）に変更する。
図８は、二重像抑制画像を含む第１画像光ＩＬａが出力されたときに形成される虚像ＶＩの一例を示す図である。例えば、人物の氏名（図示の例では「坂本龍馬」、「西郷隆盛」、「伊藤博文」）や、各人物の連絡先の電話番号といったコンテンツが文字や記号として画像に含まれる場合、表示態様決定部１５２ｂは、これらのコンテンツの上部に、そのコンテンツとは関係のないオブジェクト（画像要素）ＯＢを配置する。例えば、運転者が操作スイッチ１３０などを操作して、３名の人物の中から、一番上側にリストアップされた「坂本龍馬」という人物を電話連絡したい相手として選択した場合、図示の例のように、表示態様決定部１５２ｂは、電話連絡したい相手として選択された「坂本龍馬」という人物の氏名とその電話番号とを示す文字の上部に、ある幅をもったライン形状のオブジェクトＯＢ１を配置する。これによって、コンテンツに二重像が生じた場合に、人物の氏名および電話番号の第２虚像ＶＩ２（より輝度が小さい方の虚像）と、オブジェクトＯＢ１とが重なり合うため、第１虚像ＶＩ１だけが視認され易くなり、コンテンツ（人物の氏名および電話番号）がぼやけて見えてしまうことが抑制される。
また、表示態様決定部１５２ｂは、コンテンツの上部に配置するオブジェクトＯＢ１を、背景に溶け込みやすい色で表示させてよい。
図９および図１０は、オブジェクトＯＢの色について説明するための図である。図中、ＨＲは、フロントウインドシールド２０越しに車両Ｍの前方の風景をみたときの水平線を表しており、ＬＭ１からＬＭ３は、道路に描かれた区画線を表している。図９に示すように、例えば、表示可能領域Ａ１のうち、虚像ＶＩの表示位置が水平線ＨＲよりも上側の領域である場合、空などが背景となるため、空の色に近い「青色」のオブジェクトＯＢ１をコンテンツの上部に配置する。オブジェクトＯＢ１の「青色」は、例えば、白色をＲＧＢ（２５５，２５５，２５５）としたとき、最も明るいところでＲＧＢ（７９，１２９，１８９）、最も暗いところでＲＧＢ（３７，７２，１１４）となる青色であってよい。また、図１０に示すように、表示可能領域Ａ１のうち、虚像ＶＩの表示位置が水平線ＨＲよりも下側の領域である場合、道路面などが背景となるため、道路面の色に近い色（例えば、アスファルト色）のオブジェクトＯＢ１をコンテンツの上部に配置する。このように背景色に近い色のオブジェクトＯＢ１を表示することで、オブジェクトＯＢ１自体に二重像が形成された場合であっても、オブジェクトＯＢ１の第２虚像ＶＩ２の色が背景の色と近くなり、オブジェクトＯＢ１が二重像として視認され難くなる。この結果、運転者にコンテンツの二重像を感じさせ難くすることができる。
また、表示態様決定部１５２ｂは、エッジがグラデーションで表現されたオブジェクトＯＢ１をコンテンツの上部に配置した画像を、二重像抑制画像としてもよい。
図１１は、二重像抑制画像を含む第１画像光ＩＬａが出力されたときに形成される虚像ＶＩの他の例を示す図である。図示のように、例えば、表示態様決定部１５２ｂは、オブジェクトＯＢ１の幅方向に関して下側から上側に段階的に輝度を小さくする。このようにオブジェクトＯＢ１の領域のうち、エッジ（ラインの幅方向の端）に近い領域ほど輝度を低下させることで、オブジェクトＯＢ１の第２虚像ＶＩ２が更に背景の色と近くなり（透過され易くなり）、オブジェクトＯＢ１が二重像として視認され難くなる。この結果、運転者にコンテンツの二重像をより感じさせ難くすることができる。
また、表示態様決定部１５２ｂは、コンテンツの上部にライン形状のオブジェクトＯＢ１を配置する代わりに、コンテンツの周りを囲うオブジェクトＯＢ２を配置した画像を、二重像抑制画像としてもよい。
図１２は、二重像抑制画像を含む第１画像光ＩＬａが出力されたときに形成される虚像ＶＩの他の例を示す図である。例えば、運転者が「伊藤博文」という人物を電話連絡したい相手として選択した場合、図示の例のように、表示態様決定部１５２ｂは、電話連絡したい相手として選択された「伊藤博文」という人物の氏名とその電話番号とを示す文字を囲うオブジェクトＯＢ２を配置する。これによって、コンテンツがぼやけて見えてしまうことが抑制される。
また、上述したように、昼間であれば画像光ＩＬの輝度を大きくし、夜間であれば画像光ＩＬの輝度を小さくする場合、表示態様決定部１５２ｂは、夜間時に投光装置１２０に出力させる第２画像光ＩＬｂの画像のコンテンツ数を、昼間時に投光装置１２０に出力させる第１画像光ＩＬａの画像のコンテンツ数よりも多くしてもよい。
図１３は、第１画像光ＩＬａが出力されたときに形成される虚像ＶＩの他の例を示す図である。また、図１４は、第２画像光ＩＬｂが出力されたときに形成される虚像ＶＩの一例を示す図である。一般的に、昼間に比べて夜間の方がフロントウインドシールド２０越しの風景が暗いため、虚像ＶＩがよりはっきりと視認されやすくなる。これに対して、本実施形態では、夜間時に画像光ＩＬの輝度を低下させるため、相対的に二重像のぼけの部分である第２虚像ＶＩ２の輝度も低下することになる。従って、表示態様決定部１５２ｂは、図示の例のように、昼間時には、ＣＴ１や、ＣＴ２、ＣＴ３といったコンテンツを虚像ＶＩとして表示させ、夜間時には、ＣＴ１からＣＴ３のコンテンツに加えて、更に、ＣＴ４やＣＴ５といったコンテンツを虚像ＶＩとして表示させてよい。コンテンツＣＴ１は、車両Ｍの速度を示しており、コンテンツＣＴ２は、車両Ｍが進路変更すべき方向を指示する方向指示を表しており、コンテンツＣＴ３は、車両Ｍの前方の標識を表している。また、コンテンツＣＴ４は、実行している運転支援機能の種別を表しており、コンテンツＣＴは、電話に着信があることを表している。このように、夜間時に、昼間の時と比べて相対的に多くのコンテンツを表示させたとしても、各コンテンツが二重像として運転者によって視認されにくいため、コンテンツの視認性を向上させながら、より多くの情報を運転者に提供することができる。
以上、説明した実施形態によれば、入射した光を反射するフロントウインドシールド２０に対して、画像光ＩＬを投射することで、画像光ＩＬに含まれる画像を虚像ＶＩとして運転者に視認させる投光装置１２０と、車両Ｍの周囲の明るさを示す照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ以上である昼間の場合、投光装置１２０に、第１画像光ＩＬａを出力させ、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ未満である夜間の場合、投光装置１２０に、第２画像光ＩＬｂを出力させる表示制御装置１５０とを備えることによって、運転者に二重像を視認させにくくすることができる。この結果、画像（虚像ＶＩ）の視認性を向上させることができる。
