JP7478919B2 - 表示制御装置、画像表示システム、移動体、表示制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本開示は、表示制御装置、画像表示システム、移動体、表示制御方法及びプログラムに関する。

画像を表示対象物に投影して表示する画像表示システムの一例として、車両等の移動体に搭載され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に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、画像表示器からの情報を車両のフロントシールドに投影することにより、観測者の視野内に情報を重畳して表示する。このヘッドアップディスプレイ装置は、車両の加速度を検出することによって車両の姿勢角を算出し、その姿勢角によって重畳画像の表示位置を変化させる。

また、車両の傾斜角度に応じて車両用前照灯の照射方向を自動的に調節するオートレベリング制御を行う車両用灯具の制御装置が知られている（例えば特許文献２参照）。特許文献２には、車両停止中の姿勢角の変化、及び車両走行中の姿勢角の変化に基づき、車両用灯具の光軸角度の調節を行うことが開示されている。

日本国特開平１－２９３２３９号公報 国際公開第２０１６／１１４１５９号

ヘッドアップディスプレイ装置等を用いた画像表示システムにおいて、画像の表示位置の制御に関してさらなる改善が求められている。

本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、画像の表示位置の制御を改善することが可能な表示制御装置、画像表示システム、移動体、表示制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本開示は、一態様として、移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部における前記画像の表示位置を制御する表示制御装置であって、前記表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部と、前記位置補正部により設定された補正量に基づいて前記画像の表示位置を制御する表示制御部と、を有し、前記位置補正部は、前記移動体に作用する加速度の検出値を取得し、取得した前記加速度の検出値に基づいて前記移動体の姿勢角を算出し、かつ、前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に投影する前記画像の表示位置を制御するための前記表示位置の補正量を設定するものであり、前記位置補正部における前記表示位置の補正量の設定は、前記姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの前記補正量を調整することで設定され、前記位置補正部は、前記表示位置の補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくし、前記位置補正部は、前記一度に変化させる補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ所定の変化量閾値以上の場合、前記制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分又は任意の値に設定し、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ前記変化量閾値未満の場合、前記単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する、表示制御装置を提供する。

本開示は、一態様として、移動体に搭載される画像表示システムであって、前記移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部と、上記の表示制御装置と、を有する、画像表示システムを提供する。

本開示は、一態様として、上記の画像表示システムを備えた移動体であって、前記表示対象物が、前記移動体のウィンドウシールドである、移動体を提供する。

本開示は、一態様として、移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部における前記画像の表示位置を制御する表示制御方法であって、前記表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部において、前記移動体に作用する加速度の検出値を取得し、取得した前記加速度の検出値に基づいて前記移動体の姿勢角を算出し、かつ、前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に投影する前記画像の表示位置を制御するための前記表示位置の補正量を設定するステップを有し、前記表示位置の補正量の設定は、前記姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの前記補正量を調整することで設定され、前記位置補正部において、前記表示位置の補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくし、前記位置補正部において、前記一度に変化させる補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ所定の変化量閾値以上の場合、前記制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分又は任意の値に設定し、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ前記変化量閾値未満の場合、前記単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する、表示制御方法を提供する。

本開示は、一態様として、コンピュータに、上記の表示制御方法の各手順を実行させるためのプログラムを提供する。

本開示によれば、画像の表示位置の制御を改善することが可能となる。

図１は、実施の形態に係る表示制御装置を含む画像表示システムの構成の一例を示す概念図 図２は、実施の形態に係る画像表示システムを備える車両の概念図 図３Ａは、停止時において車両が傾いていない場合に作用する重力加速度を説明する説明図、図３Ｂは、停止時において車両が傾いている場合に作用する重力加速度を説明する説明図 図４Ａは、走行時において車両が傾いていない場合に作用する運動加速度を説明する説明図、図４Ｂは、走行時において車両が傾いている場合に作用する運動加速度を説明する説明図 図５Ａは、傾いていない車両を側方から見た概略図、図５Ｂは、図５Ａの状態の車両を運転するユーザの視野を示す概念図 図６Ａは、上方に傾斜している車両を側方から見た概略図、図６Ｂは、図６Ａの状態の車両を運転するユーザの視野を示す概念図 図７Ａは、下方に傾斜している車両を側方から見た概略図、図７Ｂは、図７Ａの状態の車両を運転するユーザの視野を示す概念図 図８は、実施の形態に係る表示制御装置における停止時の表示位置制御の動作を示すフローチャート 図９は、実施の形態に係る表示制御装置における走行時の表示位置制御の動作を示すフローチャート 図１０は、実施の形態に係る表示制御装置における停止から走行に移行した場合の表示位置制御の動作を示すフローチャート 図１１は、実施の形態に係る走行中の姿勢角測定値の偏差と姿勢角の変化量に応じた表示位置補正量の一例を説明する説明図

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る表示制御装置、画像表示システム、移動体、表示制御方法及びプログラムを具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（本開示に至った経緯）
ヘッドアップディスプレイ装置等を用いた画像表示システムにおいて、車両等の移動体の姿勢角変化に応じて表示位置を変化させる制御を行う場合、ユーザが視認する際に違和感が生じることがある。例えば、表示位置の補正量が大きい場合、表示位置を急に変化させると、ユーザにとって見た目の違和感になるという課題がある。

そこで、本開示では、姿勢角の変化量に応じて表示位置の補正量を適宜調整することによって、視認性を改善できるようにした表示制御装置、及び表示制御装置を含む画像表示システムを例示する。

（実施の形態の概要）
以下の実施の形態では、移動体の一例として自動車等の車両を想定し、車両に搭載される画像表示システム、及び画像表示システムにおける表示制御装置の構成例を示す。

図１は、実施の形態に係る画像表示システムの構成の一例を示す概念図である。図２は、実施の形態に係る画像表示システムを備える車両の概念図である。本実施の形態に係る画像表示システム１０は、図１及び図２に示すように、例えば、移動体の一例としての車両１００に備えられるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）を含むものである。すなわち、車両１００は、移動体本体と、移動体本体に備えられた画像表示システム１０とを備える。

画像表示システム１０は、車両１００のフロントシールド１０１（ウィンドウシールドの一例）に下方から画像を投影するように、車両１００の車室内に設置されている。図２の例では、フロントシールド１０１の下方のダッシュボード１０２内に、画像表示システム１０が配置されている。

図２に示すように、画像表示システム１０の表示によって、ユーザ２００は、車両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、フロントシールド１０１越しに視認する。ここでいう「虚像」は、画像表示システム１０から出射される光がフロントシールド１０１等の表示対象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、車両１００を運転しているユーザ２００は、車両１００の前方に広がる実空間に重ねて、画像表示システム１０にて投影される画像に対応する虚像３００を見ることができる。したがって、画像表示システム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、フロントシールド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。

