JPWO2018043558A1 - 表示装置および調整方法 - Google Patents

Abstract

車両に用いられ、虚像を表示するための表示装置は、映像光を出射する光源部（１１１）および前記映像光が投射されるスクリーン（１２０）を含む映像表示部（１１０）と、前記虚像（４００）が表示される位置を調整する制御部（１３０）とを備える。前記虚像（４００）は、第１の虚像と前記第１の虚像と異なる位置に表示される第２の虚像とを含む。前記映像表示部（１１０）は、前記第１の虚像の表示領域（４００ａ）に投影される第１の調整用画像（１１３ａ）および前記第２の虚像の表示領域（４００ｂ）に投影される第２の調整用画像（１１３ｂ）を前記スクリーン（１２０）上に表示する。前記制御部（１３０）は、前記第１の調整用画像（１１３ａ）および前記第２の調整用画像（１１３ｂ）に基づいて前記第１の虚像の表示領域（４００ａ）の位置と前記第２の虚像の表示領域（４００ｂ）の位置とを調整する。

Description

本発明は、自動車または列車などの車両で用いられるヘッドアップディスプレイ等の虚像を表示するための表示装置に関するものである。

車両用のヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下、ＨＵＤと称する）は、運転者から見てフロントウィンドウの前方に、運転支援情報を虚像として表示する。運転支援情報は、例えば、速度表示またはナビゲーション情報などである。運転者は、車両の前景と運転支援情報とを視認することができる。車両の前景と運転支援情報とは、重ね合わされている。このため、運転者は、運転時の視線の移動時間または焦点の調整時間を短縮することができる。これによって、運転者の疲労の軽減または安全性の向上を図ることができる。「前景」とは、前方に見える景色のことである。

運転者は周囲の状況を見ながら運転を行う。このため、運転者の視点は固定されずに、様々な箇所に移動する。また、運転者の目の位置から視点までの距離は、近距離から遠距離まで変わる。その際、車両の前景上の視点の位置と虚像の表示位置とが、運転者の目から同じ距離でない場合には、運転者は同時に前景と虚像とに焦点を合わせて見ることができない。そのため、運転者から虚像までの距離と車両の前景までの距離とを合わせる方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１は、凹面鏡をターニングミラーとして用い、物点としての表示器を移動させることで、虚像の表示距離を変更する方法を示している。つまり、特許文献１の虚像の制御方法は、運転者から見た虚像の表示位置を変えずに、奥行き方向における虚像の表示距離を制御している。

特開平６−１１５３８１号公報（第２頁、４０行〜第３頁、１９行、図２）

しかしながら、運転者から見て、近距離の前景の俯角は、遠距離の前景の俯角よりも大きくなる。このため、表示距離に合った俯角となるように、虚像の表示位置を調整するという課題があった。「俯角」とは、物を見下ろしたときの視線の方向と目の高さの水平面とのなす角である。俯角は、「見下ろし角」ともいう。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、奥行き方向の虚像の表示距離に対応して、虚像の表示位置を調整できることを目的とする。

この発明に係る表示装置は、車両に用いられ、虚像を表示するための表示装置であって、映像光を出射する光源部および前記映像光が投射されるスクリーンを含む映像表示部と、前記虚像が表示される位置を調整する制御部とを備え、前記スクリーン上に映し出された像は前記虚像として投影され、前記虚像は、第１の虚像と前記第１の虚像と異なる位置に表示される第２の虚像とを含み、前記映像表示部は、前記第１の虚像の表示領域に投影される第１の調整用画像および前記第２の虚像の表示領域に投影される第２の調整用画像を前記スクリーン上に表示し、前記制御部は、前記第１の調整用画像および前記第２の調整用画像に基づいて前記第１の虚像の表示領域の位置と前記第２の虚像の表示領域の位置とを調整することを特徴とするものである。

