JP7390558B2 - 虚像表示システム、画像表示方法、ヘッドアップディスプレイ、及び移動体 - Google Patents

Description

本開示は、虚像表示システム、画像表示方法、ヘッドアップディスプレイ、及び移動体に関する。より詳細には、本開示は、虚像を表示する虚像表示システム、画像表示方法、ヘッドアップディスプレイ、及び移動体に関する。

特許文献１は、対象空間に虚像を投影する画像表示装置（虚像表示システム）を開示する。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、ユーザ（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、路面等の背景に虚像が重畳されているように視認する。

特許文献１の画像表示装置では、ユーザが、遠方にある対象物を注視している状態から、画像表示装置によって表示される虚像を視認する場合に、ユーザが目の焦点を合わせるのに時間がかかり、虚像が見えにくいという問題があった。

特開２０１７－１４２４９１号公報

本開示の目的は、見えやすさを向上させることが可能な虚像表示システム、画像表示方法、ヘッドアップディスプレイ、及び移動体を提供することにある。

本開示の一態様の虚像表示システムは、画像データ作成部と、画像表示部と、光学系と、を備える。前記画像データ作成部は、描画を行う対象物の画像データと、前記描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、前記描画を行う対象物の虚像を表示するための画像データを作成する。前記画像表示部は、前記虚像を表示するための画像データに基づく画像を表示面に表示する。前記光学系は、前記表示面に表示される前記画像をアイボックスに集光することによって、前記アイボックスに視点があるユーザに前記表示面に表示される前記画像に基づく前記虚像を視認させる。前記表示面は、前記表示面と前記光学系とを結ぶ光路に対して傾斜した状態で配置される。前記描画を行う対象物の画像データは、立体描画を行う対象物の第１画像データと、平面描画を行う対象物の第３画像データと、を含む。前記画像データ作成部は、前記第１画像データと、前記立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、前記立体描画を行う対象物を立体視させるための第２画像データを作成し、前記第３画像データと、前記平面描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、前記平面描画を行う対象物を平面描画するための第４画像データを作成する。前記画像データ作成部は、前記画像表示部の前記表示面に前記立体描画を行う対象物の画像を表示させる場合、前記立体描画を行う対象物の表示位置に対応する複数の画素のうち、前記アイボックスにおいて設定される複数の視点の各々に対応する複数の画素に、同じ画像を表示させるための前記第２画像データを作成し、前記画像表示部の前記表示面に前記平面描画を行う対象物の画像を表示させる場合、前記平面描画を行う対象物の表示位置に対応する複数の画素に、前記第３画像データに基づく画像を表示させる前記第４画像データを作成する。

本開示の一態様の画像表示方法は、前記虚像表示システムが備える前記画像表示部に前記画像を表示する画像表示方法である。前記画像表示方法は、第１処理と、第２処理と、第３処理と、第４処理と、第２画像データ作成処理と、第４画像データ作成処理と、画像表示処理と、を含む。前記第１処理では、前記立体描画を行う対象物の第１画像データを取得する。前記第２処理では、前記立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報を取得する。前記第３処理では、前記平面描画を行う対象物の第３画像データを取得する。前記第４処理では、前記平面描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報を取得する。第２画像データ作成処理では、前記第１画像データと前記立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、前記立体描画を行う対象物を立体視させるための第２画像データを作成する。前記第４画像データ作成処理では、前記第３画像データと前記平面描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、前記平面描画を行う対象物を平面描画するための第４画像データを作成する。前記第２画像データ作成処理では、前記画像表示部の前記表示面に前記立体描画を行う対象物の画像を表示させる場合、前記立体描画を行う対象物の表示位置に対応する複数の画素のうち、前記アイボックスにおいて設定される複数の視点の各々に対応する複数の画素に、同じ画像を表示させるための前記第２画像データを作成する。前記第４画像データ作成処理では、前記画像表示部の前記表示面に前記平面描画を行う対象物の画像を表示させる場合、前記平面描画を行う対象物の表示位置に対応する複数の画素に、前記第３画像データに基づく画像を表示させる前記第４画像データを作成する。前記画像表示処理では、前記第２画像データに基づく画像と、前記第４画像データに基づく画像とを前記画像表示部の前記表示面に表示する。

本開示の一態様のヘッドアップディスプレイは、前記虚像表示システムを備える。前記光学系が、入射光を前記アイボックスに向かって反射する光透過性を有する反射部材を含む。前記ヘッドアップディスプレイは、前記アイボックスに視点があるユーザに、前記反射部材を透過して見える現実空間に重ね合わせた前記虚像を視認させる。

本開示の一態様の移動体は、移動する移動体本体と、前記移動体本体に搭載される前記ヘッドアップディスプレイと、を備える。前記反射部材が、前記移動体本体のウィンドシールド又はコンバイナを含む。

図１は、本開示の一実施形態に係る虚像表示システムの概略的な説明図である。 図２は、同上の虚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、同上の虚像表示システムの概略的な説明図である。 図４は、同上の虚像表示システムによって表示される虚像の説明図である。 図５は、同上の虚像表示システムによって立体描画を行う方法を説明する説明図である。 図６は、同上の虚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７は、同上の虚像表示システムによって表示される虚像の説明図である。 図８は、本開示の一実施形態の変形例１に係る虚像表示システムの概略的な説明図である。

（１）概要
本実施形態に係る虚像表示システム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。

虚像表示システム１０は、図１及び図３に示すように、画像データ作成部５２（図３参照）と、画像表示部２０と、光学系３０と、を備える。画像データ作成部５２は、立体描画を行う対象物の第１画像データと、立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、立体描画を行う対象物を立体視させるための第２画像データを作成する。画像表示部２０は、第２画像データに基づく画像を表示面２２１に表示する。光学系３０は、表示面２２１に表示される画像をアイボックス２１０に集光することによって、アイボックス２１０に視点２０１があるユーザ２００に表示面２２１に表示される画像に基づく虚像３１０を視認させる。表示面２２１は、表示面２２１と光学系３０とを結ぶ光路Ｌ１に対して傾斜した状態で配置される。

換言すれば、画像データ作成部５２は、描画を行う対象物の画像データと、描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、描画を行う対象物の虚像を表示するための画像データを作成する。画像表示部２０は、虚像を表示するための画像データに基づく画像を表示面に表示する。光学系３０は、表示面２２１に表示される画像をアイボックス２１０に集光することによって、アイボックス２１０に視点２０１があるユーザ２００に表示面２２１に表示される画像に基づく虚像３１０を視認させる。表示面２２１は、表示面２２１と光学系３０とを結ぶ光路Ｌ１に対して傾斜した状態で配置される。描画を行う対象物の画像データは、立体描画を行う対象物の第１画像データを含む。画像データ作成部５２は、画像データに含まれる第１画像データと、立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、立体描画を行う対象物を立体視させるための第２画像データを作成する。

