JP7008220B2 - 映像表示システム、映像表示方法、プログラム、及び移動体 - Google Patents

Description

本開示は、映像表示システム、映像表示方法、プログラム、及び映像表示システムを備える移動体に関する。より詳細には、本開示は、対象空間に虚像を投影する映像表示システム、映像表示方法、プログラム、及び映像表示システムを備える移動体に関する。

従来、対象空間に虚像を投影する映像表示システムとして、特許文献１に記載の画像表示装置があった。この画像表示装置は自動車用ＨＵＤ（Head-Up Display）装置である。ダッシュボード内の自動車用ＨＵＤ装置から発せられる画像光である投射光がフロントガラスで反射され、視認者である運転者に向かう。これにより、運転者は、ナビゲーション画像等の画像を虚像として視認することができる。

この画像表示装置では、表示エリアの下段表示領域に、自動車の車速を示す車速表示画像（虚像）が表示されている。車速表示画像は、前方の視界を妨げないように、表示エリアの下段表示領域に表示されている。運転者は、通常、無限遠点を注視するか、又は数十ｍ先の先行車両を注視しているので、視線の移動量を少なくするために、画像表示装置は、運転者から車速表示画像までの距離を５ｍ以上に設定している。

特開２０１７－１４２４９１号公報

特許文献１の画像表示装置では、自動車の揺れや道路の傾斜等によって、表示エリアの下段表示領域に表示されている車速表示画像が、道路（対象空間に存在する物体）に入り込んでいるように視認される可能性があった。

本開示の目的は、対象空間に存在する物体に虚像の一部又は全部が入り込んでいるように投影される可能性を低減可能な映像表示システム、映像表示方法、プログラム、及び移動体を提供することにある。

本開示の一態様の映像表示システムは、表示部と、投影部と、表示制御部と、を備える。前記表示部は画像を表示する。前記投影部は、前記表示部の出力光により、前記画像に対応する虚像を対象空間に投影する。前記表示制御部は、投影距離と俯角との少なくとも一方を変更することによって前記虚像の投影位置を変更可能である。前記投影距離は、前記虚像を見るユーザの視点から前記対象空間に投影される前記虚像までの距離である。前記俯角は、前記ユーザの視点から前記虚像を見る場合の角度である。前記表示制御部は、距離指令に応じて前記虚像の前記投影距離を変更し、かつ、表示可能領域に前記虚像が投影されるように、前記投影距離と前記俯角との少なくとも一方を変更する。前記表示可能領域は、前記対象空間において制限領域を除いた領域である。前記虚像は、第１虚像と、イベントの発生時のみに表示される第２虚像とを含む。前記表示部の表示画面において、前記第１虚像となる画像が表示される第１表示範囲と、前記第２虚像となる画像が表示される第２表示範囲とが分かれている。前記表示制御部が、前記第１表示範囲において、前記第１虚像となる画像の表示位置を、前記投影距離が相対的に短い場合の第１位置から、前記投影距離が相対的に長い場合の第２位置に移動させた場合に、前記第１表示範囲において前記第２位置よりも前記第１位置に近い領域を含む可変領域で、前記第１虚像の揺れを低減するように前記第１虚像となる画像の表示位置を変位させる揺れ補正を行う。

本開示の一態様の移動体は、前記映像表示システムと、前記映像表示システムを搭載する移動体本体と、を備える。

本開示の一態様の映像表示方法は、投影距離を距離指令に応じて変更し、かつ、表示可能領域に虚像が投影されるように、前記投影距離と俯角との少なくとも一方を変更する処理を含む。前記投影距離は、ユーザの視点から表示部の出力光によって対象空間に投影される虚像までの距離である。前記表示可能領域は、対象空間において制限領域を除いた領域である。前記虚像は、第１虚像と、イベントの発生時のみに表示される第２虚像とを含む。前記表示部の表示画面において、前記第１虚像となる画像が表示される第１表示範囲と、前記第２虚像となる画像が表示される第２表示範囲とが分かれている。前記映像表示方法は、前記第１表示範囲において、前記第１虚像となる画像の表示位置を、前記投影距離が相対的に短い場合の第１位置から、前記投影距離が相対的に長い場合の第２位置に移動させた場合に、前記第１表示範囲において前記第２位置よりも前記第１位置に近い領域を含む可変領域で、前記第１虚像の揺れを低減するように前記第１虚像となる画像の表示位置を変位させる揺れ補正を行う処理を更に含む。

本開示の一態様のプログラムは、前記映像表示方法をコンピュータシステムに実行させるためのプログラムである。

本開示によれば、対象空間に存在する物体に虚像の一部又は全部が入り込んでいるように投影される可能性を低減可能な映像表示システム、映像表示方法、プログラム、及び移動体を提供することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る映像表示システムの概略構成図である。 図２は、同上の映像表示システムを備える移動体の概略説明図である。 図３は、同上の映像表示システムが虚像の投影距離を変更する一態様の説明図である。 図４は、同上の映像表示システムを用いた場合のユーザの視野を示す概念図である。 図５は、同上の映像表示システムの動作を説明するフローチャートである。 図６は、同上の映像表示システムが虚像の投影距離を変更する一態様の説明図である。 図７は、同上の映像表示システムが虚像の投影距離を変更する一態様の説明図である。 図８は、本開示の一実施形態の変形例１に係る映像表示システムが虚像の投影距離を変更する一態様の説明図である。 図９は、本開示の一実施形態の変形例２に係る映像表示システムが虚像の投影距離を変更する一態様の説明図である。 図１０Ａ、図１０Ｂは、本開示の一実施形態の変形例３に係る映像表示システムが備える表示部の表示範囲の説明図である。 図１１Ａ、図１１Ｂは、本開示の一実施形態の変形例３に係る映像表示システムが備える表示部の表示範囲の説明図である。

（実施形態）
（１）概要
本実施形態の映像表示システム１０は、図１に示すように、表示部２と、投影部３と、表示制御部４と、を備える。

表示部２は画像を表示する。

投影部３は、表示部２の出力光により、画像に対応する虚像３０１を対象空間４００に投影する（図２及び図３参照）。

表示制御部４は、投影距離Ｌ１と俯角θ１との少なくとも一方を変更することによって虚像３０１の投影位置を変更可能である（図３参照）。投影距離Ｌ１は、虚像３０１を見るユーザ２００の視点Ｐ１から対象空間４００に投影される虚像３０１までの距離である。俯角θ１は、ユーザ２００の視点Ｐ１から虚像３０１を見る場合の角度である。表示制御部４は、距離指令に応じて虚像３０１の投影距離Ｌ１を変更し、かつ、表示可能領域４０２に虚像３０１が投影されるように、投影距離Ｌ１と俯角θ１との少なくとも一方を変更する。表示可能領域４０２は、対象空間４００において制限領域４０１を除いた領域である。

このような、映像表示システム１０は、例えば自動車のような移動体１００（図２参照）の移動体本体１０１に搭載される。移動体１００に搭乗しているユーザ２００（例えば移動体１００の運転者等）は、映像表示システム１０によって表示される虚像３０１が、移動体１００の前方に設定された対象空間４００に投影されているように視認する。ここで、「虚像」は、映像表示システム１０から出射される光が、移動体１００のウィンドシールド１０２等の反射物にて反射するとき、その反射光線によって、実際に物体があるように結ばれる像を意味する。ウィンドシールド１０２は光透過性を有しており、ユーザ２００はウィンドシールド１０２を通して移動体１００の前方の対象空間４００を見ることができる。そのため、ユーザ２００は、移動体１００の前方に広がる実空間に重ねて、映像表示システム１０にて投影される虚像３０１を見ることができる。したがって、映像表示システム１０によれば、例えば、速度情報、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３０１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、ウィンドシールド１０２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。

ユーザ２００の視点Ｐ１とは、空間上の１点に限定されず、ユーザ２００の目があると想定される所定の範囲（いわゆる、アイボックス）のことである。この範囲（アイボックス）にユーザ２００の目があれば、ユーザ２００は虚像３０１を目視可能である。投影距離Ｌ１は、ユーザ２００の視点Ｐ１から虚像３０１の代表点までの距離である。虚像３０１の代表点は、虚像３０１においてユーザ２００が注目する点であり、例えば虚像３０１の重心等である。俯角θ１は、ユーザ２００が虚像３０１を見下ろす場合に、ユーザ２００の視点Ｐ１と虚像３０１の代表点とを結ぶ視線方向が水平面となす角度である。距離指令は、虚像３０１の投影距離Ｌ１を指定するために表示制御部４の内部で生成される指令、又は表示制御部４に外部から与えられる指令である。制限領域４０１とは、虚像３０１を投影可能な対象空間４００の一部であり、虚像３０１の投影が制限されている領域である。制限領域４０１は、例えば、路面６００、前方を走行する他の車両７００（図４参照）、建物、構造物、人等の物体が存在する領域である。表示可能領域４０２は、対象空間４００のうち制限領域４０１以外の領域である。