本発明は、虚像の表示距離に対応して、虚像の表示位置を調整することができる。

本発明の実施の形態１に係る表示装置を車両に設置した構成図である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置の制御部の構成図である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置による虚像の表示位置の例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置による虚像を立体的に示した模式図である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置による虚像の表示例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置における運転者の視線を説明する説明図である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置による虚像と背景の関係を説明する説明図である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置による虚像とＡＲ表示される対象物との関係を説明する説明図である。 本発明の実施の形態１の変形例１に係る表示装置における虚像位置の調整用画像の例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１の変形例１に係る表示装置による虚像を運転者から見た場合の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る虚像を表示するための調整方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る虚像を表示するための調整方法における調整用画像の表示処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態１の変形例２に係る表示装置を示した模式図である。 本発明の実施の形態１の変形例２に係る表示装置による虚像の説明図である。 本発明の実施の形態１の変形例２に係る表示装置による虚像とＡＲ表示する対象物の関係を説明する説明図である。

実施の形態１．
＜虚像表示装置１００の構成＞
図１は、実施の形態１に係る虚像表示装置１００の構成の一例を示す模式図である。虚像表示装置１００は、例えば、車載用のヘッドアップディスプレイである。虚像表示装置１００は、例えば、車両６００のダッシュボード６１０に搭載されている。ただし、虚像表示装置１００は、ヘッドアップディスプレイに限るものではなく、設置場所もダッシュボードに限るものではない。

虚像表示装置１００は、映像表示部１１０及び制御部１３０を備える。虚像表示装置１００は、拡大ミラー１４０を備えることができる。映像表示部１１０は、光源部１１１及びスクリーン１２０を備える。

光源部１１１は、例えば、プロジェクターのように、映像光を出射する。「映像光」とは、映像情報を有する光のことである。光源部１１１が出射する映像光は、虚像として映し出される映像の情報を有している。なお、映像光は、例えば、静止している画像の情報を含むことができる。

光源部１１１から出射された映像光は、スクリーン１２０に投射される。そして、映像はスクリーン１２０上に結像される。光源部１１１側からスクリーン１２０に入射した映像光は、スクリーン１２０を透過する。

スクリーン１２０には、映像光が投射される。スクリーン１２０は、透過型のスクリーンである。「投射」とは、映像光を出射すること、又は映像光によって映像を表示することである。ここで、映像は虚像を含む。そのため「投射」は、出射された映像光、又は映像光によって表示される映像（虚像を含む）に対して用いられる。

スクリーン１２０は、例えば、その設置位置によって、２つのスクリーン１２０ａ，１２０ｂを備える。スクリーン１２０は、近距離の虚像用スクリーン１２０ａと遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂとを備える。

また、スクリーン１２０は、例えば、１つのスクリーンを可動式とすることができる。つまり、１つのスクリーン１２０が、スクリーン１２０ａの位置と、スクリーン１２０ｂの位置との間を移動する。そして、例えば、運転者５００は、近距離の虚像用スクリーン１２０ａまたは遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂのいずれかを、時間によって選択することができる。

さらに、スクリーン１２０を、例えば、左右方向で、２つのスクリーンに分割することができる。例えば、左側のスクリーンを近距離の虚像用スクリーン１２０ａとして、右側のスクリーンを遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂとにすることができる。この場合には、光源部１１１は、同時に近距離の虚像用スクリーン１２０ａと遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂとに映像光を投射することができる。

拡大ミラー１４０は、負のパワーを有する反射面（凹面）を備える。拡大ミラー１４０は、スクリーン１２０に結像された映像を投影する。拡大ミラー１４０は、例えば、スクリーン１２０に結像された映像を拡大して投影する。

拡大ミラー１４０は、投影光学系の機能を有する。投影光学系は、スクリーン１２０に結像された映像を投影する。投影光学系は、拡大ミラー１４０を構成要素とする。また、投影光学系は、ウインドシールド３００またはコンバイナを構成要素とすることができる。

拡大ミラー１４０は、例えば、スクリーン１２０を透過した映像光を、ウインドシールド３００に向けて投射する。ウインドシールド３００は、例えば、車両のフロントガラスである。ウインドシールド３００は、拡大ミラー１４０からの映像光を反射して運転者５００へ導く。