本実施の形態に係る画像表示システム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車両１００の進行方向を示す情報に関するものである。第１虚像３０１としては、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に対応する虚像であって、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。また、「第２虚像」は、例えば、計器情報として車両１００の状態を示す情報に関するものである。第２虚像３０２としては、車速情報など、現在の車両１００の走行速度（車速）を提示すること等が可能である。第１虚像３０１及び第２虚像３０２の具体例については後述する。

画像表示システム１０において、対象空間４００に形成される虚像３００は、画像表示システム１０の光軸５００に交差する仮想面５０１上に形成される。

図１に示すように、本実施の形態に係る画像表示システム１０は、画像投影部３０を含む本体部１を有する。画像投影部３０は、画像７００を形成し、形成した画像７００をフロントシールド１０１に投影してすることで、画像７００に対応する虚像３００を対象空間４００に形成する。画像投影部３０は、画像形成部２と、投影部３とを有する。

画像形成部２は、表示面２０を有し、表示面２０に画像７００を形成する。画像形成部２は、形成した画像を出力光によって投影部３に投光する。投影部３は、画像形成部２から投光された画像をフロントシールド１０１に投影する。

画像形成部２及び投影部３を含む本体部１が車両１００に搭載された状態では、例えば、車両１００の荷重に起因して、本体部１の姿勢が車両１００の姿勢と共に変化する。なお、画像投影部３０は本体部１に実装されるため、画像投影部３０の姿勢は、本体部１の姿勢と同じである。このため、本体部１の姿勢は、画像投影部３０の姿勢でもある。

具体的には、例えば、運転席等の前部座席に乗員がいる際など、車両１００が前傾姿勢になれば、本体部１も前傾姿勢となり、後部座席に乗員がいる場合又はトランクに荷物を載せた際などに後傾姿勢になれば、本体部１も後傾姿勢になる。画像表示システム１０の本体部１の姿勢（画像投影部３０の姿勢角）が変化すると、この画像表示システム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、車両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。

これにより、本体部１の姿勢角に従って、フロントシールド１０１での画像７００の表示位置が調整されることで、虚像３００の表示位置が調整される。そのため、例えば、車両１００が前傾姿勢又は後傾姿勢になったとしても、画像表示システム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。

（実施の形態の構成）
本実施の形態に係る画像表示システム１０は、図１に示すように、画像投影部３０と処理部５０とを有する。本実施の形態では、画像投影部３０以外の構成要素（処理部５０）が、本体部１に実装（収容）されているものを一例として挙げているがこれに限定されるものではない。処理部５０は本体部１に含まれていなくてもよい。本体部１は、車両１００のダッシュボード１０２内に固定される。処理部５０は、画像投影部３０と別体に構成され、本体部１に実装されない別筐体の装置にて構成してもよい。また、本体部１は、複数の筐体で構成されていてもよい。

画像投影部３０の画像形成部２は、一例として、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、画像７００を形成する表示面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の裏側から液晶パネル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。

画像形成部２では、液晶パネル２１に画像７００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７００を反映した光（画像光）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。

なお、画像形成部２は、ここでは液晶パネル２０１を備えた構成を例示しているが、このような構成に限定されない。例えば、画像形成部２は、画像形成部２の表示面２０の背面からレーザ光を走査して画像７００を形成するように構成されてもよい。

画像投影部３０の投影部３は、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。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の出力光を、上方（すなわちフロントシールド１０１）に向けて反射する。

この構成により、投影部３は、画像形成部２の表示面２０に表示された画像７００を、適当な大きさに拡大又は縮小して、投影画像としてフロントシールド１０１に投影する。この結果、対象空間４００に虚像３００が表示される。つまり、車両１００を運転しているユーザ２００の視野内では、画像表示システム１０から投影された画像７００の虚像３００が、車両１００の前方に広がる実景に重ねて表示される。

処理部５０は、位置補正部４と、表示制御部５１とを含む。処理部５０は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータ等により構成され、例えば、プロセッサがメモリに保持された所定のプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。プロセッサは、ＭＰＵ（Micro processing Unit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＧＰＵ（Graphical Processing Unit）等を含んでよい。メモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含んでよい。プログラムは、ここでは処理部５０のメモリに予め記録されている場合を示すが、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。処理部５０は、車両の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の制御ユニットに設けられてもよい。位置補正部４と、表示制御部５１とは、別体のプロセッサにより構成されていてもよいし、少なくとも一部の機能を一つのプロセッサで共用する構成であってもよい。

位置補正部４は、加速度センサ５２の検出値に基づいて本体部１の姿勢（より詳細には車両１００の姿勢角）を算出し、算出した姿勢角に基づいて、表示面２０における画像７００の表示位置を変化させるための補正量を算出して表示制御部５１に出力する。

表示制御部５１は、画像形成部２を制御し、表示面２０に任意の画像７００を形成する。また、表示制御部５１は、表示面２０における画像７００の表示位置を制御する。このとき、表示制御部５１は、位置補正部４からの補正量に基づいて表示面２０における画像７００の表示位置を調整し、姿勢角に応じて表示位置を変化させる。これにより、表示制御部５１は、フロントシールド１０１での画像７００の表示位置を制御する。この結果、対象空間４００の表示領域に投影された虚像３００の位置が制御される。

加速度センサ５２は、車両１００に作用する加速度（重力加速度及び運動加速度）を検出する。加速度センサ５２は、例えば互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する３軸加速度センサを含む。加速度センサ５２は、任意の姿勢で車両１００に取り付けられ、車両１００に生じる加速度ベクトルを検出する。運動加速度とは、車両１００の走行による加速又は減速によって車両１００に発生する加速度である。すなわち、運動加速度は、車両１００に作用する加速度のうち、重力加速度を除いた加速度である。運動加速度は、例えば、車両１００の加速の向きと反対向きに発生する。車両１００に作用する加速度、及び加速度に基づく姿勢角の算出については後述する。

位置補正部４は、補正部４１と、姿勢角算出部４３とを有する。姿勢角算出部４３は、ソフトウェア処理により、加速度センサ５２の検出値の時系列データに基づいて、本体部１の姿勢角を算出する。より詳細には、姿勢角算出部４３は、加速度センサ５２の検出値の時系列データに基づいて車両１００の姿勢角を算出し、この算出した姿勢角を本体部１の姿勢角とする。

補正部４１は、ソフトウェア処理により、姿勢角算出部４３により算出された姿勢角（すなわち本体部１の姿勢角）に基づいて、表示面２０での画像７００の表示位置を変化させるための補正値を算出し、表示制御部５１による表示位置制御の補正を行う。補正部４１は、少なくとも第１虚像３０１については、本体部１の姿勢角の変化による虚像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での画像７００の位置を変更する。