本実施形態では、表示制御部４が、距離指令に応じて虚像３０１の投影距離Ｌ１を変更する場合、虚像３０１が表示可能領域４０２に表示されるように投影距離Ｌ１と俯角θ１との少なくとも一方を変更するので、虚像３０１が制限領域４０１に投影されにくくなる。したがって、道路等の物体が存在する領域を制限領域４０１としていれば、虚像３０１の一部又は全部が物体に入り込んだ（めり込んだ）状態で投影される可能性を低減することができる、という利点がある。よって、映像表示システム１０により表示される虚像３０１の視認性を向上させることができる。

（２）詳細
以下、実施形態に係る映像表示システム１０、及び映像表示システム１０を備える移動体１００について図面を参照して詳しく説明する。

（２．１）構成
本実施形態の映像表示システム１０は、図１及び図２に示すように、例えば、自動車のような移動体１００が備えるヘッドアップディスプレイである。つまり、移動体１００は、映像表示システム１０と、映像表示システム１０を搭載する移動体本体１０１とを備えている。

映像表示システム１０は、移動体１００のウィンドシールド１０２（反射部材）に下方から画像を投影するように、移動体１００の車室内に配置されている。図２の例では、ウィンドシールド１０２の下方のダッシュボード１０３内に、映像表示システム１０が配置されている。映像表示システム１０からウィンドシールド１０２に画像が投影されると、ユーザ２００は、ウィンドシールド１０２に投影された画像を、移動体１００の前方（車外）に設定された対象空間４００内に表示された虚像３０１として視認する。

ここでいう「虚像」は、映像表示システム１０から出射される画像光がウィンドシールド１０２等の反射部材にて反射するとき、その反射光線によって、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、移動体１００に搭乗しているユーザ２００は、図４に示すように、移動体１００の前方に広がる実空間に重ねて、映像表示システム１０にて投影される虚像３０１を見ることができる。したがって、映像表示システム１０によれば、種々の運転支援情報を虚像３０１として実空間と重ねて表示して、ユーザ２００に視認させることができる。

映像表示システム１０によって対象空間４００に投影される虚像３０１は仮想面５０１上に表示される。仮想面５０１は、映像表示システム１０の光軸５００に対する傾斜角度αが所定値γよりも大きい（α＞γ）仮想面である。光軸５００は、投影部３を介してユーザ２００の目（視点）に光が入射する方向を意味する。光軸５００は、投影部３から出力される光のうちウィンドシールド１０２で反射された光がユーザ２００の目（視点Ｐ１）に入射する方向であり、ユーザ２００の目（視点Ｐ１）と虚像３０１の位置とを結ぶ光路に沿っている。光軸５００は、移動体１００の前方の対象空間４００において、移動体１００の前方の路面６００に沿っている。ここにおいて、所定値γは一例として４５度であって、傾斜角度αは一例として９０度である。虚像３０１が形成される仮想面５０１は、路面６００に対して略垂直である。路面６００が水平面である場合には、虚像３０１は鉛直面に沿って表示される。したがって、仮想面５０１上に形成される虚像３０１は、路面６００に対して略垂直な平面上にあるようにユーザ２００に視認される。

虚像３０１は、例えば移動体１００の速度に応じて投影距離Ｌ１が変更される。表示制御部４は、虚像３０１の投影距離Ｌ１を、距離指令に応じて変更する。距離指令は、例えば移動体１００に関連する移動体情報に基づいて生成される。移動体情報は、例えば移動体１００の速度を示す速度情報であり、表示制御部４は、移動体１００の速度が速いほど、虚像３０１の投影距離Ｌ１を長くする。ここで、表示制御部４が、速度情報に基づいて距離指令を生成してもよいし、外部で生成された距離指令が表示制御部４に入力されてもよい。

虚像３０１は、第１虚像３０１ａと、イベントの発生時にのみ表示される第２虚像３０１ｂと、を含む。ここにおいて、「イベント」とは、第２虚像３０１ｂを表示するトリガとなる事象であり、例えば、ナビゲーションシステムからユーザ２００に通知する情報が入力されること、移動体１００に関する異常又は警報等の情報が入力されることの少なくとも一方を含む。

第１虚像３０１ａは、例えば、移動体１００の状態を示す状態情報、及び移動体１００の周囲の環境に関する環境情報のうち少なくとも１つを表示するための虚像であり、ウィンドシールド１０２の下側に表示される。第１虚像３０１ａは、移動体１００が走行する期間の全体を通じて表示されるが、第１虚像３０１ａの表示が一時的に停止されてもよい。状態情報は、例えば、移動体１００の速度（車速）を示す速度情報、距離情報、時間情報のうち少なくとも１つを含む。距離情報は、例えば、移動体１００の総走行距離、所定の出発地からの走行距離、ナビゲーションシステムに登録された目的地までの残距離のうちの少なくとも１つである。時間情報は、現在時刻、目的地への到着予想時刻のうちの少なくとも１つである。環境情報は、例えば、周囲の気温、風速、風向、天気等の情報のうちの少なくとも１つである。図４に例示した第１虚像３０１ａは、例えば移動体１００の速度を示す文字列（例えば「２０ｋｍ／ｈ」）で構成されるが、第１虚像３０１ａは速度を示す虚像に限定されず、適宜変更が可能である。

第２虚像３０１ｂは、例えば、ナビゲーションシステムから所定のタイミングで通知される第１通知情報、移動体１００に関する異常又は警報を通知するための第２通知情報のうち少なくとも１つの情報を通知するための虚像である。第２虚像３０１ｂは、ウィンドシールド１０２の上側に表示される。第１通知情報は、例えば、右折又は左折する地点までの距離及び進行方向を通知する情報、移動体１００が走行している道路に設置された道路標識の認識結果（例えば速度標識に表示された制限速度）に関する情報等を含む。第２通知情報は、例えば、移動体１００において異常が発生した際に移動体１００の異常を通知する通知情報、及び移動体１００の走行に関連する警報を通知する通知情報のうち少なくとも１つを含む。移動体１００における異常には、例えば、エンジン、バッテリ等の動作不良、ドアの閉め忘れ、シートベルトの装着忘れ等がある。また、移動体１００の走行に関連する警報には、例えば、移動体１００が車線を逸脱した場合の警報、障害物の接近を通知する警報、前方車両又は後方車両の異常な接近を通知する警報、移動体１００の速度が制限速度を超過していることを通知する警報等がある。

ここで、図４に例示した第２虚像３０１ｂは、例えば、移動体１００が進路変更を行う位置に接近した場合に、ナビゲーションシステムから通知される通知情報（第１通知情報）である。第２虚像３０１ｂは、進路を変更する向きを示す記号（例えば、矢印）と、進路を変更する位置までの距離を示す文字列（例えば「５０ｍ」）とで構成される。尚、第２虚像３０１ｂは、ナビゲーションシステムから所定のタイミングで通知される通知情報に限定されず、適宜変更が可能である。

第１虚像３０１ａ及び第２虚像３０１ｂは、例えば、文字、数字、記号、及びメータ（例えば、速度計、燃料計等のメータ）にてこれらの情報を提示すること等が可能である。

上述のように、本実施形態の映像表示システム１０は、仮想面５０１上に、第１虚像３０１ａ及び第２虚像３０１ｂの少なくともいずれか一方を含む虚像３０１を表示可能である。映像表示システム１０は、移動体１００の数ｍから数十ｍ前方（好ましくは、３ｍから２０ｍ前方）に虚像３０１が見えるように虚像３０１を投影している。そして、映像表示システム１０は、移動体１００の速度が速いほど遠くに虚像３０１が見えるように、虚像３０１の投影距離Ｌ１を変更する。以下、映像表示システム１０の各部の構成について以下に説明する。

映像表示システム１０は、図１に示すように、本体部１と、表示部２と、投影部３と、表示制御部４と、駆動部５と、環境情報取得部６と、角度調整受付部７と、移動体情報取得部８とを備えている。