なお、ここでは、一例として、フロントガラス型のヘッドアップディスプレイで説明する。しかし、虚像表示装置１００は、コンバイナ型のヘッドアップディスプレイへの適用も可能である。フロントガラス（ウインドシールド３００）及びコンバイナは、虚像表示装置１００から投射された映像光を運転者などに向けて反射する機能を有している。

スクリーン１２０上に結像された映像は、虚像エリア４００に虚像として表示される。虚像エリア４００は、運転者５００から見てウインドシールド３００の前方に位置している。虚像エリア４００は、スクリーン１２０によって表示される虚像の表示エリアである。虚像エリア４００は、スクリーン１２０の位置などによって移動する。

近距離の虚像用スクリーン１２０ａ上の映像は、近距離の虚像エリア４００ａに虚像として表示される。遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂ上の映像は、遠距離の虚像エリア４００ｂに虚像として表示される。運転者５００は、拡大ミラー１４０によって投影された映像と、ウインドシールド３００の前方の風景とを重畳的に視認できる。

拡大ミラー１４０の反射面は、自由曲面で形成されてもよい。これによって、拡大ミラー１４０は、ウインドシールド３００の曲率による映像の歪みを補正することができる。

制御部１３０は、映像表示部１１０、拡大ミラー１４０またはスクリーン１２０を制御することができる。制御部１３０の構成に関しては後述する。

制御部１３０は虚像が表示される位置を調整する。つまり、虚像の表示される位置の調整には、車両から虚像までの距離の調整、虚像の高さ方向の位置の調整および虚像の傾きの調整が含まれる。

光源部１１１から出射された映像光が運転者５００に到達するまでの間の装置の構成は、図１に示す構成に限らない。例えば、映像光は、拡大ミラー１４０又はウインドシールド３００以外の反射面で反射される構成でもよい。また、スクリーン１２０は、透過型に限られず、反射型であってもよい。ダッシュボード６１０の空きスペース及び光学部品の大きさを考慮して、装置の構成は変更することができる。

＜制御部１３０の構成＞
図２は、虚像表示装置１００の制御部１３０の構成図である。制御部１３０は、映像データ変換部１３１、光源制御部１３２、虚像制御部１３３及び投射位置制御部１３４を備える。

制御部１３０は、拡大ミラー駆動回路１４１及びスクリーン駆動回路１４２を備えてもよい。

映像データ変換部１３１は、虚像として表示される映像の基となる映像信号データを、光源制御部１３２及び虚像制御部１３３で扱える形式に変換する部分である。映像信号データには、例えば、虚像用の映像、映像の拡大率、虚像の表示方向または遠近方向の虚像の表示距離を示す距離データなどを含む。

映像データ変換部１３１は、虚像表示装置１００の内部で生成された映像信号データを受け取ることができる。また、例えば、映像データ変換部１３１は、制御部１３０で生成された映像信号データを受け取ることができる。

虚像表示装置１００、又は制御部１３０は、例えば、車両の走行速度の情報、又は外気温度の情報などを外部の機器から受け取る。そして、虚像表示装置１００、又は制御部１３０は、それらの情報を基にして虚像用の映像などを含む映像信号データを生成する。虚像表示装置１００、又は制御部１３０は、生成した映像信号データを、映像データ変換部１３１に渡す。

また、例えば、映像データ変換部１３１は、虚像表示装置１００の外部の機器で生成された映像信号データを受け取ることができる。虚像表示装置１００の外部の機器は、例えば、車両６００を制御する部分又はナビゲーションシステムなどである。

また、映像データ変換部１３１は、車両６００の外部から映像信号データを受け取ることができる。車両６００の外部から受け取った映像信号データは、例えば、インターネット情報などを基に生成されるデータである。