表示制御部５１は、ソフトウェア処理により、表示面２０における画像７００表示位置を制御しながら、液晶パネル２１に任意の映像コンテンツを表示（描画）する。これにより、表示面２０の所定位置に任意の画像７００が形成される。位置補正部４及び表示制御部５１において、画像の表示位置を制御し、表示面２０における画像７００の位置を変化させることによって、フロントシールド１０１に対して投影される画像７００の位置が変化し、結果として、対象空間４００の表示領域に投影された虚像３００の位置も変化する。

このように、画像表示システム１０は、本体部１の姿勢が変化した場合に、この変化に応じて、表示面２０での画像７００の表示位置を変化させることで、虚像３００の形成される位置を制御することができる。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補正してユーザ２００に視認させることができる。

（姿勢角の測定）
次に、車両１００に作用する加速度と、この加速度に基づき算出される姿勢角の測定について説明する。

図３Ａは、停止時において車両が傾いていない場合に作用する重力加速度を説明する説明図である。図３Ｂは、停止時において車両が傾いている場合に作用する重力加速度を説明する説明図である。位置補正部４の姿勢角算出部４３は、加速度センサ５２の検出値に基づいて姿勢角を算出することにより、姿勢角の測定を行う。本実施の形態においては、車両１００における座標系（車両座標系）として、上下軸Ａｚ方向（上下方向）、前後軸Ａｘ方向（前後方向）及び左右軸Ａｙ方向（左右方向）を定義する。なお、この３軸の車両座標系は、車両１００に固定された仮想の軸である。なお、図において紙面に対して垂直方向の左右軸Ａｙについては図示していないが、車両１００の進行方向に対して左右方向に傾いている場合は左右軸Ａｙ方向にも加速度成分が生じる。加速度センサ５２は、上下軸Ａｚ方向、前後軸Ａｘ方向及び左右軸Ａｙ方向の加速度を検出する。

本実施の形態においては、前後軸Ａｘ及び左右軸Ａｙを含むＡｘ－Ａｙ平面が車両１００の基準面となり、基準面が路面６００に対して平行である場合、姿勢角の算出値（測定値）はゼロとなる。姿勢角は、路面６００に対する車両１００の基準面の傾き、或いは地球の重力方向の鉛直線からの車両１００の上下軸Ａｚの傾きとして算出される。なお、左右軸Ａｙ方向の加速度成分を用いずに、上下軸Ａｚ方向と前後軸Ａｘ方向の２方向、すなわち上下方向とこれに直交する直交方向の加速度成分によって姿勢角を算出してもよい。

車両１００の停止時には、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、停止中の車両１００における上下軸Ａｚ方向、前後軸Ａｘ方向、及び左右軸Ａｙ方向の３軸の重力加速度の比によって姿勢角を算出する。以降、車両１００の停止中の姿勢角を算出するアルゴリズムを「停止中アルゴリズム」と称することにする。停止中の車両１００の姿勢が路面６００に対して前後方向に傾いていない場合、車両１００に作用する重力加速度は、車両１００の上下軸Ａｚ方向のみに作用する。このため、加速度センサ５２の加速度検出値Ｇ（すなわち重力加速度の検出値）は、上下軸Ａｚ方向の加速度成分Ｇｚのみを有する（図３Ａ参照）。

他方、停止中の車両１００の姿勢が路面６００に対して例えば前後方向に傾斜している場合、車両１００に作用する重力加速度は、車両１００の上下軸Ａｚ方向及び前後軸Ａｘ方向の両方向に作用する。図３Ｂでは、後部荷室に荷物を搭載した場合など、車両１００が後方に傾いている（車両前部が斜め上に向いている）状態を示している。このため、加速度センサ５２の加速度検出値Ｇは、上下軸Ａｚ方向の加速度成分Ｇｚと前後軸Ａｘ方向の加速度成分Ｇｘを有する（図３Ｂ参照）。姿勢角算出部４３において、停止中アルゴリズムにより算出する姿勢角βは、以下の数式（１）によって求められる。

上述した停止中アルゴリズムによって、車両１００の停止中の姿勢角の測定値及びその変化量をリアルタイムで算出して観測可能である。実際には、例えば数秒間～数分間などの所定期間の姿勢角測定値の平均値を求めて、この姿勢角の時間平均値から変化量を算出する。

なお、車両１００が坂道で停止している場合など、路面６００が傾いている場合は、停止中の車両１００の姿勢角を正しく測定できないことが起こり得る。このような場合、例えば所定時間毎の姿勢角測定値の差分を求めて、路面の傾斜角の成分を除去した姿勢角を算出するなど、路面の傾斜角を含まないように姿勢角の測定値を適宜補正すればよい。

図４Ａは、走行時において車両が傾いていない場合に作用する運動加速度を説明する説明図である。図４Ｂは、走行時において車両が傾いている場合に作用する運動加速度を説明する説明図である。車両１００の走行時には、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、走行中の車両１００における上下軸Ａｚ方向、前後軸Ａｘ方向、及び左右軸Ａｙ方向の３軸の運動加速度の変化量の比によって姿勢角を算出する。以降、車両１００の走行中の姿勢角を算出するアルゴリズムを「走行中アルゴリズム」と称することにする。前方に走行中の車両１００の姿勢が路面６００に対して前後方向に傾いていない場合、車両１００に作用する運動加速度は、車両１００の前後軸Ａｘ方向のみに作用する。このため、加速度センサ５２の加速度検出値ΔＧ（すなわち運動加速度の検出値）は、前後軸Ａｘ方向の加速度成分ΔＧｘのみを有する（図４Ａ参照）。走行中アルゴリズムでは、所定時間毎の加速度検出値の差分によって運動加速度を算出するため、運動加速度の変化量をΔＧ、ΔＧｘ等として表している。

他方、前方に走行中の車両１００の姿勢が路面６００に対して例えば前後方向に傾斜している場合、車両１００に作用する運動加速度は、車両１００の上下軸Ａｚ方向及び前後軸Ａｘ方向の両方向に作用する。図４Ｂでは、後部荷室に荷物を搭載している場合など、車両１００が後方に傾いている（車両前部が斜め上に向いている）状態を示している。このため、加速度センサ５２の加速度検出値ΔＧは、前後軸Ａｘ方向の加速度成分ΔＧｘと上下軸Ａｚ方向の加速度成分ΔＧｚを有する（図４Ｂ参照）。姿勢角算出部４３において、走行中アルゴリズムにより算出する姿勢角βは、以下の数式（２）によって求められる。

上述した走行中アルゴリズムによって、車両１００の走行中の姿勢角の測定値及びその変化量を算出可能である。この際、例えば数秒間～数分間などの所定期間の姿勢角測定値の平均値を求めて、この姿勢角の時間平均値から変化量を算出する。