なお、上述した実施形態では、表示装置１００がフロントウインドシールド２０に対して下方から画像光ＩＬを入射するものとして説明したがこれに限られない。例えば、表示装置１００は、車両Ｍのルーフなどに設けられ、フロントウインドシールド２０に対して上方から画像光ＩＬを入射してもよい。この場合、フロントウインドシールド２０の裏面２０−２における画像光ＩＬの反射点は、表面２０−１における画像光ＩＬの反射点よりも下側に位置することになる。この場合、第２虚像ＶＩ２は、第１虚像ＶＩ１に対して下側にシフトした位置に形成される。
表示態様決定部１５２ｂは、フロントウインドシールド２０に対して上方から画像光ＩＬが入射される場合、コンテンツの下部にオブジェクトＯＢを配置した画像を、二重像抑制画像としてよい。これによって、フロントウインドシールド２０に対して上方から画像光ＩＬが入射される場合であっても、運転者にコンテンツの二重像をより感じさせ難くすることができる。
また、表示装置１００は、フロントウインドシールド２０に直接画像を投影するのに代えて、運転者から見てフロントウインドシールド２０の手前側に設けられたコンバイナに画像を投影してもよい。コンバイナは、光透過性を有する部材であり、例えば、透明なプラスチックディスクである。コンバイナは、「反射体」の他の例である。
また、表示装置１００は、フロントウインドシールド２０に光を投射する代わりに、フロントウインドシールド２０の手前や表面、内部に取り付けられた光の透過性を有する表示装置に光を投射してもよい。光の透過性を有する表示装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどを含む。また、表示装置は、人が身体に装着するデバイスが有する透明な部材（例えばバイザーや眼鏡のレンズなど）に光を投射してもよい。
また、上述した表示装置１００は、虚像視認距離Ｄおよび俯角θを変更可能な構成であるものとして説明したがこれに限られない。例えば、表示装置１００は、レンズアクチュエータ１９０や凹面鏡アクチュエータ１９２といった各種アクチュエータと、レンズ位置センサ１６２や凹面鏡角度センサ１６４といった各種センサとを備えなくてもよい。すなわち、虚像視認距離Ｄおよび俯角θが固定されている表示装置１００が、判定部１５２ａにより昼間であると判定された場合、投光装置１２０に投光させる画像光ＩＬを、第１画像光ＩＬａに決定し、判定部１５２ａにより夜間であると判定された場合、投光装置１２０に投光させる画像光ＩＬを、第２画像光ＩＬｂに決定することで、昼間と夜間とで運転者に視認させる虚像ＶＩの表示態様を変更してよい。
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
［表現１］
入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、
プログラムを記憶するストレージと、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる、
ように構成されている、表示装置。
［表現２］
ヘッドアップディスプレイと、
周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記ヘッドアップディスプレイに、第１画像を表示させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記ヘッドアップディスプレイに、第２画像を表示させるコントローラと、
を含むように構成されている、表示装置。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
１０…ステアリングホイール、２０…フロントウインドシールド、３０…インストルメントパネル、４０…運転席、５０−１…第２表示装置、５０−２…第３表示装置、１００…表示装置、１１０…表示器、１１５…筐体、１２０…投光装置、１２２…光学機構、１２４…平面鏡、１２６…凹面鏡、１２８…透光カバー、１３０…操作スイッチ、１５０…表示制御装置、１５２…制御部、１５２ａ…判定部、１５２ｂ…表示態様決定部、１５２ｃ…駆動制御部、１５４…記憶部、１６２…レンズ位置センサ、１６４…凹面鏡角度センサ、１６６…環境センサ、１６８…車両状態センサ、１７０…物体センサ、１８０…光学系コントローラ、１８２…ディスプレイコントローラ、１９０…レンズアクチュエータ、１９２…凹面鏡アクチュエータ、Ｍ…車両

Claims (20)

  1. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、画像の輝度と周囲の明るさとに基づいて、前記投光装置に出力させる光に含ませる画像を、前記第１画像または前記第２画像に切り替える、
    表示装置。
  2. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記投光装置に、コンテンツの数が前記第１画像よりも多い前記第２画像を含む前記第２光を出力させる、
    表示装置。
  3. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記投光装置に、コンテンツの上部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる、
    表示装置。
  4. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記投光装置に、コンテンツの下部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる、
    表示装置。
  5. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置と、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記投光装置に、コンテンツを囲うオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる、
    表示装置。
  6. 前記制御装置は、前記投光装置に、青色の前記オブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる、
    請求項３から５のうちいずれか１項に記載の表示装置。
  7. 前記制御装置は、前記投光装置に、光の三原色の混合比率を、赤が３７から７９の範囲とし、緑が７２から１２９の範囲とし、青が１１４から１８９の範囲とした前記青色の前記オブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる、
    請求項６に記載の表示装置。
  8. 前記投光装置は、
    画像を含む光を発するディスプレイと、
    前記光の経路上に設けられ、所定の位置から前記光が虚像として結像する位置までの光学距離を調節可能な光学機構と、
    前記光学機構を通過した光を反射体に向けて反射する凹面鏡と、
    前記光学距離を調節する第１アクチュエータと、
    前記凹面鏡の反射角度を調節する第２アクチュエータと、を有し、
    前記制御装置は、