映像データ変換部１３１は、光源制御部１３２と虚像制御部１３３とに映像信号データＳ_１，Ｓ_２を送る。

光源制御部１３２は、光源部１１１の映像光の出射を制御する。光源制御部１３２は、映像データ変換部１３１から映像信号データＳ_１を受け取る。光源制御部１３２は、映像信号データＳ_１に基づき、光源部１１１から出射される映像光の基となる映像データを生成する。その際に、表示される虚像の方向や奥行きを考慮して、映像のサイズまたは映像の表示される位置などが決定される。そして、映像データが生成される。映像のサイズ（大きさ）または映像の表示される位置などの決定方法に関しては後述する。光源制御部１３２は、生成された映像データを制御信号Ｓ_３として光源部１１１に送る。

光源部１１１は、映像光を出射する。光源部１１１は、制御信号Ｓ_３に基づき、映像光を出射する。光源部１１１は、制御信号Ｓ_３を光源制御部１３２から受け取る。制御信号Ｓ_３は、映像データを基にして光源部１１１を制御する信号である。

虚像制御部１３３は、スクリーン１２０の位置を制御するための信号を生成する。虚像制御部１３３は、映像データ変換部１３１から映像信号データＳ_２を受け取る。虚像制御部１３３は、映像信号データＳ_２に基づき、制御信号Ｓ_４をスクリーン駆動回路１４２に送る。制御信号Ｓ_４は、スクリーン１２０の位置又は傾きを制御するための信号である。

例えば、図１において、遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂの位置に、スクリーン１２０を移動することで、虚像は遠距離の虚像エリア４００ｂの位置に表示される。これによって運転者５００には、虚像が遠方に表示されているように見える。

運転者５００から虚像までの距離は、スクリーン１２０からウインドシールド３００までの光路長または拡大ミラー１４０の拡大率などによって決まる。遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂからウインドシールド３００までの光路長は、近距離の虚像用スクリーン１２０ａからウインドシールド３００までの光路長よりも長い。このため、遠距離の虚像エリア４００ｂは、近距離の虚像エリア４００ａよりも、運転者５００から遠い位置にある。

虚像制御部１３３は、映像データ変換部１３１からの映像信号データＳ_２に基づき、運転者５００から虚像エリア４００ａ，４００ｂまでの距離を決定する。運転者５００から虚像エリア４００ａ，４００ｂまでの距離の決定には、映像信号データＳ_２以外の情報を用いても良い。ただし、この場合には、虚像表示装置１００で表示する映像と、距離の情報を関連付ける処理が必要である。

スクリーン駆動回路１４２は、スクリーン１２０の位置を調整する。スクリーン駆動回路１４２は、制御信号Ｓ_４に基づき、スクリーン１２０の位置を調整する。そして、虚像が表示される位置（虚像エリア４００ａ，４００ｂ）は、遠近の方向に移動する。「遠近の方向」とは、実施の形態では、車両６００の進行方向である。スクリーン駆動回路１４２は、制御信号Ｓ_４を、虚像制御部１３３から受け取る。制御信号Ｓ_４は、スクリーン１２０の位置情報である。

投射位置制御部１３４は、拡大ミラー１４０の位置または角度を変更するための信号Ｓ_５を生成する。投射位置制御部１３４は、外部の入力器１５０から、拡大ミラー１４０を調整するための信号Ｓ_６を受け取る。

入力器１５０は、例えば、入力ボタン、スイッチまたはダイアル等である。入力器１５０は、車両６００に、虚像の投射位置の制御用として設けられている。入力器１５０は、例えば、運転者５００によって操作される。

投射位置制御部１３４は、信号Ｓ_６を制御信号Ｓ_５に変換する。制御信号Ｓ_５は、拡大ミラー１４０の位置または角度を変更するための信号である。そして、投射位置制御部１３４は、制御信号Ｓ_５を拡大ミラー駆動回路１４１に送る。