本体部１は、例えば合成樹脂製の箱体である。本体部１は、表示部２、投影部３、表示制御部４、駆動部５、環境情報取得部６、角度調整受付部７、及び移動体情報取得部８を収容する。本体部１は、例えば、移動体１００のダッシュボード１０３内に固定されている。本体部１は箱体に限定されず、表示部２、投影部３、表示制御部４、駆動部５、環境情報取得部６、角度調整受付部７、及び移動体情報取得部８を保持して移動体本体１０１に取付可能であれば、本体部１は例えばフレーム又は板材等で構成されてもよい。本体部１の形状等は適宜変更が可能である。

表示部２は、例えば、液晶ディスプレイのような表示装置を有している。液晶ディスプレイは、液晶パネル及びバックライトを含む。表示部２は、表示制御部４から入力される画像データに従って画像を表示する。

投影部３は、表示部２の表示面から出力される光により、表示部２に表示された画像に対応する虚像３０１を対象空間４００に投影する。本実施形態の映像表示システム１０は自動車のような移動体１００に搭載されるヘッドアップディスプレイであり、投影部３は、移動体１００のウィンドシールド１０２（図２参照）に画像を投影する。投影された画像は、ウィンドシールド１０２の投影領域１０５（図３参照）内に投影される。

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、表示部２からユーザ２００の視点Ｐ１までの光路上に第１ミラー３１、第２ミラー３２の順番で配置されている。より詳細には、第１ミラー３１は、表示部２の出力光が入射するように、表示部２の表示画面の上方に配置されている。第１ミラー３１は、表示部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で反射された表示部２の出力光が入射するような位置（例えば第１ミラー３１の前方下側の位置）に配置されている。第２ミラー３２は、第１ミラー３１で反射された表示部２の出力光を、上方（すなわちウィンドシールド１０２）に向けて反射する。第１ミラー３１は、例えば凸面鏡であり、第２ミラー３２は、例えば凹面鏡である。尚、第１ミラー３１は凸面鏡に限定されず、平面鏡でもよいし、凹面鏡でもよい。第２ミラー３２は凹面鏡に限定されず、平面鏡でもよいし、凸面鏡でもよい。本実施形態では投影部３から投射された光をウィンドシールド１０２で反射しているが、投影部３から投射された光を、ダッシュボード１０３の上側に配置された反射部材で反射して、ユーザ２００の目に入射させてもよい。

駆動部５は、表示制御部４からの制御指令に応じて、虚像３０１の投影距離Ｌ１が変化するように、表示部２の位置を移動させる。投影距離Ｌ１は、表示部２から投影部３を介してユーザ２００の目（視点Ｐ１）に光が照射されるまでの光路長に応じて変化し、光路長が長いほど投影距離Ｌ１が長くなる。駆動部５は、表示部２から投影部３を介してユーザ２００の目（視点Ｐ１）に光が照射されるまでの光路長が、表示制御部４から入力される制御指令に対応した距離となるように、表示部２を移動させる。駆動部５は、例えばボイスコイルモータを備えており、ボイスコイルに表示部２が固定されている。ボイスコイルへの通電電流及び通電方向を変えることでボイスコイルが往復動作を行うので、表示部２から光が出射する方向に沿って表示部２の位置を変化させることができる。このように駆動部５が表示部２の位置を変化させることで、表示部２から投影部３を介してユーザ２００の目に光が照射されるまでの光路長が変化し、虚像３０１の投影距離Ｌ１が変化する。尚、駆動部５の構成は一例であり、適宜変更が可能である。

環境情報取得部６は、移動体１００の周囲環境に関連する環境情報を定期又は不定期に取得する。環境情報取得部６は、環境情報として、例えば、映像表示システム１０の周囲の明るさに関する明るさ情報を取得する。本体部１には、本体部１（映像表示システム１０）の周囲の明るさを検出する明るさセンサが設けられており、環境情報取得部６は、明るさセンサの測定値をもとに明るさ情報を取得する。ここで、明るさ情報を取得するためのセンサは、例えば移動体１００の周囲を撮影するＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の画像センサでもよい。環境情報取得部６は、画像センサから取得した画像データに基づき、各画素の画素値から明るさ情報を取得することができる。

尚、環境情報は、映像表示システム１０の周囲の明るさ情報に限定されない。環境情報は、映像表示システム１０の周囲の明るさ、映像表示システム１０を搭載する移動体１００に発生する振動（移動体本体１０１の揺れ）、温度、及び湿度のうち少なくとも１つに関する情報でもよい。

角度調整受付部７は、ユーザ２００の前方視界の下側に表示される虚像３０１について、ユーザ２００が虚像３０１を見た場合の俯角θ１（具体的には俯角θ１の範囲）を設定するための設定情報を受け付ける。移動体１００の運転席には俯角θ１の範囲を設定するための操作部が設けられており、角度調整受付部７は操作部から設定情報を受け付ける。例えば、移動体１００の運転席には、操作部として、俯角θ１の範囲を上向きに移動させるための第１ボタンと、俯角θ１の範囲を下向きに移動させるための第２ボタンとが設けられており、角度調整受付部７は、第１ボタン及び第２ボタンから設定情報を受け付ける。ユーザ２００が俯角θ１の範囲を調整するための操作部を操作すると、角度調整受付部７は操作部から設定情報を受け付けて、表示制御部４に出力する。

移動体情報取得部８は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１０から車載ネットワーク（ＣＡＮ：Controller Area Network）１１１を介して移動体１００の状態に関する移動体情報を定期又は不定期に取得する。移動体情報は、例えば、移動体１００の速度に関する速度情報、移動体１００の揺れを移動体１００に設けた加速度センサで測定した揺れ情報、ナビゲーションシステムから通知される通知情報、各種の警告に関する情報のうち少なくとも１つを含む。各種の警告に関する情報には、例えば、移動体１００の異常、障害物の接近、車線からの逸脱、速度の超過等のうち少なくとも１つの情報が含まれる。尚、ＥＣＵ１１０は、例えば、ヒューマンインタフェースが受け付けたユーザ２００の操作内容等に基づいて、移動体１００の駆動系システム、操舵系システム等を制御する。ＥＣＵ１１０は、先進運転システム（ＡＤＡＳ：Advanced Driver Assistance System）から入力される制御命令等に基づいて、移動体１００の駆動系システム、操舵系システム等を制御してもよい。

表示制御部４は、表示部２の表示内容を制御する。表示制御部４は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータで構成されている。つまり、表示制御部４は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムで実現されている。そして、プロセッサが所定のプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが表示制御部４として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、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非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。

表示制御部４は、虚像３０１を表示させるための画像データを生成し、生成した画像データを表示部２に出力することによって、虚像３０１に対応する画像を表示部２に表示させる。

また、表示制御部４は、駆動部５に制御指令を出力し、駆動部５によって表示部２を表示部２から光が出力される方向に沿って移動させることで、虚像３０１の投影距離Ｌ１を変化させる機能を備えている。

また、表示制御部４は、角度調整受付部７から入力される設定情報に基づき、例えば、表示部２の表示面において虚像３０１となる映像を表示する位置を変更することによって、虚像３０１が表示される俯角θ１の範囲を変更する機能を備えている。図３の例では、虚像３０１を投影可能な俯角θ１の最小値がθ１１、俯角θ１の最大値はθ１２に設定されており、俯角θ１がθ１１以上かつθ１２以下の範囲で虚像３０１が投影される。なお、表示制御部４は、虚像３０１の投影距離Ｌ１を、移動体１００の速度に応じて、Ｌ１１以上かつＬ１２以下の範囲（例えば３ｍ以上かつ２０ｍ以下の範囲）内で変更している。また、表示制御部４は、移動体１００の揺れなどの影響で虚像３０１の一部又は全部が路面６００に入り込んだ状態で視認されないように、虚像３０１の路面６００からの高さに最低表示高さを設定している。

したがって、表示制御部４は、俯角θ１がθ１１以上かつθ１２以下で、投影距離Ｌ１がＬ１１以上かつＬ１２以下で、路面６００からの高さが最低表示高さ以上となる領域を、虚像３０１を表示可能な表示可能領域４０２に設定する。図３は、移動体１００の進行方向及び上下方向とそれぞれ直交する方向（左右方向）から対象空間４００を見た説明図である。図３の例では線Ａ１で囲まれる範囲が表示可能領域４０２となり、対象空間４００において表示可能領域４０２の外側の領域が制限領域４０１となる。