虚像表示システム１０は、例えば自動車１００に搭載されるヘッドアップディスプレイ１に用いられる。すなわち、本実施形態のヘッドアップディスプレイ１は虚像表示システム１０を備える。ヘッドアップディスプレイ１では、光学系３０が反射部材（例えばウィンドシールド１１２）を含む。反射部材は光透過性を有し、入射光をアイボックス２１０に向かって反射する。アイボックス２１０に視点があるユーザ２００に、反射部材を透過して見える現実空間に重ね合わせた虚像３１０（３００）を視認させる。

本実施形態の虚像表示システム１０は、自動車１００に搭載されるヘッドアップディスプレイ１に用いられ、例えば、自動車１００の速度情報、コンディション情報、及び運転情報等に関連する運転支援情報をユーザ２００の視界に表示するために用いられる。自動車１００の運転情報としては、例えば、走行経路等を表示するナビゲーション関連の情報、及び、走行速度及び車間距離を一定に保つＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）関連の情報等がある。ここで、虚像表示システム１０によって表示される虚像３００には、自動車１００の走行面４００と平行な平面ＰＬ１１に沿って表示される虚像３１０と、走行面４００と垂直な平面ＰＬ１２に沿って表示される虚像３２０とがある。走行経路等を表示するナビゲーション関連の情報、及びＡＣＣ関連の情報等は走行面４００に沿って表示されるのが好ましく、これらの情報は虚像３１０を用いて表示される。一方、自動車１００の速度情報及びコンディション情報は、走行面４００と垂直な平面ＰＬ１２に沿って表示されるのが好ましく、これらの情報は虚像３２０を用いて表示される。また、虚像表示システム１０が表示する情報の種類は予め決まっているので、虚像表示システム１０が表示する虚像３００の画像データは記憶部５４に予め保持されている。つまり、平面描画の対象物である虚像３１０の第３画像データ、及び、立体描画の対象物である虚像３２０の第１画像データは記憶部５４に予め保持されている。したがって、画像データ作成部５２は、立体描画を行う対象物である虚像３２０の第１画像データと、虚像３２０を表示する対象空間において虚像３２０を表示する表示位置に関する位置情報とに基づいて、虚像３２０を立体視させるための第２画像データを作成する。また、画像データ作成部５２は、平面描画を行う対象物である虚像３１０の第３画像データと、虚像３１０の表示位置に関する位置情報とに基づいて、虚像３１０を平面描画するための第４画像データを作成する。

ここで、光学系３０は、表示面２２１に表示される画像を構成する光の反射と屈折との少なくとも一方を行うことによって、表示面２２１に表示される画像をアイボックス２１０に集光する。以下の実施形態では、光学系３０が、例えば、画像表示部２０の表示面２２１から出力される光を反射する第１ミラー３１と、第１ミラー３１で反射された光を反射する第２ミラー３２と、第２ミラー３２で反射された光をアイボックス２１０に向かって反射するウィンドシールド１１２を含む。なお、光学系３０は、凸面鏡のような第１ミラー３１と、凹面鏡のような第２ミラー３２と、ウィンドシールド１１２とを組み合わせることで実現されているが、光学系３０の構成は適宜変更が可能である。光学系３０を構成する光学部品（レンズ又はミラー）の組み合わせは、表示面２２１の大きさ、拡大率、視距離等に応じて適宜変更が可能である。第１ミラー３１は凸面鏡に限らず、平面鏡又は凹面鏡でもよいし、第２ミラー３２は凹面鏡に限らず、平面鏡又は凸面鏡でもよい。また、光学系３０は、３つ以上のミラーの組み合わせで実現されてもよいし、複数のレンズの組み合わせで実現されてもよい。また、光学系３０は、１個の光学部品（レンズ又はミラー等）のみで実現されてもよい。

画像表示部２０の表示面２２１に表示される画像は、光学系３０によってアイボックス２１０に集光される。アイボックス２１０に視点２０１があるユーザ２００は、光学系３０によって投影された画像を見る。すなわち、ユーザ２００は、光学系３０によって拡大された画像を見ることで、表示面２２１に表示される画像に基づく虚像３１０，３２０（図１及び図４参照）を視認することができる。換言すると、虚像３１０，３２０は、画像表示部２０から出力される光が、光学系３０のウィンドシールド１１２によって反射されるとき、その反射光線によって、ユーザ２００の視線方向に実際に物体が存在するかのように結ばれる像を意味する。ウィンドシールド１１２は光透過性を有しているので、ヘッドアップディスプレイ１は、アイボックス２１０に視点があるユーザ２００に、反射部材を透過して見える現実空間に重ね合わせた虚像３１０，３２０（図４参照）を視認させる。

ところで、本実施形態の虚像表示システム１０では、画像表示部２０は、表示面２２１と光学系３０とを結ぶ光路Ｌ１に対して表示面２２１が傾斜した状態で配置されている。ここにおいて、光路Ｌ１に対して表示面２２１が傾斜するとは、表示面２２１の法線が、光路Ｌ１と平行な直線と斜めに交差している状態をいう。図１の例では、画像表示部２０は、第１ミラー３１と画像表示部２０の上端部までの距離と、第１ミラー３１と画像表示部２０の下端部までの距離とが互いに異なるように、すなわち第１ミラー３１（光学系３０）に対して傾斜するように配置されている。また、画像表示部２０が、第１ミラー３１及び第２ミラー３２を含む光学系３０の焦点位置２３に近くなると虚像までの視距離は遠くなり、焦点位置２３から遠くなるつまり光学系３０に近くなると虚像までの視距離は近くなる。なお、本実施形態では、画像表示部２０は、光学系３０から光学系３０の焦点位置２３の間に配置されている。表示面２２１に表示される画像が光学系３０を介してユーザ２００に投影された場合に、当該画像の上端部に対応する表示面２２１の一端部（例えば下端部）とアイボックス２１０との間の距離が、当該画像の下端部に対応する表示面２２１の他端部（例えば上端部）とアイボックス２１０との間の距離に比べて長くなるように、画像表示部２０が配置されている。これにより、平面描画の対象物である虚像３１０は、自動車１００が走行する走行面４００（図２参照）と平行な平面ＰＬ１１、及び、走行面４００と直交する平面ＰＬ１２に対してそれぞれ傾斜する平面ＰＬ１上に投影される。したがって、平面描画の対象物である虚像３１０には自然な距離感を与えることができ、虚像３１０の視認性が向上するという利点がある。なお、画像表示部２０及び光学系３０の配置を変更することによって平面ＰＬ１を平面ＰＬ１１とほぼ平行にしてもよい。

また、立体描画の対象物である虚像３２０は、所望の表示位置に、自動車１００の走行面４００と直交する平面ＰＬ１２に沿って表示されており、ユーザ２００は虚像３２０の表示を元に必要な情報を取得できる。