（表示位置の制御）
次に、位置補正部４及び表示制御部５１を含む処理部５０による画像７００の表示位置の制御について説明する。

図５Ａは、路面に対して傾いていない（路面と平行な状態）車両を側方から見た概略図である。図５Ｂは、図５Ａの状態の車両を運転するユーザの視野を示す概念図である。画像形成部２及び投影部３によって、表示面２０に形成した画像７００をフロントシールド１０１に投影して表示することにより、画像７００に対応する虚像３００が対象空間４００に投影される。図示例では、虚像３００のうち、ナビゲーション情報等の第１虚像３０１は、車両１００の前方の交差点（Ｔ字路）の上に「左折」を指示する矢印を表している。また、計器情報等の第２虚像３０２は、車両１００の現在の車速情報として「５０ｋｍ／ｈ」という走行速度を表示している。

図示例のような虚像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、表示制御部５１は、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）について決定する。また、表示制御部５１は、液晶パネル２１の表示面２０における画像７００の位置についても決定する。表示面２０における画像７００の位置が変化すれば、対象空間４００の表示領域４０１に投影された虚像３００の位置も変化する。

位置補正部４の補正部４１は、姿勢角算出部４３により算出された姿勢角（すなわち本体部１の姿勢角）に基づいて、表示面２０での画像７００の表示位置を変化させるための補正量を生成して表示制御部５１に出力する。表示制御部５１は、補正部４１から取得した表示位置の補正量に基づき、画像７００の表示されるべき位置を制御する。この制御により、本体部１の姿勢角に応じて、対象空間４００の表示領域４０１に投影された虚像３００の位置が補正される。位置補正部４及び表示制御部５１を含む処理部５０は、少なくとも第１虚像３０１については、本体部１の姿勢角の変化による虚像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、表示位置の補正量を算出する。そして、処理部５０は、補正量に従って表示位置を制御する。これにより、表示面２０における画像７００の位置が変更される。

より詳細には、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、車両１００の姿勢角が基準角（例えば０度）である状態においては、処理部５０は、対象空間４００の表示領域４０１に投影する虚像３００（第１虚像３０１）の位置を変化させず、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５Ａ参照）が通る位置である。図示例では、対象空間４００中において虚像３００を投影可能な領域を、表示領域４０１として表している。ここで、第１虚像３０１は、車両１００の前方のＴ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Ｔ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５Ｂ参照）。

図６Ａは、路面に対して上方に傾斜している車両を側方から見た概略図である。図６Ｂは、図６Ａの状態の車両を運転するユーザの視野を示す概念図である。車両１００の姿勢角が基準角からずれて車両１００が傾いた場合、処理部５０は、対象空間４００の表示領域４０１に投影する虚像３００（第１虚像３０１）の位置を、デフォルトの表示位置から変化させる。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、例えば車両１００が後傾姿勢の状態になった場合、ユーザ２００の視野内においては、表示領域４０１及び第１虚像３０１が上方に移動する。すなわち、図６Ｂに示すように、デフォルト状態の表示領域４０１（Ｘ）に対して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。したがって、ユーザ２００の視野内においては、現実の風景におけるＴ字路から前方（奥側）にずれた位置に重畳して第１虚像３０１（Ｘ）が表示される。ここでは、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、両者を区別している。

後傾状態の場合、処理部５０は、虚像３００の表示位置が下方にシフトするように、表示面２０での画像７００の位置を変更する。これにより、図６Ａに示すように、対象空間４００に投影された第１虚像３０１の位置が下方に移動し、表示領域４０１（Ｙ）内には、デフォルト状態の第１虚像３０１（Ｘ）に対して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６Ｂに示すように、表示領域４０１（Ｙ）内の、現実の風景におけるＴ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）。

図７Ａは、路面に対して下方に傾斜している車両を側方から見た概略図である。図７Ｂは、図７Ａの状態の車両を運転するユーザの視野を示す概念図である。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、例えば車両１００が前傾姿勢の状態になった場合、ユーザ２００の視野内においては、表示領域４０１及び第１虚像３０１が下方に移動する。すなわち、図７Ｂに示すように、デフォルト状態の表示領域４０１（Ｘ）に対して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。したがって、ユーザ２００の視野内においては、現実の風景におけるＴ字路から後方（手前側）にずれた位置に重畳して第１虚像３０１（Ｘ）が表示される。

前傾状態の場合、処理部５０は、虚像３００の表示位置が上方にシフトするように、表示面２０での画像７００の位置を変更する。これにより、図７Ａに示すように、対象空間４００に投影された第１虚像３０１の位置が上方に移動し、表示領域４０１（Ｙ）内には、デフォルト状態の第１虚像３０１（Ｘ）に対して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Ｔ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７Ｂ参照）。

車両１００に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置の場合、路面６００に対して虚像３００を投影して重畳する状態になるため、表示領域４０１の上側に表示される画像は遠くに投影され、表示領域４０１の下側に表示される画像は近くに投影される。このため、重畳する画像の表示位置を変化させる場合、姿勢角の変化量に対応させて、表示位置の補正量を角度で規定するのが好ましい。このとき、表示領域４０１の範囲は上下方向に例えば３度程度であり、表示位置の少量の角度変化によっても路面６００に対して重畳される虚像３００の位置が大きく変化する。

本実施の形態では、例えば停止中の車両１００において、停止中アルゴリズムにより停止時の姿勢角を検出して姿勢角の変化量を算出し、姿勢角変化を投影画像の表示位置に反映するように表示位置の補正を行う。そして、車両１００が走行した場合、走行中アルゴリズムにより走行時の姿勢角を検出して姿勢角の変化量を算出し、姿勢角変化に応じて投影画像の表示位置を補正していく。

（表示位置の制御処理の詳細）
処理部５０による表示位置の制御によって、車両１００の姿勢角に応じた虚像３００の表示位置の制御を行う際に、姿勢角の変化量が大きく、所定値以上の位置補正が必要な場合、一度に表示位置を変化させて画像を急に移動させると、ユーザが視認する際に違和感が生じる。そこで、本実施の形態では、姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの表示位置の補正量を調整し、ユーザの視野内において表示位置が一度に大きく変化しないようにする。具体的には、姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を調整し、例えば複数回に分けて表示位置の補正を行うなど、制御目標値までの総補正量よりも一回当たりの補正量を小さくする。これにより、ユーザの視野における違和感を低減させる。