ここで、移動体１００の揺れによって発生する虚像３０１の投影位置の変動は、虚像３０１が遠くに投影されるほど（つまり投影距離Ｌ１が長いほど）大きくなるので、表示制御部４は、投影距離Ｌ１が長くなるにつれて虚像３０１の最低表示高さをより高くする。図３の例では、俯角θ１が最大値θ１２で、投影距離Ｌ１がＬ１０１の場合に最低表示高さが最も低い値Ｈ１１となる。投影距離Ｌ１がＬ１０１を超えると、投影距離Ｌ１が長くなるにつれて最低表示高さが徐々に高くなり、投影距離Ｌ１が最大値Ｌ１２の場合の最低表示高さはＨ１２となる。つまり、投影距離Ｌ１がＬ１０１で最低表示高さがＨ１１である点ＰＡと、投影距離Ｌ１がＬ１２で最低表示高さがＨ１２である点ＰＢとを結んでできる線分ＬＮ１１が、投影距離Ｌ１がＬ１０１とＬ１２との間での最低表示高さを表している。

ここにおいて、表示制御部４は、投影距離Ｌ１がＬ１０１とＬ１２との間での虚像３０１の最低表示高さを、移動体１００の揺れ等によって発生する虚像３０１の投影位置の変動を考慮して決定する。例えば、表示制御部４は、移動体情報取得部８が取得した揺れ情報をもとに、移動体１００の揺れ角度と俯角θ１とに基づいて、俯角θ１ごとに最低表示高さを決定しており、これによって虚像３０１の投影位置が決定される。尚、表示制御部４は、移動体１００の揺れ角度と、俯角θ１との少なくとも一方に基づいて虚像３０１の投影位置を決定すればよい。揺れ角度と俯角θ１との少なくとも一方に基づいて路面６００等の物体までの距離を求めることができるから、路面６００等の物体に虚像３０１が入り込んだ状態で投影されないように虚像３０１の投影位置を決定できる。

（２．２）動作
次に、本実施形態の映像表示システム１０の動作について図３、５～７を参照して説明する。

以下では、映像表示システム１０が、虚像３０１として移動体１００の速度を表す第１虚像３０１ａを投影する場合の動作について図５に基づいて説明する。第２虚像３０１ｂを投影する場合の動作は、第１虚像３０１ａを投影する場合の動作と同様であるので、その説明は省略する。尚、第１虚像３０１ａと第２虚像３０１ｂとの両方に共通する投影動作について説明する場合、虚像３０１と記載して説明する場合もある。

表示制御部４は、移動体情報取得部８から速度情報を取り込み、この速度情報に基づいて移動体１００の速度を表示するための第１虚像３０１ａの画像データを生成する（Ｓ１）。

表示制御部４は、移動体１００の速度情報に基づいて第１虚像３０１ａの投影距離Ｌ１を決定する（Ｓ２）。移動体１００の運転者であるユーザ２００が前方を見る場合、ユーザ２００は、移動体１００の速度が速くなるにつれて、より遠くを見るようになる。そのため、ユーザ２００が、移動体１００の前方の状況を見る場合と第１虚像３０１ａを見る場合とで視線の移動量が少なくなるように、表示制御部４は、移動体１００の速度が速くなるにつれて、第１虚像３０１ａの投影距離Ｌ１を長くする。すなわち、表示制御部４は、移動体情報取得部８から取り込んだ速度情報に基づいて、第１虚像３０１ａの投影距離Ｌ１を所定の範囲（例えば３ｍ以上かつ２０ｍ以下の範囲）内で決定する。

ここで、表示制御部４は、角度調整受付部７から入力される設定情報に基づいて、俯角θ１の下限値をθ１１、上限値をθ１２とする。表示制御部４には、虚像３０１の投影距離Ｌ１の最小値Ｌ１１、最大値Ｌ１２が予め設定されており、投影距離Ｌ１に応じた最低表示高さも予め設定されている。したがって、表示制御部４は、俯角θ１がθ１１以上かつθ１２以下であり、投影距離Ｌ１がＬ１１以上かつＬ１２以下であり、路面６００からの表示高さが最低表示高さ以上となる領域を表示可能領域４０２に設定する。

そして、表示制御部４は、ステップＳ２で決定した投影距離Ｌ１に基づいて、虚像３０１が表示可能領域４０２に投影されるように、虚像３０１の俯角θ１を決定する（Ｓ３）。

表示制御部４は、虚像３０１の投影距離Ｌ１及び俯角θ１を決定すると、虚像３０１に対応する画像の画像データを作成して表示部２に出力し、虚像３０１に対応する画像を表示部２に表示させる（Ｓ４）。

表示制御部４は、虚像３０１の投影距離Ｌ１に基づいて制御指令を駆動部５に出力し、駆動部５によって表示部２を移動させることで、ステップＳ２で決定された投影距離Ｌ１に虚像３０１が投影される（Ｓ５）。表示制御部４は、上記したステップＳ１～Ｓ５の処理を繰り返すことで、対象空間４００に虚像３０１を投影する。

以上のように、表示制御部４は、移動体１００の速度情報に基づいて虚像３０１の投影距離Ｌ１を変更する場合に、ステップＳ２，Ｓ３で決定した投影距離Ｌ１及び俯角θ１で虚像３０１を投影するので、表示可能領域４０２内に虚像３０１が投影される。これにより、虚像３０１の一部又は全部が制限領域４０１内に投影される可能性を低減でき、対象空間４００に存在する路面６００等の物体に虚像３０１の一部又は全部が入り込んだ状態で投影される可能性を低減できる。

表示制御部４のメモリには、投影距離Ｌ１ごとの俯角θ１の設定値が記憶されている。図３では、投影距離Ｌ１ごとの俯角θ１の設定値を示すグラフを実線で示している。図３の例では、投影距離Ｌ１がＬ１１からＬ１２まで変化する場合に、俯角θ１が、点Ｐ２１と点Ｐ２２とを結ぶ線分と点Ｐ２２と点ＰＢとを結ぶ線分とにしたがって変化する。すなわち、投影距離Ｌ１がＬ１１からＬ１０２まで変化する間は俯角θ１が一定であり、投影距離Ｌ１がＬ１０２からＬ１２まで延びる間は俯角θ１が徐々に小さくなる。表示制御部４は、移動体１００の速度情報をもとに投影距離Ｌ１を決定すると、この投影距離Ｌ１とメモリに記憶された設定値とに基づいて俯角θ１を決定する。表示制御部４は、移動体１００の速度情報をもとに投影距離Ｌ１を決定すると、この投影距離Ｌ１とメモリに記憶された設定値とに基づいて俯角θ１を決定しており、虚像３０１が表示可能領域４０２内に表示されるように投影距離Ｌ１と俯角θ１とを変更する。尚、図３の例では、表示制御部４は、投影距離Ｌ１の変化に対して、高さ方向における虚像３０１の位置が非線形に変化するように、虚像３０１の投影位置を変更する。

尚、表示制御部４は、点Ｐ２１と点Ｐ２２とを結ぶ線分と、点Ｐ２２と点ＰＢとを結ぶ線分との接続部分が滑らかな曲線を介して接続されるように、投影距離Ｌ１ごとの俯角θ１の設定値を決定してもよい。これにより、第１虚像３０１ａの投影距離Ｌ１を変化させる場合に、第１虚像３０１ａの俯角θ１が滑らかに変化するので、投影位置の変化が滑らかになり、第１虚像３０１ａの投影位置の変化が目立ちにくくなる、という利点がある。

ところで、本実施形態では、表示制御部４は、虚像３０１の表示高さの最低値を最低表示高さとしているが、虚像３０１の表示高さの最低値を、最低表示高さに所定量ΔＨを加えた高さに設定してもよい。図６の線分ＬＮ２は、投影距離Ｌ１がＬ１０１以上かつＬ１２以下の範囲における最低表示高さを示す線分ＬＮ１を所定量ΔＨだけ上側にシフトした線分である。表示制御部４は、表示可能領域４０２において線分ＬＮ２よりも下側の領域を非表示領域４０３とし、表示可能領域４０２において非表示領域４０３よりも上側の領域に虚像３０１が表示されるように投影距離Ｌ１及び俯角θ１を決定する。

このように、表示制御部４は、虚像３０１の表示高さの最低値を、最低表示高さよりも所定量ΔＨだけ上側に設定しているので、移動体１００の揺れなどで虚像３０１の投影位置が変動した場合でも、虚像３０１が路面６００に入り込んだ状態で視認される可能性をさらに低減できる。ここにおいて、表示制御部７は、移動体１００の揺れ情報と、移動体情報取得部８が取得した路面６００の傾斜角度との少なくとも一方を考慮して、非表示領域４０３を設定する所定量ΔＨを決定すればよい。