本実施形態の虚像表示システム１０では、画像表示部２０の表示面２２１に画像を表示することで、自然な距離感がある虚像３１０を表示できるので、画像データ作成部５２は、虚像３１０を表示させるための第３画像データを作成するために特別な処理をする必要はない。したがって、画像データ作成部５２は、立体描画の対象物である虚像３２０を表示するための第２画像データを作成するだけでよいから、画像データを作成する処理負荷を低減できるという利点がある。これにより、本実施形態の虚像表示システム１０では、画像データを作成する処理負荷を低減しながらも、画像の見えやすさを向上させることが可能になる。

（２）詳細
以下、本実施形態に係る虚像表示システム１０について図面を参照して詳しく説明する。

（２．１）構成
本実施形態の虚像表示システム１０は、図１及び図３に示すように、画像表示部２０と、光学系３０と、制御部５０と、を備えている。また、虚像表示システム１０は、画像表示部２０、光学系３０、及び制御部５０を収容するハウジング６０を更に備えている。

本実施形態の虚像表示システム１０は、移動体である自動車１００の移動体本体１１０に搭載される。すなわち、移動体（自動車１００）は、移動する移動体本体１１０と、移動体本体１１０に搭載される虚像表示システム１０と、を備えている。虚像表示システム１０が備える反射部材は、例えばウィンドシールド１１２で実現されているが、移動体本体１１０に設けられたコンバイナで実現されてもよい。

以下、虚像表示システム１０が備えるハウジング６０、画像表示部２０、光学系３０、及び制御部５０の各々について図面を参照して説明する。

（２．１．１）ハウジング
ハウジング６０は、例えば合成樹脂の成型品等で構成されている。ハウジング６０は、内部に収容室６４を有する箱状に形成されている。収容室６４には、画像表示部２０、光学系３０、及び制御部５０等が収容されている。

ハウジング６０は、移動体本体１１０のダッシュボード１１３に取り付けられている。光学系３０の第２ミラー３２によって反射された光は、ハウジング６０の上面の開口部を通してウィンドシールド１１２に照射され、ウィンドシールド１１２によって反射された光がアイボックス２１０に集光される。

（２．１．２）画像表示部
画像表示部２０は、表示デバイス２１と、表示デバイス２１の表示面２１１に配置されるレンズアレイ２２とを備える。画像表示部２０は、画像中の対象物から複数の方向に放出される光を再現することで対象物を立体的に見せるライトフィールド（Light Field）方式により、立体画像を表示する機能を有している。

表示デバイス２１は、収容室６４の内部に、表示面２１１を第１ミラー３１に向けた状態で収容されている。表示デバイス２１の表示面２１１は、ユーザ２００に投影する画像の範囲、つまりウィンドシールド１１２の形状に合わせた形状（例えば矩形状）であり、表示デバイス２１の表示面２１１には複数の画素Ｘ１～Ｘ４（図５参照）がアレイ状に配置されている。表示デバイス２１の複数の画素Ｘ１～Ｘ４は制御部５０の制御に応じて発光し、表示デバイス２１の表示面２１１から出力される光によって、表示面２１１に表示される画像が形成される。表示デバイス２１は、例えば液晶ディスプレイ、又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等によって実現される。

表示デバイス２１の表示面２１１にはレンズアレイ２２が配置されている。ここで、レンズアレイ２２の表面が画像表示部２０の表示面２２１となる。レンズアレイ２２は、アレイ状に配列された複数のレンズ２２２（図５参照）を有する。レンズアレイ２２は、表示デバイス２１が備える複数（例えば４つ）の画素Ｘ１～Ｘ４に対応して１つのレンズ２２２を備えている。図５において、括弧ＧＲ１でそれぞれ括った４個の画素Ｘ１～Ｘ４が、複数あるレンズ２２２のうち同じレンズ２２２に対応している。

図５の例では、アイボックス２１０において水平方向に４つの視点Ｐ１～Ｐ４が設定されている。視点Ｐ１には、複数のレンズ２２２によって、表示デバイス２１が備える複数の画素Ｘ１からの光が集光される。視点Ｐ２には、複数のレンズ２２２によって、表示デバイス２１が備える複数の画素Ｘ２からの光が集光される。視点Ｐ３には、複数のレンズ２２２によって、表示デバイス２１が備える複数の画素Ｘ３からの光が集光される。視点Ｐ４には、複数のレンズ２２２によって、表示デバイス２１が備える複数の画素Ｘ４からの光が集光される。なお、本実施形態では表示デバイス２１の前面側にレンズアレイ２２が配置されているが、レンズアレイ２２に代えて、複数のピンホールがアレイ状に形成された光制御部材を表示デバイス２１の前面側に配置してもよい。

制御部５０は、立体描画の対象物である虚像３２０を表示させる場合、表示デバイス２１の表示面２１１に、虚像３２０を表示させるための第２画像データに基づく画像を表示させる。すなわち、制御部５０は、虚像３２０を投影する位置に対応した複数の画素のうち、視点Ｐ１に対応した複数の画素Ｘ１と、視点Ｐ２に対応する複数の画素Ｘ２と、視点Ｐ３に対応する複数の画素Ｘ３と、視点Ｐ４に対応する複数の画素Ｘ４と、にそれぞれ第２画像データに基づく画像を表示させる。これにより、視点Ｐ１に対応する複数の画素Ｘ１から出力される光によって、複数の画素Ｘ１に表示される画像に基づく虚像３２０が視点Ｐ１に投影される。同様に、視点Ｐ２に対応する複数の画素Ｘ２から出力される光によって、複数の画素Ｘ２に表示される画像に基づく虚像３２０が視点Ｐ２に投影される。視点Ｐ３に対応する複数の画素Ｘ３から出力される光によって、複数の画素Ｘ３に表示される画像に基づく虚像３２０が視点Ｐ３に投影される。視点Ｐ４に対応する複数の画素Ｘ４から出力される光によって、複数の画素Ｘ４に表示される画像に基づく虚像３２０が視点Ｐ４に投影される。

ここで、画像表示部２０の表示面２２１において、虚像３２０の表示位置に対応する複数の画素に、第２画像データに基づく虚像３２０の画像が表示されると、この画像はレンズアレイ２２及び光学系３０を通してアイボックス２１０に集光される。例えば、ユーザ２００の右目が視点Ｐ２の位置にあり、ユーザ２００の左目が視点Ｐ３の位置にある場合、ユーザ２００の右目には、視点Ｐ２に対応した画素から出力される光が投影され、ユーザ２００の左目には、視点Ｐ３に対応した画素から出力される光が投影される。よって、ユーザ２００の左右の目には、両眼視差を付与された虚像３２０の画像が投影されるから、ユーザ２００には虚像３２０が立体的に描画されているように視認される。