［補正量調整の第１例］
第１例は、前回測定時の算出値に対する姿勢角の変化量が大きく（例えば０．３度以上など）、更新前後の表示位置の補正量が所定値以上となる場合、複数回に分けて表示位置を変化させる動作を示すものである。この場合、処理部５０は、表示位置の補正量を所定値ごとに小分けし、複数のタイミングで表示位置を徐々に変化させる。このように第１例では、制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分に設定する。なお、単位時間当たりの補正量は、表示位置を補正する期間を複数期間に分割した各期間において補正量を等分に設定するものに限定されず、分割した各期間において任意の値を設定してもよい。

表示位置の補正量は、一度に変化させる補正量を総補正量よりも小さい所定の固定値とする、総補正量に対する分割数を固定値とする、総補正量の大きさによって一回当たりの補正量及び／又は分割数を可変するなど、種々の態様を採用することが可能である。具体的には、例えば、姿勢角の変化量が０．５度の場合、０．０５度／秒ごとに１０回、１０秒の期間をかけて表示位置をシフトさせる。

ここで、表示位置の総補正量は、姿勢角の変化量に対応させて変化させる表示位置の全移動量であり、通常は路面に対する姿勢角の変化を解消するための制御目標位置までの現在位置からの移動量に相当する。ヘッドアップディスプレイ装置において、表示位置の補正量は、虚像を投影する光の照射角の変化量で表すこととし、処理部５０から画像投影部３０への制御値としては、角度に対応する画像形成部の表示画面上の変位（ピクセル数、ライン数など）を与えることになる。ユーザによって視認される画像は、三次元空間内に形成されるため、表示位置の制御において、同じ角度の補正量であっても、対象空間の表示領域内の位置によっては画像形成部における表示画面上の変位量が異なる場合があり得る。

この第１例では、車両の姿勢角の変化量が所定値以上であり、大きく姿勢が変化している場合に、表示位置の制御において一度に変化させる補正量を小さくし、制御目標値まで一度に補正しないようにする。これにより、画像投影部より投影する画像が段階的に移動する態様となり、画像が一度に大きく移動することを抑制でき、ユーザにおける見た目の違和感を抑止できる。

［補正量調整の第２例］
第２例は、第１例の変形例であり、表示位置の補正を複数回に分けて行う場合に、補正量を初期段階では大きく、制御目標位置に近づくにつれて徐々に補正量を小さくして漸近的に表示位置を変化させる動作を示すものである。すなわち、複数回に分けて表示位置を変化させる際に、表示位置を所定の時定数で徐々に変化させる。この場合、処理部５０は、例えば対数関数的に表示位置の補正量を分割し、複数のタイミングで表示位置を徐々に変化させる。このように第２例では、制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する。

表示位置の補正量は、所定の単位時間毎に大→小に徐々に減少する補正量を設定する、一回当たりの補正量を所定の固定値又は可変値として補正するタイミングを短→長に徐々に長くするなど、種々の態様を採用することが可能である。具体的には、例えば、姿勢角の変化量が０．５度の場合、１秒当たりの補正量を、０．１度、０．０５度、０．０２５度、０．０１２５度、…と徐々に小さくしていき、初期段階では大きく（速く）表示位置が変化し、その後だんだんと小さく（遅く）変化するように、表示位置をシフトさせる。

この第２例では、車両の姿勢角の変化量が所定値以上であり、大きく姿勢が変化している場合に、表示位置の制御において制御目標値まで一度に補正せず、一度に変化させる補正量を時間経過と共に小さくする。これにより、画像投影部より投影する画像が初期は速く、徐々に遅くなって目標位置に近づいていくように移動する態様となり、画像が瞬時に大きく移動することを抑制でき、ユーザにおける見た目の違和感を抑止できる。

なお、第１例と第２例とを組み合わせることも可能である。例えば、表示位置を補正する期間を複数期間に分割し、分割後の各期間において単位時間当たりの補正量を等分或いは任意の値に設定し、補正期間全体として単位時間当たりの補正量を時間経過と共に小さく設定してもよい。このように、表示位置の補正量について、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくする方法であれば、種々の変形例が適用可能である。

［補正量調整の第３例］
第３例は、表示位置の補正を行う際に、ナビゲーション情報等の虚像の画像表示が所定時間以上オフした場合、一度に表示位置を変化させる動作を示すものである。例えば、画像表示システムにおいて、ナビゲーション情報を投影して路面に重畳して見えるように表示する場合、ナビゲーション情報は常時表示するものではなく、交差点などの車両の走行位置によって適切なタイミングで間欠的に表示する。この場合、処理部５０は、第１例又は第２例によって表示位置を徐々に変化させている途中であっても、所定時間以上虚像を描画しない期間が発生したときには、表示位置の補正モードを切り替え、直ちに制御目標位置まで表示位置を変化させる。すなわち、画像表示が所定時間以上停止した場合に、表示位置の補正モードを段階的な表示位置補正から一度の表示位置補正に切り替える。このように第３例では、画像を所定時間以上描画しない期間が発生する場合、表示位置の補正量を制御目標値まで一度に補正する補正量に切り替える。

この第３例では、投影画像の表示をオフするタイミングになる場合は、姿勢角の変化量に関係なく、制御目標位置まで表示位置を一度に補正することにより、素早く適切な表示位置の制御が可能になる。

［表示位置の制御手順］
ここで、本実施の形態による表示位置の制御手順の一例として、停止時、走行時それぞれの状態における表示位置制御の動作例について説明する。

図８は、実施の形態に係る表示制御装置における停止時の表示位置制御の動作を示すフローチャートである。車両１００が停止している状態のとき、処理部５０は、前述した停止中アルゴリズムによって重力加速度の検出値から停止中の車両１００の姿勢角を測定する（Ｓ１１）。このとき、荷物の増減、乗車人員の増減などにより、荷重変化が生じると（Ｓ１２）、姿勢角算出部４３による姿勢角の測定値が変化する（Ｓ１３）。処理部５０は、このときの車両１００の姿勢角の変化量を算出する（Ｓ１４）。処理部５０は、姿勢角の変化量を求める際に、外乱、ノイズ、測定誤差等の各種影響を考慮し、例えば、数分単位の姿勢角測定値の平均値などによって変化量を算出し、姿勢角測定値を更新する。そして、処理部５０は、前述したような姿勢角の変化量に応じた補正量の調整を行いながら、画像形成部２を制御して表示位置の制御処理を実行し、投影部３による投影画像の表示位置を変化させる（Ｓ１５）。