また、表示制御部４は、図７に示すように、第１虚像３０１ａの投影距離Ｌ１が長くなるにつれて、表示高さが一定の傾きで減少するように、投影距離Ｌ１と俯角θ１とを変更してもよい。図７の直線Ｂ１，Ｂ２は、投影距離Ｌ１ごとの俯角θ１の設定値を示すグラフである。表示制御部４は、投影距離Ｌ１が最長の距離Ｌ１２である場合の表示高さが最低表示高さ以上の高さとなり、投影距離Ｌ１の変化に応じて表示高さが一定の傾きで変化するように、第１虚像３０１ａの投影距離Ｌ１と俯角θ１とを変更する。この場合も、表示制御部４は、第１虚像３０１ａの投影距離Ｌ１が長くなるにつれて俯角θ１が小さくなるように投影距離Ｌ１と俯角θ１とを変更することによって第１虚像３０１ａの投影位置を決定しており、第１虚像３０１ａは表示可能領域４０２内に投影される。したがって、本実施形態の映像表示システム１０は、第１虚像３０１ａをより遠くに投影する場合でも、第１虚像３０１ａが路面６００等の物体に入り込んだ状態で投影される可能性を低減できる。また、表示制御部４は、第１虚像３０１ａを投影距離Ｌ１の変化に対して一定の割合で高さ方向において変化させているので、ユーザ２００が第１虚像３０１ａの動きに違和感を覚える可能性を低減できる。

また、上記の実施形態では、表示制御部４には、投影距離Ｌ１を変化させる場合に投影距離Ｌ１ごとの俯角θ１の設定値が予め設定されているが、ユーザ２００が投影距離Ｌ１ごとの俯角θ１を設定してもよい。

例えば、虚像３０１が最小の投影距離Ｌ１１に投影されている状態で、ユーザ２００が操作部を用いて俯角θ１を設定すると、表示制御部４は、角度調整受付部７から入力される設定情報に基づいて、最小の投影距離Ｌ１１での俯角θ１の設定値をメモリに記憶する。表示制御部４は、最大の投影距離Ｌ１２での表示高さが最低表示高さとなるように、投影距離Ｌ１２での俯角θ１を設定し、投影距離Ｌ１１での俯角θ１の設定値と投影距離Ｌ１２での俯角θ１の設定値との間を補間することによって、投影距離Ｌ１ごとの俯角θ１を決定する。このように、表示制御部４は、角度調整受付部７が受け付けた設定情報に基づいて俯角θ１を制御しており、ユーザ２００の好みに合わせて、投影距離Ｌ１ごとの俯角θ１を設定することができる。

なお、表示制御部４は、複数点の投影距離Ｌ１でユーザ２００が設定した俯角θ１の設定値をもとに、投影距離Ｌ１ごとの俯角θ１の設定値を決定してもよい。例えば、虚像３０１がある投影距離Ｌ１で投影されている状態で、角度調整受付部７がユーザ２００の操作に応じた設定情報を受け付けると、表示制御部４は、角度調整受付部７から入力された設定情報に基づいて、この投影距離Ｌ１での俯角θ１の設定値をメモリに記憶する。角度調整受付部７が、複数点の投影距離Ｌ１でユーザ２００の操作に応じた設定情報を受け付けると、表示制御部４は、複数点の投影距離Ｌ１での俯角θ１の設定値をメモリに記憶する。そして、表示制御部４は、メモリに記憶された複数点の投影距離Ｌ１での俯角θ１の設定値をもとに、複数点の投影距離Ｌ１の間を補間することで、投影距離Ｌ１と俯角θ１との対応関係を設定する。つまり、表示制御部４は、設定対象の投影距離Ｌ１で角度調整受付部７が受け付けた設定情報に基づいて、設定対象の投影距離Ｌ１以外の投影距離Ｌ１における俯角θ１を補間している。したがって、ユーザ２００は設定対象の投影距離Ｌ１での俯角θ１のみを設定すればよいから、設定の手間を少なくできる。ここで、表示制御部４は、複数点の投影距離Ｌ１での俯角θ１の設定値の間を直線で補間してもよいし、曲線で補間してもよい。これにより、ユーザ２００の好みに合わせて、投影距離Ｌ１ごとの俯角θ１を設定することができる。

ところで、本実施形態の映像表示システム１０は、路面６００に沿った仮想面に、例えば、ナビゲーションシステムからの指示を受けて、進路変更を知らせるための虚像（以下「案内表示」という）を表示してもよい。このような案内表示は、進路を変更する場所（例えば右折又は左折する場所）に近付くと表示されるのであるが、案内表示の投影位置に他の車両が存在すると、案内表示が他の車両に入り込んだ状態で見える可能性がある。一方、前方に存在する車両を避けて、進路を示す案内表示を前方に存在する車両の手前に表示すると、ユーザ２００が、進路を変更する場所が近いと判断してしまう可能性がある。

そこで、表示制御部４は、ナビゲーションシステムからの指示を受けて、進路変更を知らせる案内表示を表示する場合、先ずは、所定の距離（例えば数十ｍ）だけ前方の位置に案内表示を表示する。表示制御部４は、移動体情報取得部８から前方の車両までの距離情報を取得しており、案内表示の表示場所に他の車両が存在しないと判断すると、案内表示の表示を継続する。一方、表示制御部４は、案内表示の表示場所に他の車両が存在すると判断すると、案内表示を表示してから所定時間（例えば数秒程度の時間）が経過したタイミングで、案内表示を移動体１００の速度に応じた投影距離Ｌ１に投影する。これにより、案内表示の表示場所に他の車両が存在する場合でも、まずは案内表示を所定の距離だけ前方の位置に表示するので、進路を変更する場所が前方の車両よりも手前であると誤認識する可能性を低減できる。

（３）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示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。また、映像表示システム１０と同様の機能は、映像表示方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記録した非一時的な記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る映像表示方法は、投影距離Ｌ１を距離指令に応じて変更し、かつ、表示可能領域４０２に虚像３０１が投影されるように、投影距離Ｌ１と俯角θ１との少なくとも一方を変更する処理を含む。投影距離Ｌ１は、ユーザ２００の視点Ｐ１から、表示部２の出力光によって対象空間４００に投影される虚像３０１までの距離である。表示可能領域４０２は、対象空間４００において制限領域４０１を除いた領域である。一態様に係る（コンピュータ）プログラムは、上記の映像表示方法をコンピュータシステムに実行させるためのプログラムである。

以下、上記の実施形態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。

本開示における映像表示システム１０又は映像表示方法の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における映像表示システム１０又は映像表示方法の実行主体としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムで読み取り可能な非一時的な記録媒体は、メモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等である。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１又は複数の電子回路で構成される。ここでは、ＩＣ又はＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれるものでもよい。ＬＳＩの製造後にプログラムされる、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成又はＬＳＩ内部の回路区画のセットアップができる再構成可能な論理デバイスも同じ使い方が可能である。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられてもよい。

また、上記の実施形態では、映像表示システム１０は、１つの筐体（本体部１）に収まる１つの装置にて実現されているが、映像表示システム１０が備える表示部２、投影部３、及び表示制御部４の機能が、２つ以上のシステムに分散して設けられてもよい。また、表示部２、投影部３、及び表示制御部４のうちの少なくとも１つの機能が、２つ以上のシステムに分散して設けられていてもよい。また、表示制御部４は、例えば、クラウド（クラウドコンピューティング）によって実現されてもよい。

（３．１）変形例１
変形例１の映像表示システム１０は、距離指令に応じて虚像３０１の投影距離Ｌ１を変更する場合に、虚像３０１を路面６００と平行に移動させており、この点で上記の実施形態と相違する。尚、変形例１の映像表示システム１０の構成は、上記実施形態と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。

変形例１の映像表示システム１０では、表示制御部４は、虚像３０１の投影距離Ｌ１を距離指令（移動体１００の速度情報）に応じて変更する場合に、図８に線Ｂ３で示すように、虚像３０１を路面６００と平行に移動させている。