また、制御部５０は、平面描画の対象物である虚像３１０を表示させる場合、表示デバイス２１の表示面２１１に、虚像３１０を表示させるための第４画像データに基づく画像を表示させる。すなわち、制御部５０は、虚像３１０を投影する位置に対応した複数の画素に、第４画像データに基づく画像を表示させる。換言すれば、制御部５０は、虚像３１０を投影する位置に対応する複数の画素であって、視点Ｐ１～Ｐ４に対応する複数の画素の全てを使って、第４画像データに基づく画像を表示させる。なお、第４画像データに基づく画像を表示する複数の画素から出力される光もレンズアレイ２２を通過するため、例えば、視点Ｐ１には、視点Ｐ１に対応した画素の光が到達し、視点Ｐ２～Ｐ４に対応した画素の光は到達しない。ここで、ユーザ２００の右目が視点Ｐ２の位置にあり、ユーザ２００の左目が視点Ｐ３の位置にある場合、ユーザ２００の右目には、視点Ｐ２に対応した画素から出力される光が投影され、ユーザ２００の左目には、視点Ｐ３に対応した画素から出力される光が投影される。ユーザ２００は、視点Ｐ２に対応した画素から投影される光と、視点Ｐ３に対応した画素から投影される光とによって、虚像３１０を視認することができる。ここで、虚像３１０は自動車１００の走行面４００に沿った平面ＰＬ１上に投影されており、虚像３１０は自然な距離感で視認されるので、虚像３１０と虚像３１０の背景との間で距離感の違いが少なくなり、虚像３１０の表示が見えやすくなる。

以上のように、画像表示部２０の表示面２２１には、虚像３２０の表示位置に対応する複数の画素に第２画像データに基づく画像が表示され、虚像３１０の表示位置に対応する複数の画素に第４画像データに基づく画像が表示される。表示デバイス２１の表示面２１１に表示された画像は、レンズアレイ２２と光学系３０とを通してアイボックス２１０内に視点があるユーザ２００に視認される。よって、ユーザ２００は、自動車１００の走行面４００に沿って重畳された虚像３１０、及び、走行面４００と直交する平面ＰＬ１２に沿って立体的に描画される虚像３２０を視認することができる。

なお、画像表示部２０が、立体描画の対象物の虚像３２０を立体的に表示する方式はライトフィールド方式に限定されない。画像表示部２０は、ユーザ２００の左右の目に、互いに視差がある画像をそれぞれ投影することで、ユーザ２００に立体描画の対象物の虚像３２０を視認させる視差方式を採用してもよい。

（２．１．３）光学系
光学系３０は、画像表示部２０の表示面２２１から出力される光を、アイボックス２１０に集光する。本実施形態では、光学系３０は、例えば、凸面鏡である第１ミラー３１と、凹面鏡である第２ミラー３２と、ウィンドシールド１１２とを備える。

第１ミラー３１は、画像表示部２０から出力される光を反射して、第２ミラー３２に入射させる。

第２ミラー３２は、第１ミラー３１から入射した光をウィンドシールド１１２に向かって反射する。

ウィンドシールド１１２は、第２ミラー３２から入射した光を反射してアイボックス２１０に入射させる。

ここにおいて、本実施形態では、画像表示部２０の表示面２２１は、表示面２２１と光学系３０とを結ぶ光路Ｌ１（図１参照）に対して傾斜した状態で配置されている。光路Ｌ１は、表示面２２１の中心部（例えば、矩形状の表示面２２１の中心部）から光学系３０に出力される光の光路を示している。また、図１に点線で図示した光路Ｌ２は、表示面２２１の一端部（ユーザ２００によって視認される場合の上端側の端部であって、図１では例えば下端部）から光学系３０を介してアイボックス２１０に集光される光の光路を示している。また、図１に点線で図示した光路Ｌ３は、表示面２２１の他端部（ユーザ２００によって視認される場合の下端側の端部であって、図１では例えば上端部）から光学系３０を介してアイボックス２１０に集光される光の光路を示している。本実施形態では、画像表示部２０の表示面２２１が光路Ｌ１に対して傾斜している。図１の例では、画像表示部２０は、第１ミラー３１と画像表示部２０の上端部までの距離と、第１ミラー３１と画像表示部２０の下端部までの距離とが互いに異なるように、すなわち第１ミラー３１（光学系３０）に対して傾斜するように配置されている。さらに言えば、第１ミラー３１と第２ミラー３２とを含む光学系３０の焦点位置２３に対して、画像表示部２０の表示面２２１の一端部（図１における下端部）と焦点位置２３との間の第１間隔が、画像表示部２０の表示面２２１の他端部（図１における上端部）と焦点位置２３との間の第２間隔に比べて短くなるように、画像表示部２０は配置されている。ここで、画像表示部２０が、第１ミラー３１と第２ミラー３２とを含む光学系３０の焦点位置２３に近くなると虚像までの視距離は遠くなり、焦点位置２３から遠くなるつまり光学系３０に近くなると虚像までの視距離は近くなる。したがって、表示面２２１に表示される画像に基づいて平面描画される虚像３１０は、ユーザ２００によって視認される場合の上側ほど、アイボックス２１０からより遠い位置に表示されているようにユーザ２００に視認される。そのため、平面描画される虚像３１０は、虚像表示システム１０を搭載した自動車１００が走行する走行面４００に対して平行な第１平面ＰＬ１１、及び、走行面４００に対して垂直な第２平面ＰＬ１２にそれぞれ傾斜した平面ＰＬ１に投影されることになる。よって、虚像表示システム１０は、走行面４００に沿って自然な距離感で平面描画の対象物である虚像３１０を表示させることができ、虚像３１０と虚像３１０の背景との間で距離感の差が少なくなり、虚像３１０の表示が見えやすくなる。なお、本実施形態では、画像表示部２０は光学系３０から光学系３０の焦点位置２３の間に配置されている。

（２．１．４）制御部
制御部５０は、例えば、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１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを主構成とする。コンピュータシステムの１以上のメモリ又は記憶部５４に記録されたプログラムを１以上のプロセッサが実行することによって、制御部５０の機能（例えば、描画制御部５１、画像データ作成部５２、及び出力部５３等の機能）が実現される。プログラムは、コンピュータシステムの１以上のメモリ又は記憶部５４に予め記録されている。なお、プログラムは、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メモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

記憶部５４は、例えば、書換可能な不揮発性の半導体メモリ等の非一時的記録媒体にて実現される。記憶部５４は、制御部５０が実行するプログラム等を記憶する。また、本実施形態の虚像表示システム１０は、自動車１００の速度情報、コンディション情報、及び運転情報等に関連する運転支援情報をユーザ２００の視界に表示するために用いられるので、虚像表示システム１０が表示する虚像３００の種類は予め決まっている。そして、記憶部５４には、虚像３００（平面描画の対象物である虚像３１０、及び、立体描画の対象物である虚像３２０）を表示するための画像データが予め記憶されている。