図９は、実施の形態に係る表示制御装置における走行時の表示位置制御の動作を示すフローチャートである。車両１００が走行している状態のとき、処理部５０は、前述した走行中アルゴリズムによって運動加速度の検出値から走行中の車両１００の姿勢角を測定する（Ｓ２１）。このとき、ガソリン等の燃料の減少、或いは走行中の乗車人員の移動などにより、荷重変化が生じると（Ｓ２２）、姿勢角算出部４３による姿勢角の測定値が変化する（Ｓ２３）。処理部５０は、このときの車両１００の姿勢角の変化量を算出する（Ｓ２４）。処理部５０は、姿勢角の変化量を求める際に、外乱、ノイズ、測定誤差等の各種影響を考慮し、例えば、数分単位の姿勢角測定値の平均値などによって変化量を算出し、姿勢角測定値を更新する。そして、処理部５０は、前述したような姿勢角の変化量に応じた補正量の調整を行いながら、画像形成部２を制御して表示位置の制御処理を実行し、投影部３による投影画像の表示位置を変化させる（Ｓ２５）。

図１０は、実施の形態に係る表示制御装置における停止から走行に移行した場合の表示位置制御の動作を示すフローチャートである。図１０の動作例は、停止中に姿勢変化が生じて短時間のうちに走行に移行した場合を示すものである。例えば、停止中に人が乗降して直ちに走行を開始した場合などが相当する。車両１００が停止している状態で、処理部５０は、停止中アルゴリズムによって重力加速度の検出値から停止中の車両１００の姿勢角を測定する（Ｓ３１）。このとき、乗車人員の増減などにより、荷重変化が生じるが（Ｓ３２）、処理部５０が姿勢角測定値を更新する前に、車両１００が走行を開始する（Ｓ３３）。車両１００が走行状態になると、処理部５０は、走行中アルゴリズムによって運動加速度の検出値から走行中の車両１００の姿勢角を測定する（Ｓ３４）。この場合、停止時に荷重変化が発生してから走行しているため、姿勢角算出部４３による姿勢角の測定値が変化する（Ｓ３５）。処理部５０は、このときの車両１００の姿勢角の変化量を算出する（Ｓ３６）。処理部５０は、姿勢角の変化量を求める際に、外乱、ノイズ、測定誤差等の各種影響を考慮し、例えば、数分単位の姿勢角測定値の平均値などによって変化量を算出し、姿勢角測定値を更新する。そして、処理部５０は、前述したような姿勢角の変化量に応じた補正量の調整を行いながら、画像形成部２を制御して表示位置の制御処理を実行し、投影部３による投影画像の表示位置を変化させる（Ｓ３７）。

上述した各動作例の手順により、車両の停止時、走行時、停止から直ちに走行に移行した場合のそれぞれにおいて、車両の姿勢角を測定して変化量を算出し、姿勢角の変化量に応じた補正量の調整を行い、投影画像の表示位置を制御可能となる。

［補正量調整の第４例］
次に、補正量調整の第４例として、走行中アルゴリズムによる姿勢角測定値の偏差に応じた補正量調整を行う動作を説明する。

図１１は、実施の形態に係る走行中の姿勢角測定値の偏差と姿勢角の変化量に応じた表示位置補正量の一例を説明する説明図である。処理部５０は、走行中の姿勢角測定値の偏差に応じて、表示位置の補正量を変更する。また、処理部５０は、姿勢角の変化量に応じて、補正量の調整動作を切り替える。

走行中の車両の姿勢角の変化量を算出する場合、上述したように、例えば数秒間～数分間などの所定期間の姿勢角測定値の平均値を求めて姿勢角の変動量を算出する。この際、走行中の姿勢角測定値の偏差が大きく、検出された姿勢角のバラつきが多い場合、外乱等の影響が大きいことが想定され、姿勢角測定値の信頼度は低いと考えられる。反対に、姿勢角測定値の偏差が小さい場合は、姿勢角測定用のセンサ出力が安定しており、姿勢角測定値の信頼度は高いと考えられる。

処理部５０は、姿勢角測定値の偏差の大きさ判定のため、偏差閾値として所定の第１閾値ＴＨ１及び第２閾値ＴＨ２（ＴＨ１＜ＴＨ２）を設定する。走行中の姿勢角測定値の偏差に応じて、処理部５０は、走行中の姿勢角測定値の偏差が第１閾値ＴＨ１未満で小さい場合、姿勢角測定値の信頼度は高いため、変化後の姿勢角の値に合わせて、姿勢角変化量を相殺するように補正量を設定し、表示位置を変化させる。また、処理部５０は、走行中の姿勢角測定値の偏差が第１閾値ＴＨ１以上かつ第２閾値ＴＨ２未満（ＴＨ１～ＴＨ２の間）である場合、姿勢角測定値の信頼度は中程度であるため、変化前後の姿勢角の中間値を制御目標値として補正量を設定し、表示位置を変化させる。この場合、制御目標値として設定する「中間値」は、ゼロより大きく、変化後の姿勢角の値（姿勢角変化量に相当）までの間の任意の値であればよく、値は限定されない。好ましくは、中間値は変化前後の姿勢角の真ん中の値（中央値）とすればよい。そして、設定した中間値の制御目標値に対応する総補正量を算出し、表示位置の補正を行う。なお、偏差閾値は、上記２つの例に限らず、１つ又は３つ以上の閾値を設けてもよい。さらに、中間値の任意の値の数と、これに対応する偏差閾値についても、１つに限らず、複数でもよい。また、姿勢角測定値の偏差量と、制御目標値とを連動させるようにしてもよい。例えば、制御目標値＝姿勢角変化量×Ａ／偏差量、（Ａは重み付け係数）のような所定の関数に基づいて、偏差量が小さい場合は制御目標値を大きく、偏差量が大きいほど制御目標値を小さく設定することも可能である。

また、処理部５０は、走行中の姿勢角測定値の偏差が第２閾値ＴＨ２以上で大きい場合、姿勢角測定値の信頼度は低いため、補正量をゼロに設定し、表示位置の補正を行わないようにする。なお、姿勢角の偏差が大きくて表示位置の補正を行わない偏差閾値を、第３閾値ＴＨ３として別途して設定してもよい。例えば、第３閾値ＴＨ３は、第１閾値ＴＨ１より大きく第２閾値ＴＨ２以下の値に設定する。上記の図１１に示した例の場合、第２閾値ＴＨ２＝第３閾値ＴＨ３となる。

このとき、表示位置の補正量調整に関して、処理部５０は、姿勢角の変化量に応じて表示位置の制御態様を切り替える。例えば、処理部５０は、姿勢角の変化量が所定値以上かつ所定の変化量閾値以上で大きい場合、表示位置を大きく変化させる必要があるため、前述した第２例による初期段階に大きく変化させて漸近状に段階的変化するような表示位置の制御処理を行う。また、処理部５０は、姿勢角の変化量が所定値以上かつ所定の変化量閾値未満で小さい場合、表示位置の総補正量は小さいため、前述した第１例による直線状に段階的変化するような表示位置の制御処理を行う。