つまり、表示制御部４は、虚像３０１の表示高さを同じ値に維持した状態で、虚像３０１が路面６００と平行に移動するように、投影距離Ｌ１と俯角θ１の両方を変更する。この場合、投影距離Ｌ１が長くなるにつれて、俯角θ１は小さくなる方向に変化する。虚像３０１の表示高さが一定であるので、虚像３０１の投影距離Ｌ１を変更する場合に、ユーザ２００は虚像３０１が同じ高さに投影されているように見えるから、ユーザ２００が違和感を覚える可能性を低減できる。なお、図８に二点鎖線Ｂ５で示すように、投影距離Ｌ１を長くした場合に虚像３０１の表示高さが表示可能領域４０２の上限を超える場合、虚像３０１が表示可能領域４０２内に表示されるように、俯角θ１を小さくしてもよい。すなわち、図８に線Ｂ４で示すように、表示制御部４は、投影距離Ｌ１が長くなるにつれて表示高さが減少するように、投影距離Ｌ１と俯角θ１とを変更してもよい。これにより、ユーザ２００が虚像３０１を見る場合の俯角θ１が、下限値よりも小さくなる可能性を低減できる。

（３．２）変形例２
変形例２の映像表示システム１０では、表示制御部４が、環境情報取得部６が取得した周囲環境に関連する環境情報に応じて、虚像３０１の俯角θ１を変化させており、この点で上記の実施形態と相違する。尚、変形例２の映像表示システム１０の構成は、上記実施形態と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。

表示制御部４は、環境情報取得部６が取得した明るさ情報に基づいて、虚像３０１の俯角θ１を変化させている。表示制御部４は、明るさ情報に基づいて、周囲の明るさが所定の基準値よりも暗いと判断すると、図９の直線Ｂ６にしたがって投影距離Ｌ１と俯角θ１とを変更する。また、表示制御部４は、明るさ情報に基づいて、周囲の明るさが所定の基準値よりも明るいと判断すると、図９の直線Ｂ７にしたがって投影距離Ｌ１と俯角θ１とを変更する。

直線Ｂ６及びＢ７は、虚像３０１の投影距離Ｌ１と俯角θ１との関係を示すグラフであり、直線Ｂ６では直線Ｂ７に比べて、投影距離Ｌ１がＬ１１からＬ１２の範囲で俯角θ１が大きくなっている（つまり、表示高さが低くなっている）。

したがって、周囲の明るさが所定の基準値よりも暗い場合は、明るい場合に比べて、虚像３０１がより低い位置に投影される。夜間や悪天候時等で周囲が暗い場合、ユーザ２００は移動体１００の周囲に存在する人、障害物等により多くの注意を払う必要があるが、虚像３０１がより低い位置に投影されるので、ユーザ２００は虚像３０１に気を取られにくくなる。これにより、ユーザ２００は、周囲の状況により多くの注意を払うことができる。

（３．３）変形例３
上述のように、虚像３０１には、第１虚像３０１ａと、イベントの発生時にのみ表示される第２虚像３０１ｂとがある。表示制御部４は、投影距離Ｌ１を変更する場合に、第１虚像３０１ａ及び第２虚像３０１ｂが表示可能領域４０２に表示されるように、投影距離Ｌ１と俯角θ１との少なくとも一方を変更している。ここで、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、表示部２の表示画面２０１において、第１虚像３０１ａとなる画像２１１が表示される第１表示範囲１０６と、第２虚像３０１ｂとなる画像２１２が表示される第２表示範囲１０７とが分かれている。したがって、表示制御部４が、第１虚像３０１ａの俯角θ１を変更するために、画像２１１の表示位置を変化された場合でも、第１虚像３０１ａとなる画像２１１が第２表示範囲１０７に表示される可能性を低減できる。

ここで、図１０Ａ及び図１０Ｂの例では、第１表示範囲１０６を部分的に除いた領域を第２表示範囲１０７としているが、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、表示画面２０１を左右方向において複数の領域に分割し、中央の領域を第２表示範囲１０７Ａとし、左右の領域を第１表示範囲１０６Ａとしてもよい。

尚、表示部２の表示画面２０１において、第１表示範囲１０６，１０６Ａと第２表示範囲１０７，１０７Ａとは互いに重ならなければよく、適宜変更が可能である。

ところで、上記実施形態では、表示制御部４は、移動体１００の速度に応じて第１虚像３０１ａの投影距離を変更しており、移動体１００の速度が速くなるほど第１虚像３０１ａをより遠くに投影している、つまり投影距離を長くしている。ここで、移動体１００が揺れると、対象空間４００に対する第１虚像３０１ａの投影位置が変動するため、ユーザ２００には第１虚像３０１ａが実空間に対して揺れているように見える。そして、第１虚像３０１ａの投影距離が長いほど、移動体１００の揺れに応じて発生する第１虚像３０１ａの投影位置の変動が大きくなるので、第１虚像３０１ａの投影位置の変動が目立って見える可能性がある。

そこで、表示制御部４は、移動体１００の揺れによる第１虚像３０１ａの投影位置の変動を抑制するために、第１虚像３０１ａの揺れを補正する補正処理を行ってもよい。例えば、表示制御部４は、移動体情報取得部８が取得した揺れ情報（例えばピッチ角、ロール角、ヨー角等の情報）に基づいて、第１虚像３０１ａの投影位置の変動を低減するように、表示部２の表示画面において画像２１１の表示位置を変更する補正処理を行う。例えば、移動体１００の移動体本体１０１が上下方向において揺れている場合、表示制御部４は、移動体１００の揺れを相殺するように、表示部２の表示画面において画像２１１の表示位置を移動させればよい。第１虚像３０１ａが遠くに投影される場合には、図１１Ｂのように、第１虚像３０１ａとなる画像２１１が、表示部２の表示画面２０１において、第１表示範囲１０６Ａの上側に表示される。したがって、表示制御部４は、第１表示範囲１０６Ａの下側の領域も利用して、画像２１１を上下方向に移動させることで、揺れ補正を行うことができる。

つまり、表示制御部４は、第１表示範囲１０６Ａにおいて、第１虚像３０１ａとなる画像２１１の表示位置を、投影距離が相対的に短い場合の第１位置から、投影距離が相対的に長い場合の第２位置に移動させた場合に、揺れ補正を行う。ここにおいて、図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、第１位置は第１表示範囲１０６Ａの下側の位置であり、第２位置は第１表示範囲１０６Ａの上側の位置である。ここで、第１虚像３０１ａとなる画像２１１が第２位置に表示される場合、第１表示範囲１０６Ａにおいて第２位置よりも下側の領域、つまり第１位置に近い領域には第１虚像３０１ａとなる画像２１１が表示されない。したがって、表示制御部４は、第１表示範囲１０６Ａにおいて第２位置よりも第１位置に近い領域を利用し、この領域を含む可変領域で、第１虚像３０１ａの揺れを低減するように第１虚像３０１ａとなる画像２１１の表示位置を変位させる揺れ補正を行う。尚、表示制御部４は、揺れ補正で画像２１１の表示位置を変位させる場合の最大値を、第１表示範囲１０６Ａにおいて第２位置の下側にできる領域の寸法（図１１Ａ，図１１Ｂにおける上下方向の寸法）に応じて決定すればよい。

このように、表示制御部４が、移動体１００の揺れ情報に基づいて画像２１１の表示位置を補正する揺れ補正を行うので、第１虚像３０１ａの投影位置の対象空間４００に対する変動が抑制される。

ここで、表示制御部４は、第１虚像３０１ａの投影距離に応じて、対象空間４００に対する第１虚像３０１ａの揺れを補正する補正処理の内容を変更してもよい。

例えば、表示制御部４は、第１虚像３０１ａの投影距離が所定距離よりも短い場合は補正処理を行わず、第１虚像３０１ａの投影距離が所定距離以上である場合は補正処理を行うように、投影距離に応じて補正処理の内容を変更してもよい。所定距離は、例えば、ユーザ２００が第１虚像３０１ａを見た場合に、第１虚像３０１ａが移動体１００の移動体本体１０１（例えばボンネット）に重なって見える距離の最大値である。一例として、所定距離は、移動体１００の移動体本体１０１（例えばボンネット）の前端部から４ｍの位置までの距離である。所定距離は、例えば、移動体本体１０１の構造、ユーザ２００の視点Ｐ１（アイボックス）の高さ等によって変化する値である。

表示制御部４は、第１虚像３０１ａの投影距離が所定距離以上である場合、対象空間４００に対する第１虚像３０１ａの揺れが相対的に大きいことから揺れ補正が必要であると判断し、第１虚像３０１ａの揺れを補正する補正処理を実行する。また、表示制御部４は、第１虚像３０１ａの投影距離が所定距離よりも短い場合、第１虚像３０１ａの揺れが相対的に小さいことから揺れ補正が不要であると判断し、第１虚像３０１ａの揺れを補正する補正処理を実行しない。これにより、表示制御部４は、第１虚像３０１ａの揺れを補正する効果が相対的に高い場合は補正処理を行い、第１虚像３０１ａの揺れを補正する効果が相対的に低い場合は補正処理を行わないので、表示制御部４が行う演算処理の負荷を低減できる。