描画制御部５１は、自動車１００に搭載された各種のセンサ７０から検出信号を受け取る。センサ７０は、例えば先進運転システム（ＡＤＡＳ：Advanced Driver Assistance System）に使用される各種の情報を検出するためのセンサである。センサ７０は、例えば、自動車１００の車速、温度、残燃料等を測定するセンサ、自動車１００の周囲を撮影する画像センサ、及び、自動車１００の周囲に存在する物体を検出するためのミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）などのセンサのうちの少なくとも１つを含む。

描画制御部５１は、センサ７０から入力される検出信号に基づいて、この検出信号に関する情報を表示するための１又は複数の画像データを記憶部５４から取得する。ここで、画像表示部２０に複数種類の情報を表示する場合、描画制御部５１は、複数種類の情報を表示するための複数の画像データを取得する。ここで、描画制御部５１が取得する複数の画像データは、立体描画の虚像３２０の第１画像データのみの場合、平面描画の虚像３１０の第３画像データのみの場合、及び、第１画像データと第３画像データの両方を含む場合の何れかである。また、描画制御部５１は、センサ７０から入力される検出信号に基づいて、虚像を表示する対象空間において虚像を表示する位置に関する位置情報を求める。そして、描画制御部５１は、表示対象の虚像３００（立体描画の虚像３２０、及び／又は、平面描画の虚像３１０）の画像データと位置情報とを画像データ作成部５２に出力する。

画像データ作成部５２は、描画制御部５１から入力される画像データ及び位置情報に基づいて、表示対象の虚像３００を表示するための画像データを作成する。画像データ作成部５２は、立体描画を行う虚像３２０を表示する場合、虚像３２０の表示位置に対応する複数の画素のうち、視点Ｐ１～Ｐ４にそれぞれ対応する複数の画素Ｘ１～Ｘ４の各々に、同じ画像を表示させるための第２画像データを作成する。また、画像データ作成部５２は、平面描画を行う虚像３１０を表示させる場合、虚像３１０の表示位置に対応する複数の画素に、虚像３１０を形成するための画像を表示させる第４画像データを作成する。

出力部５３は、画像データ作成部５２によって作成された第２画像データ及び／又は第４画像データを表示デバイス２１に出力し、表示デバイス２１の表示面２１１に、第２画像データ及び／又は第４画像データに基づく画像を表示させる。表示面２１１に表示された画像は、レンズアレイ２２と光学系３０とを介してアイボックス２１０に集光され、立体描画される虚像３２０及び／又は平面描画される虚像３１０がユーザ２００によって視認される。

（２．２）動作
本実施形態の虚像表示システム１０の動作について図６のフローチャートを参照して説明する。

例えば、自動車１００のバッテリから虚像表示システム１０に電力が供給され、自動車１００が備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）から虚像表示システム１０に動作を開始させる制御信号が入力されると、虚像表示システム１０が動作を開始する。

例えば、自動車１００のＥＣＵから制御部５０に制御信号が入力されると、制御部５０は、例えば、自動車１００に設けられたセンサ７０から定期的に検出信号を取得する（Ｓ１）。なお、制御部５０は、センサ７０から検出信号を定期的に取得することに限定されない。制御部５０は、センサ７０の検出信号が変化した場合に、センサ７０から出力される検出信号を取得するように構成されてもよい。

制御部５０の描画制御部５１は、センサ７０から検出信号を取得すると、検出信号を表示するための虚像３００の画像データ（立体描画を行う虚像３２０の第１画像データ、及び／又は、平面描画を行う虚像３１０の第３画像データ）を記憶部５４から取得する。また、描画制御部５１は、センサ７０の検出信号に基づいて、虚像３００の表示位置に関する位置情報を求める。そして、描画制御部５１は、センサ７０の検出信号を表示するための虚像３００の画像データと位置情報とを画像データ作成部５２に出力する（Ｓ２）。

例えば、センサ７０からの検出信号が、前方を走行する他の自動車１００Ａまでの距離を示す情報であれば、描画制御部５１は、車間距離を表示するための虚像３１０Ａ（図４参照）及び走行コースを表示するための虚像３１０Ｂ（図４参照）の画像データ及び位置情報を出力する。ここで、自動車１００Ａとの間の車間距離を表示するために走行面４００に重ねて表示される虚像３１０Ａ、及び、自動車１００Ａを避けるための走行コースを表示するために走行面４００に重ねて表示される虚像３１０Ｂは平面描画される虚像である。つまり、描画制御部５１は、走行面４００に重ねて表示される虚像３１０Ａ，３１０Ｂの画像データとその表示位置を示す位置情報を画像データ作成部５２に出力する。また、描画制御部５１は、前方の自動車１００Ａまでの車間距離及び自動車１００Ａを回避するための走行コースを数値と図で表すために立体描画される虚像３２０Ａの画像データ及び位置情報を画像データ作成部５２に出力する。

また、センサ７０からの検出信号が自動車１００の速度に関する検出信号の場合、描画制御部５１は、速度を数値で表示するために立体描画される虚像３２０Ｂの画像データと位置情報とを画像データ作成部５２に出力する。

なお、虚像３２０Ａ，３２０Ｂは、メータ表示又はマップ表示等のように表示位置からアイボックス２１０までの距離が、周囲の状況に関わらず所定の距離である第１対象物を表示するための虚像であるが、立体描画を行う対象物は第２対象物を含んでもよい。第２対象物は、表示位置からアイボックス２１０までの距離が周囲の状況に応じて変化するような対象物である。第２対象物は、例えば、前方の自動車１００Ａを示すマーカ等であり、虚像表示システム１０は、図７に示すように、自動車１００Ａを囲むマーカを表示するための虚像３２０Ｃを表示する。ここで、画像データ作成部５２は、前方の自動車１００Ａを示すマーカ（第２対象物）の表示位置を、前方の自動車１００Ａまでの車間距離に応じて変化させる。換言すると、周囲の状況（例えば車間距離等）を計測するセンサ７０の計測結果に基づいて、第２対象物の表示位置からアイボックス２１０までの距離が変化するので、第２対象物を表示するための虚像３２０を所望の位置に表示させることができる。

画像データ作成部５２は、描画制御部５１から表示対象の虚像３００（平面描画の虚像３１０及び／又は立体描画の虚像３２０）の画像データと位置情報とが入力されると、虚像３００の表示位置に対応する複数の画素に、虚像３００を形成するための画像を表示させる画像データを作成する。表示対象の虚像３００が立体描画される虚像３２０の場合、画像データ作成部５２は、描画制御部５１から入力される第１画像データと位置情報とに基づいて、虚像３２０を表示させるための第２画像データを作成する。表示対象の虚像３００が平面描画される虚像３１０の場合、画像データ作成部５２は、描画制御部５１から入力される第３画像データと位置情報とに基づいて、虚像３１０を表示させるための第４画像データを作成する（Ｓ３）。