    前記第１アクチュエータを制御して前記光学距離を変更し、前記第２アクチュエータを制御して前記反射角度を変更する、
    請求項１から７のうちいずれか１項に記載の表示装置。
  9. 前記光学機構は、一以上のレンズを含み、
    前記第１アクチュエータは、前記レンズの位置を前記光の光軸方向に動かすことで、前記光学距離を調節する、
    請求項８に記載の表示装置。
  10. 前記制御装置は、更に、前記ディスプレイを制御し、前記光学距離に応じて前記画像の大きさを変更する、
    請求項８または９に記載の表示装置。
  11. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータが、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、
    周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させ、
    画像の輝度と周囲の明るさとに基づいて、前記投光装置に出力させる光に含ませる画像を、前記第１画像または前記第２画像に切り替える、
    表示制御方法。
  12. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータが、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、
    周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させ、
    前記投光装置に、コンテンツの数が前記第１画像よりも多い前記第２画像を含む前記第２光を出力させる、
    表示制御方法。
  13. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータが、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、
    周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させ、
    前記投光装置に、コンテンツの上部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる、
    表示制御方法。
  14. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータが、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、
    周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させ、
    前記投光装置に、コンテンツの下部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる、
    表示制御方法。
  15. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータが、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させ、
    周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させ、
    前記投光装置に、コンテンツを囲うオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる、
    表示制御方法。
  16. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータに、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させる処理と、
    周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる処理と、
    画像の輝度と周囲の明るさとに基づいて、前記投光装置に出力させる光に含ませる画像を、前記第１画像または前記第２画像に切り替える処理と、
    を実行させるためのプログラム。
  17. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータに、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させる処理と、
    周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる処理と、
    前記投光装置に、コンテンツの数が前記第１画像よりも多い前記第２画像を含む前記第２光を出力させる処理と、
    を実行させるためのプログラム。
  18. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータに、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させる処理と、
    周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる処理と、
    前記投光装置に、コンテンツの上部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる処理と、
    を実行させるためのプログラム。
  19. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータに、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させる処理と、
    周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる処理と、
    前記投光装置に、コンテンツの下部にオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる処理と、
    を実行させるためのプログラム。
  20. 入射した光を反射する反射体に対して、画像を含む光を投射することで、前記反射体が反射した光に含まれる前記画像を虚像として観者に視認させる投光装置を備えるコンピュータに、
    周囲の明るさが閾値以上である第１の場合、前記投光装置に、第１画像を含む第１光を出力させる処理と、
    周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記投光装置に、第２画像を含む第２光を出力させる処理と、
    前記投光装置に、コンテンツを囲うオブジェクトが配置された前記第１画像を含む前記第１光を出力させる処理と、
    を実行させるためのプログラム。
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