尚、表示制御部４は、第１虚像３０１ａの投影距離に応じて、第１虚像３０１ａの揺れを補正する補正処理を行うか否かを変更しているが、投影距離に応じて補正処理の強度（つまり、揺れを低減する補正量）を変更してもよい。

また、表示制御部４は、揺れ情報に応じて、表示部２の表示画面における画像２１１の表示位置を変更させることで補正処理を行っているが、例えばボイスコイルモータなどのアクチュエータを用いて表示部２の位置を変化させることで補正処理を行ってもよい。

また、表示制御部４は、移動体情報取得部８が取得した揺れ情報に基づいて、第２虚像３０１ｂとなる画像２１２の表示位置を変更する補正処理を行ってもよく、第２虚像３０１ｂが対象空間４００に対して変動して見えるのを抑制できる。

（３．４）その他の変形例
上記実施形態では、表示部２が、液晶ディスプレイのような表示装置であったが、液晶ディスプレイ以外の有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence）ディスプレイ等の表示装置でもよい。また、表示部２は、液晶ディスプレイのような表示装置に限定されず、光をスクリーンに投影するプロジェクタを備えるものでもよい。プロジェクタは、スクリーンの裏側から光を投影してスクリーンの表側に画像を表示するリアプロジェクタでもよいし、スクリーンの表側から光を投影してスクリーンの表側に画像を表示するフロントプロジェクタでもよい。プロジェクタは、スクリーンの裏側又は表側から光（例えばレーザ光）を走査して画像を形成する走査型のプロジェクタでもよい。

上記実施形態において、駆動部５が、投影部３の第２ミラー３２の向きを調整する機能を備えている場合、表示制御部４が俯角調整指令に基づいて駆動部５を制御し、駆動部５によって第２ミラー３２の向きを変化させることで俯角θ１を調整してもよい。駆動部５は、投影部３を構成する光学部品、表示部２、本体部１の少なくとも１つの向きを調整する機能を備えていてもよい。表示制御部４が俯角調整指令に基づいて駆動部５を制御し、駆動部５が投影部３を構成する光学部品、表示部２、本体部１の少なくとも１つの向きを調整することで俯角θ１を調整してもよい。

また、駆動部５が、投影部３を構成する光学部品、表示部２、本体部１の少なくとも１つの向きを調整するとともに、表示部２の表示画面において虚像３０１に対応する映像を表示する位置を変更することで、俯角θ１を調整してもよい。

上記実施形態では、投影部３は、表示部２からの出力光をユーザ２００の目に照射させるための光学部品として２つのミラー（第１ミラー３１及び第２ミラー３２）を備えているが、投影部３はミラーのみを備えるものに限定されない。投影部３は、光学部品としてミラーとレンズとの少なくとも一方を備えていてもよく、ミラーとレンズとの少なくとも一方である光学部品の数は１つでも複数でもよい。

上記実施形態では、駆動部５が、表示制御部４からの制御指令に基づいて、表示部２の位置を変化させることで虚像３０１の投影距離Ｌ１を変化させているが、虚像３０１の投影距離Ｌ１を変化させる構成は、表示部２の位置を変化させるものに限定されない。例えば、駆動部５が、表示制御部４からの制御指令に基づいて、投影部３が備える第１ミラー３１及び第２ミラー３２のうち少なくとも一方の位置を変化させることで、虚像３０１の投影距離Ｌ１を変化させてもよい。また、投影部３が光学部品としてレンズを備えている場合、駆動部５が、表示制御部４からの制御指令に基づいて、レンズの位置を変化させることで虚像３０１の投影距離Ｌ１を変化させてもよい。また、投影部３が光学部品として液晶レンズのようなレンズを備えている場合、駆動部５が、液晶レンズに印加する電圧を変化させて液晶レンズの焦点距離を変化させることで、虚像３０１の投影距離Ｌ１を変化させてもよい。

上記実施形態では、環境情報取得部６は、本体部１に設けられたセンサから周囲環境に関する環境情報（例えば、明るさ情報）を取得しているが、移動体１００に設けられたセンサから車載ネットワーク１１１を介して環境情報を取得してもよい。ここにおいて、環境情報取得部６は、移動体１００に設けられたセンサから環境情報を直接取得してもよいし、ＥＣＵ１１０等を介してセンサから環境情報を取得してもよい。

上記実施形態では、映像表示システム１０がヘッドアップディスプレイであるが、映像表示システム１０は、例えば、ユーザ２００の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ（Head Mounted Display）であってもよい。

上記実施形態において、投影距離Ｌ１の変化速度などの２値の比較において、「より大きい」としているところは「以上」であってもよい。つまり、２値の比較において、２値が等しい場合を含むか否かは、基準値等の設定次第で任意に変更できるので、「より大きい」か「以上」かに技術上の差異はない。同様に、「以下」としているところは「未満」であってもよい。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様の映像表示システム（１０）は、表示部（２）と、投影部（３）と、表示制御部（４）と、を備える。表示部（２）は画像を表示する。投影部（３）は、表示部（２）の出力光により、画像に対応する虚像（３０１）を対象空間に投影する。表示制御部（４）は、投影距離（Ｌ１）と俯角（θ１）との少なくとも一方を変更することによって虚像（３０１）の投影位置を変更可能である。投影距離（Ｌ１）は、虚像（３０１）を見るユーザ（２００）の視点（Ｐ１）から対象空間（４００）に投影される虚像（３０１）までの距離である。俯角（θ１）は、ユーザ（２００）の視点（Ｐ１）から虚像（３０１）を見る場合の角度である。表示制御部（４）は、距離指令に応じて虚像（３０１）の投影距離（Ｌ１）を変更し、かつ、表示可能領域（４０２）に虚像（３０１）が投影されるように、投影距離（Ｌ１）と俯角（θ１）との少なくとも一方を変更する。表示可能領域（４０２）は、対象空間（４００）において制限領域（４０１）を除いた領域である。

この態様によれば、対象空間（４００）に存在する物体に虚像（３０１）の一部又は全部が入り込んでいるように投影される可能性を低減可能である。

第２の態様の映像表示システム（１０）では、第１の態様において、表示部（２）と投影部（３）と表示制御部（４）とが移動体（１００）に搭載されている。距離指令は、移動体（１００）に関連する移動体情報に基づいて生成される。

この態様によれば、移動体情報に基づいて虚像（３０１）の投影距離（Ｌ１）を変更することができる。

第３の態様の映像表示システム（１０）では、第１又は第２の態様において、表示部（２）と投影部（３）と表示制御部（４）とが移動体（１００）に搭載されている。表示制御部（４）は、移動体（１００）の揺れ角度と俯角（θ１）との少なくとも一方に基づいて、虚像（３０１）の投影位置を決定する。

この態様によれば、対象空間（４００）に存在する物体に虚像（３０１）の一部又は全部が入り込んでいるように投影される可能性を低減できる。

第４の態様の映像表示システム（１０）では、第１～第３のいずれかの態様において、表示制御部（４）は、投影距離（Ｌ１）が長くなるにつれて、俯角（θ１）が小さくなるように、虚像（３０１）の投影位置を変更する。

この態様によれば、対象空間（４００）に存在する物体に虚像（３０１）の一部又は全部が入り込んでいるように投影される可能性を低減可能である。

第５の態様の映像表示システム（１０）では、第４の態様において、表示制御部（４）は、投影距離（Ｌ１）の変化に対して、高さ方向における虚像（３０１）の位置が非線形に変化するように、虚像（３０１）の投影位置を変更する、。

この態様によれば、対象空間（４００）に存在する物体に虚像（３０１）の一部又は全部が入り込んでいるように投影される可能性を低減可能である。

第６の態様の映像表示システム（１０）では、第１～第５のいずれかの態様において、表示制御部（４）は、周囲環境に関連する環境情報に応じて俯角（θ１）を変化させる。

この態様によれば、環境情報に応じて俯角（θ１）を変化させることによって、対象空間（４００）に存在する物体に虚像（３０１）の一部又は全部が入り込んでいるように投影される可能性を低減可能である。

第７の態様の映像表示システム（１０）は、第１～第６のいずれかの態様において、俯角（θ１）の設定情報を受け付ける受付部（７）を更に備える。表示制御部（４）は、受付部（７）が受け付けた設定情報に基づいて俯角（θ１）を制御する。