出力部５３は、画像データ作成部５２が虚像３００を表示させるための画像データ（第２画像データ、及び／又は、第４画像データ）を作成すると、この画像データを表示デバイス２１に出力する。

表示デバイス２１は、出力部５３から画像データが入力されると、虚像３００（平面描画の虚像３１０及び／又は立体描画の虚像３２０）を形成するための画像を表示面２１１に表示する（Ｓ４）。

表示デバイス２１の表示面２１１に表示された画像は、レンズアレイ２２と光学系３０とを通して、アイボックス２１０内に視点があるユーザ２００に視認される。これにより、平面描画の対象物である虚像３１０は、自動車１００の走行面４００に沿う平面ＰＬ１上に投影されているようにユーザ２００に視認される。また、立体描画の対象物である虚像３２０は、自動車１００の走行面４００と直交する平面ＰＬ１２に沿って表示されているようにユーザ２００に視認される。

ここで、平面描画の対象物である虚像３１０は平面ＰＬ１に沿って描画されるため、自然な距離感の虚像３１０として表示することができる。また、ユーザ２００は、立体描画の対象物である虚像３２０の画像をレンズアレイ２２を通して視認することで、両眼視差を再現した画像をユーザ２００に視認させることができ、所望の表示位置に表示される虚像３２０を立体的に視認することができる。また、虚像表示システム１０は、記憶部５４に記憶された第３画像データをそのまま第４画像データとして表示面２２１に表示させることで平面描画される虚像３１０を表示させている。したがって、虚像表示システム１０は、立体描画の対象物である虚像３２０の第２画像データのみ作成すればよく、立体描画の対象物である虚像３２０の第２画像データを作成するための演算処理の処理量を低減できる。

（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、虚像表示システム１０と同様の機能は、虚像表示システム１０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。一態様に係る画像表示方法は、虚像表示システム１０が備える画像表示部２０に画像を表示する画像表示方法である。この画像表示方法は、第１処理と、第２処理と、第３処理と、第４処理とを含む。第１処処理では、立体描画を行う対象物（虚像３２０）の第１画像データを取得する。第２処理では、立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報を取得する。第３処理では、第１画像データと位置情報とに基づいて、立体描画を行う対象物を立体視させるための第２画像データを作成する。第４処理では、第２画像データに基づく画像を画像表示部２０の表示面２２１に表示させる。一態様に係る（コンピュータ）プログラムは、１以上のプロセッサに、画像表示方法を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。なお、以下では、上記実施形態を「基本例」と呼ぶこともある。

本開示における虚像表示システム１０及びヘッドアップディスプレイ１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、本開示における虚像表示システム１０及びヘッドアップディスプレイ１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もよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的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ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。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いてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

また、虚像表示システム１０における複数の機能が、１つのハウジング６０内に集約されていることは虚像表示システム１０に必須の構成ではなく、虚像表示システム１０の構成要素は、複数のハウジングに分散して設けられていてもよい。さらに、虚像表示システム１０の少なくとも一部の機能、例えば、制御部５０の一部の機能（描画制御部５１及び画像データ作成部５２等）がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

（３．１）変形例１
基本例では、画像表示部２０が１つの表示デバイス２１で実現されているが、図８に示すように、画像表示部２０Ａが、複数の表示デバイス２１Ａ，２１Ｂを含んでいてもよい。複数の表示デバイス２１Ａ，２１Ｂの表示面２１１Ａ，２１１Ｂは、互いに傾斜している。また、画像表示部２０Ａは、表示デバイス２１Ａの表示面２１１Ａに配置されるレンズアレイ２２Ａと、表示デバイス２１Ｂの表示面２１１Ｂに配置されるレンズアレイ２２Ｂとを更に備えている。つまり、画像表示部２０Ａは、複数の表示デバイス２１Ａ，２１Ｂの表示面２１１Ａ，２１１Ｂにそれぞれ配置される複数のレンズアレイ２２Ａ，２２Ｂを更に含む。複数のレンズアレイ２２Ａ，２２Ｂは基本例で説明したレンズアレイ２２と同様の構成を有している。そして、複数のレンズアレイ２２Ａ，２２Ｂの各々はアレイ状に配置された複数のレンズ２２２を有している。

表示デバイス２１Ａは、光路Ｌ１に対して、基本例で説明した表示デバイス２１と同じ方向に傾斜している。すなわち、第１ミラー３１と第２ミラー３２とを含む光学系３０の焦点位置２３に対して、表示デバイス２１Ａの表示面２１１Ａの一端部（図８における左端部）と焦点位置２３との間の第１間隔が、表示面２１１Ａの他端部（図８における右端部）と焦点位置２３との間の第２間隔に比べて短くなるように、表示デバイス２１Ａは配置されている。これにより、表示面２１１Ａに表示される画像に基づいてユーザ２００に視認される平面描画の虚像３１０は、虚像３１０の上部が虚像３１０の下部よりも遠い位置に存在するようにユーザ２００に視認される。

一方、表示デバイス２１Ｂは、表示デバイス２１Ｂの表示面２１１Ｂの一端部（図８における下端部）と焦点位置２３との間の第１間隔が、表示面２１１Ｂの他端部（図８における上端部）と焦点位置２３との間の第２間隔に比べて短くなるように、配置されている。これにより、表示面２１１Ｂに表示される画像に基づいてユーザ２００に視認される平面描画の虚像３１０は、虚像３１０の下部が虚像３１０の上部よりも遠い位置に存在するようにユーザ２００に視認される。

このように、表示面２１１Ａ，２１１Ｂの傾斜が互いに異なる複数の表示デバイス２１Ａ，２１Ｂを用いることで、表示デバイス２１が１つの場合に比べて、表示デバイス２１Ａ，２１Ｂに表示される画像によってユーザ２００に視認される虚像３１０の見え方を変化させることができる。

なお、画像表示部２０Ａは光学系３０から光学系３０の焦点位置までの間に配置されるものとする。また、変形例１では、画像表示部２０Ａが２つの表示デバイス２１Ａ，２１Ｂを備えているが、画像表示部２０Ａは３つ以上の表示デバイスを備えていてもよい。また、画像表示部２０Ａが備える複数の表示デバイス２１Ａ，２１Ｂの配置形態は図８に示す配置形態に限定されない。複数の表示デバイス２１Ａ，２１Ｂの配置形態は、ユーザ２００によって視認される画像に自然な距離感が与えられるように、適宜変更が可能である。