この第４例では、姿勢角測定値の偏差が大きい場合、姿勢角変化に対する総補正量を変化前後の中間値に設定し、表示位置補正による表示画像の変化量を小さくする。さらに姿勢角測定値の偏差が大きい場合は、補正量をゼロとして表示位置補正を行わないようにする。これにより、姿勢角測定値のバラつきに基づく信頼度に応じて、適切な表示位置の補正が可能である。この際、姿勢角測定値の信頼度があまり高くない状態（中程度）の場合、補正量を中間値までとするよう小さくして過度な表示位置の補正を抑制できる。また、姿勢角測定値の信頼度が低い状態の場合、表示位置の補正を行わないようにし、外来ノイズ等による表示位置補正の誤作動を抑制できる。

また、姿勢角の変化量が比較的小さい場合は前述した第１例の手順により等速的に徐々に位置変化する表示位置の補正を行い、姿勢角の変化量が比較的大きい場合は前述した第２例の手順により時定数を持って徐々に位置変化する表示位置の補正を行う。これにより、姿勢角の変化量が比較的大きい場合に、初期段階では速く移動し、徐々にゆっくりと制御目標位置に近づくように表示位置を制御でき、ユーザにおいて画像が滑らかに変化するような視覚を与えることができる。また、姿勢角の変化量が比較的小さい場合に、等速的にだんだんと制御目標位置に近づくように表示位置を制御でき、ユーザにおいて画像が素早くスムーズに変化するような視覚を与えることができる。このように、姿勢角の変化量の大小に応じて、ユーザにおいて見た目の違和感を与えることなく、スムーズに表示位置を制御できる。

以上のように、本実施の形態では、表示制御装置は、移動体の一例としての車両１００のフロントシールド１０１等の表示対象物に画像を投影する画像投影部３０における、画像の表示位置を制御する。表示制御装置は、表示位置の補正に関する処理を行う処理部５０を有する。処理部５０は、表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部４と、位置補正部４により設定された補正量に基づいて画像の表示位置を制御する表示制御部５１とを有する。位置補正部４は、車両１００に作用する加速度の検出値を加速度センサ５２より取得し、取得した加速度の検出値に基づいて車両１００の姿勢角を算出する。位置補正部４は、姿勢角に応じて、表示対象物に投影する画像の表示位置を制御するための表示位置の補正量を設定する。位置補正部４における表示位置の補正量の設定は、姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの補正量を調整することで設定される。これにより、姿勢角の変化量に応じた画像の表示位置制御が可能となり、ユーザにおける見た目の不具合を抑止できる。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、表示位置の補正量の設定において、姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくする。これにより、投影する画像が一度に大きく移動することを抑制でき、ユーザにおける見た目の違和感を抑止できる。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、姿勢角の変化量が所定値以上の場合、複数回に分けて表示位置の補正を行い、一度に変化させる補正量を小さくする。これにより、投影する画像が一度に大きく移動することを抑制でき、ユーザにおける見た目の違和感を抑止できる。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、一度に変化させる補正量の設定において、制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分に設定する。これにより、画像が徐々に制御目標位置に近づくように表示位置を制御でき、ユーザにおいて画像が素早くスムーズに変化するような視覚を与えることができる。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、一度に変化させる補正量の設定において、制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する。これにより、初期段階では速く移動し、徐々にゆっくりと制御目標位置に近づくように表示位置を制御でき、ユーザにおいて画像が滑らかに変化するような視覚を与えることができる。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、一度に変化させる補正量の設定において、姿勢角の変化量が所定値以上かつ所定の変化量閾値以上の場合、制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分又は任意の値に設定する。また、処理部５０は、姿勢角の変化量が所定値以上かつ変化量閾値未満の場合、単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する。これにより、姿勢角の変化量の大小に応じて、ユーザにおいて見た目の違和感を与えることなく、スムーズに表示位置を制御できる。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、表示位置の補正量の設定において、所定期間における姿勢角の測定値の偏差に応じて、一度に変化させる補正量を調整する。これにより、姿勢角測定値のバラつきに基づく信頼度に応じて、適切な表示位置の補正が可能である。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、姿勢角の測定値の偏差が所定の偏差閾値の第１閾値以上、かつ第１閾値より大きい第２閾値未満である場合、姿勢角の変化前後の中間値を制御目標値として補正量を設定する。これにより、姿勢角測定値の信頼度があまり高くない状態の場合、補正量を小さくして過度な表示位置の補正を抑制できる。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、姿勢角の測定値の偏差が所定の偏差閾値の第３閾値以上である場合、表示位置の補正量をゼロに設定する。これにより、姿勢角測定値の信頼度が低い状態の場合、表示位置の補正を行わないようにし、外来ノイズ等による補正の誤作動を抑制できる。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、表示対象物に投影する画像を所定時間以上描画しない期間が発生する場合、表示位置の補正量を、制御目標値まで一度に補正する補正量に切り替える。これにより、画像の表示をオフするタイミングになる場合は、制御目標位置まで表示位置を一度に補正することにより、素早く適切な表示位置の制御が可能になる。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、車両１００が停止中である場合、車両１００の上下方向と、上下方向に直交する直交方向とを含む、少なくとも２方向の重力加速度の加速度成分によって、車両１００の姿勢角を算出する。これにより、移動体の停止中において適切に姿勢角を測定可能である。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、車両１００が走行中である場合、車両１００の上下方向と、上下方向に直交する直交方向とを含む、少なくとも２方向の運動加速度の加速度成分によって、車両１００の姿勢角を算出する。これにより、これにより、移動体の走行中において適切に姿勢角を測定可能である。

また、本実施の形態では、位置補正部４は、表示位置の補正モードを、制御目標値まで段階的に補正するモードと、制御目標値まで一度に補正するモードとを、ユーザの設定により切り替え可能であってもよい。また、位置補正部４は、制御目標値まで段階的に補正するモードにおいては、一度に変化させる補正量をユーザが設定可能であってもよい。

また、本実施の形態では、画像表示システムは、移動体の一例としての車両１００に搭載され、車両１００のフロントシールド１０１等の表示対象物に画像を投影する画像投影部３０と、上記いずれかに記載の位置補正部４を含む表示制御装置と、を有する。これにより、姿勢角の変化量に応じた適切な画像の表示位置制御が可能な画像表示システムを提供できる。

また、本実施の形態では、移動体の一例としての車両１００は、上記の画像表示システムを備える。移動体における表示対象物は、車両１００のフロントシールド１０１等のウィンドウシールドである。これにより、姿勢角の変化量に応じた適切な画像の表示位置制御が可能な移動体を提供できる。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

なお、本出願は、２０１９年６月２７日出願の日本特許出願（特願２０１９－１２０４３８）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

本開示は、画像の表示位置の制御を改善することが可能となる効果を有し、例えばヘッドアップディスプレイ装置等を用いた表示部の表示制御装置、画像表示システム、移動体、表示制御方法及びプログラムとして有用である。