この態様によれば、受付部（７）が受け付けた設定情報に応じて、虚像（３０１）の俯角（θ１）を設定することができる。

第８の態様の映像表示システム（１０）は、第１～第７のいずれかの態様において、俯角（θ１）の設定値を受け付ける受付部（７）を更に備える。表示制御部（４）は、設定対象の投影距離（Ｌ１）で受付部（７）が受け付けた設定値に基づいて、設定対象の投影距離（Ｌ１）以外の投影距離（Ｌ１）における俯角（θ１）を補間する。

この態様によれば、受付部（７）が受け付けた設定情報に応じて、虚像（３０１）の俯角（θ１）を設定することができる。

第９の態様の映像表示システム（１０）では、第１～第８のいずれかの態様において、虚像（３０１）は、第１虚像（３０１ａ）と、イベントの発生時のみに表示される第２虚像（３０１ｂ）とを含む。表示部（２）の表示画面（２０１）において、第１虚像（３０１ａ）となる画像（２１１）が表示される第１表示範囲（１０６，１０６Ａ）と、第２虚像（３０１ｂ）となる画像（２１２）が表示される第２表示範囲（１０７，１０７Ａ）とが分かれている。

この態様によれば、第１虚像（３０１ａ）と第２虚像（３０１ｂ）とが重なって表示される可能性を低減できる。

第１０の態様の映像表示システム（１０）では、第１～第９のいずれかの態様において、表示制御部（４）が、第１表示範囲（１０６，１０６Ａ）において、第１虚像（３０１ａ）となる画像（２１１）の表示位置を、投影距離が相対的に短い場合の第１位置から、投影距離が相対的に長い場合の第２位置に移動させた場合に、揺れ補正を行う。揺れ補正は、第１表示範囲（１０６，１０６Ａ）において第２位置よりも第１位置に近い領域を含む可変領域で、第１虚像（３０１ａ）の揺れを低減するように第１虚像（３０１ａ）となる画像（２１１）の表示位置を変位させる処理である。

この態様によれば、表示制御部（４）は、投影距離が長くなり、第１虚像（３０１ａ）となる画像（２１１）の表示位置を第１位置から第２位置に移動させた場合に、第２位置よりも第１位置に近い領域を含む可変領域を利用して揺れ補正を行うことができる。

第１１の態様の移動体（１００）は、第１～第１０のいずれか１つの態様の映像表示システム（１０）と、映像表示システム（１０）を搭載する移動体本体（１０１）と、を備える。

この態様によれば、対象空間（４００）に存在する物体に虚像（３０１）の一部又は全部が入り込んでいるように投影される可能性を低減可能である。

第１２の態様の映像表示方法は、投影距離（Ｌ１）を距離指令に応じて変更し、かつ、表示可能領域（４０２）に虚像（３０１）が投影されるように、投影距離（Ｌ１）と俯角（θ１）との少なくとも一方を変更する処理を含む。投影距離（Ｌ１）は、ユーザ（２００）の視点（Ｐ１）から、表示部（２）の出力光によって対象空間（４００）に投影される虚像（３０１）までの距離である。表示可能領域（４０２）は、対象空間（４００）において制限領域（４０１）を除いた領域である。

この態様によれば、対象空間（４００）に存在する物体に虚像（３０１）の一部又は全部が入り込んでいるように投影される可能性を低減可能である。

第１３の態様のプログラムは、第１２の態様の映像表示方法をコンピュータシステムに実行させるためのプログラムである。

この態様によれば、対象空間（４００）に存在する物体に虚像（３０１）の一部又は全部が入り込んでいるように投影される可能性を低減可能である。

上記態様に限らず、上記の実施形態に係る映像表示システム（１０）の種々の構成（変形例を含む）は、映像表示方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化可能である。

第２～第１０の態様に係る構成については、映像表示システム（１０）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

２ 表示部
３ 投影部
４ 表示制御部
７ 角度調整受付部（受付部）
１０ 映像表示システム
１００ 移動体
１０１ 移動体本体
１０６，１０６Ａ 第１表示範囲
１０７，１０７Ａ 第２表示範囲
２００ ユーザ
２０１ 表示画面
２１１，２１２ 画像
３０１ 虚像
３０１ａ 第１虚像
３０１ｂ 第２虚像
４００ 対象空間
４０１ 制限領域
４０２ 表示可能領域
Ｌ１ 投影距離
Ｐ１ 視点
θ１ 俯角

Claims (11)

1. 画像を表示する表示部と、
   前記表示部の出力光により、前記画像に対応する虚像を対象空間に投影する投影部と、
   前記虚像を見るユーザの視点から前記対象空間に投影される前記虚像までの投影距離と前記ユーザの視点から前記虚像を見る場合の俯角との少なくとも一方を変更することによって前記虚像の投影位置を変更可能である表示制御部と、を備え、
   前記表示制御部は、距離指令に応じて前記虚像の前記投影距離を変更し、かつ、前記対象空間において制限領域を除いた表示可能領域に前記虚像が投影されるように、前記投影距離と前記俯角との少なくとも一方を変更し、
   前記虚像は、第１虚像と、イベントの発生時のみに表示される第２虚像とを含み、
   前記表示部の表示画面において、前記第１虚像となる画像が表示される第１表示範囲と、前記第２虚像となる画像が表示される第２表示範囲とが分かれ、
   前記表示制御部が、前記第１表示範囲において、前記第１虚像となる画像の表示位置を、前記投影距離が相対的に短い場合の第１位置から、前記投影距離が相対的に長い場合の第２位置に移動させた場合に、前記第１表示範囲において前記第２位置よりも前記第１位置に近い領域を含む可変領域で、前記第１虚像の揺れを低減するように前記第１虚像となる画像の表示位置を変位させる揺れ補正を行う、
   映像表示システム。
2. 前記表示部と前記投影部と前記表示制御部とが移動体に搭載されており、
   前記距離指令は、前記移動体に関連する移動体情報に基づいて生成される、
   請求項１に記載の映像表示システム。
3. 前記表示部と前記投影部と前記表示制御部とが移動体に搭載されており、
   前記表示制御部は、前記移動体の揺れ角度と前記俯角との少なくとも一方に基づいて、前記虚像の投影位置を決定する、
   請求項１又は２に記載の映像表示システム。
4. 前記表示制御部は、前記投影距離が長くなるにつれて、前記俯角が小さくなるように、前記虚像の投影位置を変更する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の映像表示システム。
5. 前記表示制御部は、前記投影距離の変化に対して、高さ方向における前記虚像の位置が非線形に変化するように、前記虚像の投影位置を変更する、
   請求項４に記載の映像表示システム。
6. 前記表示制御部は、周囲環境に関連する環境情報に応じて前記俯角を変化させる、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の映像表示システム。
7. 前記俯角の設定情報を受け付ける受付部を更に備え、
   前記表示制御部は、前記受付部が受け付けた前記設定情報に基づいて前記俯角を制御する、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の映像表示システム。
8. 前記俯角の設定情報を受け付ける受付部を更に備え、
   前記表示制御部は、設定対象の投影距離で前記受付部が受け付けた前記設定情報に基づいて、前記設定対象の投影距離以外の投影距離における前記俯角を補間する、
   請求項１～７のいずれか１項に記載の映像表示システム。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の映像表示システムと、前記映像表示システムを搭載する移動体本体と、を備える、
   移動体。
10. ユーザの視点から表示部の出力光によって対象空間に投影される虚像までの投影距離を距離指令に応じて変更し、かつ、前記対象空間において制限領域を除いた表示可能領域に前記虚像が投影されるように、前記投影距離と俯角との少なくとも一方を変更する処理を含み、
    前記虚像は、第１虚像と、イベントの発生時のみに表示される第２虚像とを含み、
    前記表示部の表示画面において、前記第１虚像となる画像が表示される第１表示範囲と、前記第２虚像となる画像が表示される第２表示範囲とが分かれ、
    前記第１表示範囲において、前記第１虚像となる画像の表示位置を、前記投影距離が相対的に短い場合の第１位置から、前記投影距離が相対的に長い場合の第２位置に移動させた場合に、前記第１表示範囲において前記第２位置よりも前記第１位置に近い領域を含む可変領域で、前記第１虚像の揺れを低減するように前記第１虚像となる画像の表示位置を変位させる揺れ補正を行う処理を更に含む、
    映像表示方法。
11. 請求項１０に記載の映像表示方法をコンピュータシステムに実行させるための、
    プログラム。

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