（３．２）その他の変形例
上記実施形態及び変形例の虚像表示システム１０において、光学系３０は、画像表示部２０から出力される光の反射と屈折との少なくとも一方を行うことで、アイボックス２１０に光を投影すればよく、光学系３０の構成は適宜変更が可能である。例えば、第１ミラー３１は凸面鏡であるが、平面鏡でも凹面鏡でもよく、第１ミラー３１の表面は、画像の歪みの低減や解像度の向上が可能なように自由曲面に形成されていてもよい。また、第２ミラー３２は凹面鏡であるが、平面鏡でも凸面鏡でもよく、第２ミラー３２の表面は、画像の歪みの低減や解像度の向上が可能なように自由曲面に形成されていてもよい。また、光学系３０は、１以上のレンズ、１以上のミラー、又は、１以上のレンズと１以上のミラーとの組み合わせで実現されてもよい。

上記実施形態及び変形例の虚像表示システム１０では、表示デバイス２１が、液晶ディスプレイ、又は有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイ装置で実現されているが、表示デバイス２１はこの種のディスプレイ装置に限定されない。表示デバイス２１は、拡散透過型のスクリーンに対し、スクリーンの背後からレーザ光を走査することで、スクリーン上に画像を描画する構成でもよい。また、表示デバイス２１は、拡散透過型のスクリーンに対し、スクリーンの背後からプロジェクタで画像を投影する構成であってもよい。

上記実施形態及び変形例の虚像表示システム１０は、移動体本体１１０に固定されているが、上記実施形態及び変形例の虚像表示システム１０は、ユーザ２００が頭部に装着して使用するヘッドマウントディスプレイ、又は、メガネ型の表示装置に適用されてもよい。

上記実施形態及び変形例の虚像表示システム１０は、自動車１００に適用されるものに限らず、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。

また、虚像表示システム１０は、１つの装置に限らず複数の装置によって構成されてもよい。つまり、虚像表示システム１０の機能が２以上の装置に分散して設けられていてもよい。虚像表示システム１０の制御部５０は、自動車１００のＥＣＵ、自動車１００の外部のサーバ装置に設けられもよく、この場合はＥＣＵ又はサーバ装置で画像表示部２０が表示する画像が作成される。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る虚像表示システム（１０）は、画像データ作成部（５２）と、画像表示部（２０）と、光学系（３０）と、を備える。画像データ作成部（５２）は、描画を行う対象物の画像データと、描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、描画を行う対象物の虚像を表示するための画像データを作成する。画像表示部（２０）は、虚像を表示するための画像データに基づく画像を表示面（２２１）に表示する。光学系（３０）は、表示面（２２１）に表示される画像をアイボックス（２１０）に集光することによって、アイボックス（２１０）に視点があるユーザに表示面（２２１）に表示される画像に基づく虚像（３１０）を視認させる。表示面（２２１）は、表示面（２２１）と光学系（３０）とを結ぶ光路（Ｌ１）に対して傾斜した状態で配置される。描画を行う対象物の画像データは、立体描画を行う対象物の第１画像データを含む。画像データ作成部（５２）は、画像データに含まれる第１画像データと、立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、立体描画を行う対象物を立体視させるための第２画像データを作成する。

この態様によれば、表示面（２２１）と光学系（３０）とを結ぶ光路（Ｌ１）に対して表示面（２２１）が傾斜しているので、表示面（２２１）の面内で、アイボックス（２１０）と表示面（２２１）との間の距離が変化する。したがって、表示面（２２１）に表示される画像に基づいてユーザ（２００）に視認される虚像（３１０）に自然な距離感を与えることができ、見えやすさを向上させることが可能な虚像表示システム（１０）を提供することができる。

第２の態様に係る虚像表示システム（１０）では、第１の態様において、描画を行う対象物の画像データは、平面描画を行う対象物の第３画像データを更に含む。画像データ作成部（５２）は、第３画像データと、平面描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、平面描画を行う対象物を平面描画するための第４画像データを更に作成する。画像表示部（２０）は、第４画像データに基づく画像を表示面（２２１）に表示する。

この態様によれば、見えやすさを向上させることが可能な虚像表示システム（１０）を提供することができる。

第３の態様に係る虚像表示システム（１０）では、第１又は第２の態様において、立体描画を行う対象物は、第１対象物と第２対象物とを含む。第１対象物は、表示位置からアイボックス（２１０）までの距離が、周囲の状況に関わらず所定の距離である対象物である。第２対象物は、表示位置からアイボックス（２１０）までの距離が、周囲の状況に応じて変化する対象物である。

この態様によれば、見えやすさを向上させることが可能な虚像表示システム（１０）を提供することができる。

第４の態様に係る虚像表示システム（１０）では、第３の態様において、周囲の状況を計測するセンサの計測結果に基づいて、第２対象物の表示位置からアイボックス（２１０）までの距離が変化する。

この態様によれば、見えやすさを向上させることが可能な虚像表示システム（１０）を提供することができる。

第５の態様に係る虚像表示システム（１０）では、第１～４のいずれかの態様において、画像表示部（２０）が、表示デバイス（２１）と、レンズアレイ（２２）とを含む。レンズアレイ（２２）は、アレイ状に配置された複数のレンズ（２２２）を有し、表示デバイス（２１）の表示面（２２１）に配置される。

この態様によれば、見えやすさを向上させることが可能な虚像表示システム（１０）を提供することができる。

第６の態様に係る虚像表示システム（１０）では、第１～第４のいずれかの態様において、画像表示部（２０）が複数の表示デバイス（２１Ａ，２１Ｂ）を含む。複数の表示デバイス（２１Ａ，２１Ｂ）の表示面（２１１Ａ，２１１Ｂ）が互いに傾斜する。

この態様によれば、見えやすさを向上させることが可能な虚像表示システム（１０）を提供することができる。

第７の態様に係る虚像表示システム（１０）では、第６の態様において、画像表示部（２０）が、複数の表示デバイス（２１Ａ，２１Ｂ）の表示面（２１１Ａ，２１１Ｂ）にそれぞれ配置される複数のレンズアレイ（２２Ａ，２２Ｂ）を更に含む。複数のレンズアレイ（２２Ａ，２２Ｂ）の各々は、アレイ状に配置された複数のレンズ（２２２）を有する。

この態様によれば、見えやすさを向上させることが可能な虚像表示システム（１０）を提供することができる。

第８の態様に係る画像表示方法は、第１～第７のいずれかの態様の虚像表示システム（１０）が備える画像表示部（２０）に画像を表示する画像表示方法である。この画像表示方法は、第１処理と、第２処理と、第３処理と、第４処理とを含む。第１処処理では、立体描画を行う対象物の第１画像データを取得する。第２処理では、立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報を取得する。第３処理では、第１画像データと位置情報とに基づいて、立体描画を行う対象物を立体視させるための第２画像データを作成する。第４処理では、第２画像データに基づく画像を画像表示部（２０）の表示面（２２１）に表示させる。