１０ 画像表示システム
３０ 画像投影部
４１ 補正部
４３ 姿勢角算出部
５０ 処理部
５１ 表示制御部
５２ 加速度センサ
１００ 車両（移動体）
１０１ フロントシールド（表示対象物）
３００ 虚像
３０１ 第１虚像
３０２ 第２虚像
４００ 対象空間
４０１ 表示領域
６００ 路面
７００ 画像
Ａｘ 前後軸
Ａｚ 上下軸
Ａｙ 左右軸
Ｇ、ΔＧ 加速度検出値
Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ、ΔＧｘ、ΔＧｙ、ΔＧｚ 加速度成分
β 姿勢角

Claims (16)

1. 移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部における前記画像の表示位置を制御する表示制御装置であって、
   前記表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部と、前記位置補正部により設定された補正量に基づいて前記画像の表示位置を制御する表示制御部と、を有し、
   前記位置補正部は、
   前記移動体に作用する加速度の検出値を取得し、取得した前記加速度の検出値に基づいて前記移動体の姿勢角を算出し、かつ、
   前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に投影する前記画像の表示位置を制御するための前記表示位置の補正量を設定するものであり、
   前記位置補正部における前記表示位置の補正量の設定は、前記姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの前記補正量を調整することで設定され、
   前記位置補正部は、
   前記表示位置の補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくし、
   前記位置補正部は、
   前記一度に変化させる補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ所定の変化量閾値以上の場合、前記制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分又は任意の値に設定し、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ前記変化量閾値未満の場合、前記単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する、
   表示制御装置。
2. 前記位置補正部は、
   前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、複数回に分けて表示位置の補正を行い、一度に変化させる補正量を小さくする、
   請求項１に記載の表示制御装置。
3. 前記位置補正部は、
   前記一度に変化させる補正量の設定において、前記制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分に設定する、
   請求項１又は２に記載の表示制御装置。
4. 前記位置補正部は、
   前記一度に変化させる補正量の設定において、前記制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する、
   請求項１又は２に記載の表示制御装置。
5. 移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部における前記画像の表示位置を制御する表示制御装置であって、
   前記表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部と、前記位置補正部により設定された補正量に基づいて前記画像の表示位置を制御する表示制御部と、を有し、
   前記位置補正部は、
   前記移動体に作用する加速度の検出値を取得し、取得した前記加速度の検出値に基づいて前記移動体の姿勢角を算出し、かつ、
   前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に投影する前記画像の表示位置を制御するための前記表示位置の補正量を設定するものであり、
   前記位置補正部における前記表示位置の補正量の設定は、前記姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの前記補正量を調整することで設定され、
   前記位置補正部は、
   前記表示位置の補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくし、
   前記位置補正部は、
   前記表示位置の補正量の設定において、所定期間における前記姿勢角の測定値の偏差に応じて、前記一度に変化させる補正量を調整する、
   表示制御装置。
6. 前記位置補正部は、
   前記姿勢角の測定値の偏差が所定の偏差閾値の第１閾値以上、かつ前記第１閾値より大きい第２閾値未満である場合、前記姿勢角の変化前後の中間値を制御目標値として補正量を設定する、
   請求項５に記載の表示制御装置。
7. 前記位置補正部は、
   前記姿勢角の測定値の偏差が所定の偏差閾値の第３閾値以上である場合、前記表示位置の補正量をゼロに設定する、
   請求項５に記載の表示制御装置。
8. 前記位置補正部は、
   前記表示対象物に投影する画像を所定時間以上描画しない期間が発生する場合、前記表示位置の補正量を、制御目標値まで一度に補正する補正量に切り替える、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の表示制御装置。
9. 前記位置補正部は、
   前記移動体が停止中である場合、前記移動体の上下方向と、前記上下方向に直交する直交方向とを含む、少なくとも２方向の重力加速度の加速度成分によって、前記移動体の姿勢角を算出する、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の表示制御装置。
10. 前記位置補正部は、
    前記移動体が走行中である場合、前記移動体の上下方向と、前記上下方向に直交する直交方向とを含む、少なくとも２方向の運動加速度の加速度成分によって、前記移動体の姿勢角を算出する、
    請求項１から８のいずれか一項に記載の表示制御装置。
11. 移動体に搭載される画像表示システムであって、
    前記移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部と、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の表示制御装置と、を有する、
    画像表示システム。
12. 請求項１１に記載の画像表示システムを備えた移動体であって、
    前記表示対象物が、前記移動体のウィンドウシールドである、
    移動体。
13. 移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部における前記画像の表示位置を制御する表示制御方法であって、
    前記表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部において、
    前記移動体に作用する加速度の検出値を取得し、取得した前記加速度の検出値に基づいて前記移動体の姿勢角を算出し、かつ、
    前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に投影する前記画像の表示位置を制御するための前記表示位置の補正量を設定するステップを有し、
    前記表示位置の補正量の設定は、前記姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの前記補正量を調整することで設定され、
    前記位置補正部において、
    前記表示位置の補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくし、
    前記位置補正部において、
    前記一度に変化させる補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ所定の変化量閾値以上の場合、前記制御目標値までの総補正量に対して単位時間当たりの表示位置の補正量を等分又は任意の値に設定し、前記姿勢角の変化量が所定値以上かつ前記変化量閾値未満の場合、前記単位時間当たりの表示位置の補正量を時間経過と共に小さく設定する、
    表示制御方法。
14. 移動体の表示対象物に画像を投影する画像投影部における前記画像の表示位置を制御する表示制御方法であって、
    前記表示位置の補正に用いられる補正量を設定する位置補正部において、
    前記移動体に作用する加速度の検出値を取得し、取得した前記加速度の検出値に基づいて前記移動体の姿勢角を算出し、かつ、
    前記姿勢角に応じて、前記表示対象物に投影する前記画像の表示位置を制御するための前記表示位置の補正量を設定するステップを有し、
    前記表示位置の補正量の設定は、前記姿勢角の所定期間の変化量に応じて、所定の単位時間当たりの前記補正量を調整することで設定され、
    前記位置補正部において、
    前記表示位置の補正量の設定において、前記姿勢角の変化量が所定値以上の場合、一度に変化させる補正量を制御目標値までの総補正量よりも小さくし、
    前記位置補正部において、
    前記表示位置の補正量の設定において、所定期間における前記姿勢角の測定値の偏差に応じて、前記一度に変化させる補正量を調整する、
    表示制御方法。
15. コンピュータに、
    請求項１３に記載の表示制御方法の各手順を実行させるためのプログラム。
16. コンピュータに、
    請求項１４に記載の表示制御方法の各手順を実行させるためのプログラム。

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