この態様によれば、見えやすさを向上させることができる。

第９の態様に係るヘッドアップディスプレイ（１）は、第１～第７のいずれかの態様の虚像表示システム（１０）を備える。光学系（３０）が、入射光をアイボックス（２１０）に向かって反射する光透過性を有する反射部材（１１２）を含み、アイボックス（２１０）に視点（２０１）があるユーザ（２００）に、反射部材（１１２）を透過して見える現実空間に重ね合わせた虚像（３１０）を視認させる。

この態様によれば、見えやすさを向上させることが可能なヘッドアップディスプレイ（１）を提供することができる。

第１０の態様に移動体（１００）は、移動する移動体本体（１１０）と、第９の態様に係るヘッドアップディスプレイ（１）とを備える。ヘッドアップディスプレイ（１）は移動体本体（１１０）に搭載される。反射部材が、移動体本体（１１０）のウィンドシールド（１１２）又はコンバイナを含む。

この態様によれば、見えやすさを向上させることが可能な虚像表示システム（１０）を備えた移動体（１００）を提供することができる。

上記態様に限らず、上記実施形態に係る虚像表示システム（１０）の種々の構成（変形例を含む）は、虚像表示システム（１０）の画像表示方法、（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８の態様に係る構成については、虚像表示システム（１０）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ ヘッドアップディスプレイ
１０ 虚像表示システム
２０ 画像表示部
２１，２１Ａ，２１Ｂ 表示デバイス
２２，２２Ａ，２２Ｂ レンズアレイ
３０ 光学系
５２ 画像データ作成部
７０ センサ
１００ 移動体
１１０ 移動体本体
１１２ ウィンドシールド（反射部材）
２００ ユーザ
２０１ 視点
２１０ アイボックス
２１１Ａ，２１１Ｂ 表示面
２２１ 表示面
２２２ レンズ
３２０ 虚像
Ｌ１ 光路

Claims (10)

1. 描画を行う対象物の画像データと、前記描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、前記描画を行う対象物の虚像を表示するための画像データを作成する画像データ作成部と、
   前記虚像を表示するための画像データに基づく画像を表示面に表示する画像表示部と、
   前記表示面に表示される前記画像をアイボックスに集光することによって、前記アイボックスに視点があるユーザに前記表示面に表示される前記画像に基づく前記虚像を視認させる光学系と、を備え、
   前記表示面は、前記表示面と前記光学系とを結ぶ光路に対して傾斜した状態で配置され、
   前記描画を行う対象物の画像データは、立体描画を行う対象物の第１画像データと、平面描画を行う対象物の第３画像データと、を含み、
   前記画像データ作成部は、
   前記第１画像データと、前記立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、前記立体描画を行う対象物を立体視させるための第２画像データを作成し、
   前記第３画像データと、前記平面描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、前記平面描画を行う対象物を平面描画するための第４画像データを作成し、
   前記画像データ作成部は、
   前記画像表示部の前記表示面に前記立体描画を行う対象物の画像を表示させる場合、前記立体描画を行う対象物の表示位置に対応する複数の画素のうち、前記アイボックスにおいて設定される複数の視点の各々に対応する複数の画素に、同じ画像を表示させるための前記第２画像データを作成し、
   前記画像表示部の前記表示面に前記平面描画を行う対象物の画像を表示させる場合、前記平面描画を行う対象物の表示位置に対応する複数の画素に、前記第３画像データに基づく画像を表示させる前記第４画像データを作成し、
   前記画像表示部は、前記第２画像データに基づく画像と、前記第４画像データに基づく画像とを前記表示面に表示する、
   虚像表示システム。
2. 前記立体描画を行う対象物は、表示位置から前記アイボックスまでの距離が周囲の状況に関わらず所定の距離である第１対象物と、表示位置から前記アイボックスまでの距離が前記周囲の状況に応じて変化する第２対象物とを含む、
   請求項１に記載の虚像表示システム。
3. 前記周囲の状況を計測するセンサの計測結果に基づいて、前記第２対象物の表示位置から前記アイボックスまでの距離が変化する、
   請求項２に記載の虚像表示システム。
4. 前記画像表示部が、表示デバイスと、アレイ状に配置された複数のレンズを有し前記表示デバイスの前記表示面に配置されるレンズアレイとを含む、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の虚像表示システム。
5. 前記画像表示部が複数の表示デバイスを含み、
   前記複数の表示デバイスの前記表示面が互いに傾斜する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の虚像表示システム。
6. 前記画像表示部が、前記複数の表示デバイスの前記表示面にそれぞれ配置される複数のレンズアレイを更に含み、
   前記複数のレンズアレイの各々はアレイ状に配置された複数のレンズを有する、
   請求項５に記載の虚像表示システム。
7. 前記複数のレンズの各々は、前記複数の視点にそれぞれ対応する複数の画素に対応している、
   請求項４又は６に記載の虚像表示システム。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の虚像表示システムが備える前記画像表示部に前記画像を表示する画像表示方法であって、
   前記立体描画を行う対象物の第１画像データを取得する処理と、
   前記立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報を取得する処理と、
   前記平面描画を行う対象物の第３画像データを取得する処理と、
   前記平面描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報を取得する処理と、
   前記第１画像データと前記立体描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、前記立体描画を行う対象物を立体視させるための第２画像データを作成する第２画像データ作成処理と、
   前記第３画像データと前記平面描画を行う対象物の表示位置に関する位置情報とに基づいて、前記平面描画を行う対象物を平面描画するための第４画像データを作成する第４画像データ作成処理と、
   画像表示処理と、を含み
   前記第２画像データ作成処理では、前記画像表示部の前記表示面に前記立体描画を行う対象物の画像を表示させる場合、前記立体描画を行う対象物の表示位置に対応する複数の画素のうち、前記アイボックスにおいて設定される複数の視点の各々に対応する複数の画素に、同じ画像を表示させるための前記第２画像データを作成し、
   前記第４画像データ作成処理では、前記画像表示部の前記表示面に前記平面描画を行う対象物の画像を表示させる場合、前記平面描画を行う対象物の表示位置に対応する複数の画素に、前記第３画像データに基づく画像を表示させる前記第４画像データを作成し、
   前記画像表示処理では、前記第２画像データに基づく画像と、前記第４画像データに基づく画像とを前記画像表示部の前記表示面に表示する、
   画像表示方法。
9. 請求項１～７のいずれか１項に記載の虚像表示システムを備え、
   前記光学系が、入射光を前記アイボックスに向かって反射する光透過性を有する反射部材を含み、
   前記アイボックスに視点があるユーザに、前記反射部材を透過して見える現実空間に重ね合わせた前記虚像を視認させる、
   ヘッドアップディスプレイ。
10. 移動する移動体本体と、
    前記移動体本体に搭載される、請求項９に記載のヘッドアップディスプレイとを備え、
    前記反射部材が、前記移動体本体のウィンドシールド又はコンバイナを含む、
    移動体。

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