拡大ミラー駆動回路１４１は、拡大ミラー１４０の位置または角度を調整する。拡大ミラー駆動回路１４１は、制御信号Ｓ_５に基づき、拡大ミラー１４０の位置または角度を調整する。そして、虚像が表示される位置（虚像エリア４００ａ，４００ｂ）は移動する。運転者５００は、投射される虚像を確認しながら、最適な投射位置をこの入力手段により調整することができる。拡大ミラー駆動回路１４１は、制御信号Ｓ_５を、投射位置制御部１３４から受け取る。制御信号Ｓ_５は、拡大ミラー１４０の位置または角度を調整するための信号である。

＜虚像の表示位置の調整用画像＞
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、垂直方向の虚像の表示位置の調整例を示す説明図である。以下、虚像の表示位置を調整する際に使用する調整用画像の表示について説明する。図３（ａ）および図３（ｂ）は、虚像の表示位置を調整する時に、光源部１１１に入力される調整用画像の一例を示す。図３（ａ）〜図３（ｄ）は、運転者５００が拡大ミラー１４０を介して見た図である。

図３（ａ）は、運転者５００に近い距離で虚像を表示する場合に、光源部１１１に入力される画像である。

制御信号Ｓ_３の入力映像フォーマット１１２は、光源部１１１が出力する映像の全体の領域を示す。制御信号Ｓ_３は、光源部１１１に入力される。入力映像フォーマット１１２は、光源部１１１がスクリーン１２０上に表示できる領域である。

図３（ａ）では、近距離用の調整用画像１１３ａは、入力映像フォーマット１１２の全体の画像領域に対して、上側に設定されている。また、図３（ａ）では、近距離用の調整用画像１１３ａは、例えば、入力映像フォーマット１１２の全体の画像領域に対して、左側に設定されている。

また、図３（ｂ）は、運転者５００から遠い距離で虚像を表示する場合に、光源部１１１に入力される画像である。

図３（ｂ）では、遠距離用の調整用画像１１３ｂは、入力映像フォーマット１１２の全体の画像領域に対して、下側に設定されている。また、図３（ｂ）では、遠距離用の調整用画像１１３ｂは、例えば、入力映像フォーマット１１２の全体の画像領域に対して、右側に設定されている。

なお、図３の十字線は、画面の縦または横のそれぞれの中央位置の目安を示しているので、画像として表示されるものではない。また他の図においても同様に、十字線は目安を示す。

図３（ｃ）は、図３（ａ）の画像を、近距離の虚像用スクリーン１２０ａに投影した場合の映像を示した一例である。

投影エリア１２１ａは、近距離時に、スクリーン１２０に画像が投影される領域である。近距離時の投影エリア１２１ａは、近距離の虚像用スクリーン１２０ａに入力映像フォーマット１１２の画像が投影される領域である。また、近距離用の調整用画像１１３ａは、近距離用の調整用中間画像１２２ａとして近距離の虚像用スクリーン１２０ａ上に投影される。

図３（ｄ）は、図３（ｂ）の画像を、遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂに投影した場合の映像を示した例である。

投影エリア１２１ｂは、遠距離時に、スクリーン１２０に画像が投影される領域である。遠距離時の投影エリア１２１ｂは、遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂに入力映像フォーマット１１２の画像が投影される場合の領域である。また、遠距離用の調整用画像１１３ｂは、遠距離用の調整用中間画像１２２ｂとして遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂ上に投影される。

ここで、遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂは、近距離の虚像用スクリーン１２０ａよりも光源部１１１に近い。つまり、光源部１１１からスクリーン１２０ｂまでの投射距離は、光源部１１１からスクリーン１２０ａまでの投射距離よりも短くなる。

そのため、近距離時の投影エリア１２１ａの面積に比べて、遠距離時の投影エリア１２１ｂの面積は、小さくなる。同様に、近距離用の調整用中間画像１２２ａの大きさに比べて、遠距離用の調整用中間画像１２２ｂの大きさは、小さくなる。

＜運転者の目の位置の高さと虚像表示位置の関係＞
図４は、運転者５００から虚像を見た状態を立体的に示した模式図である。

運転者５００は、図３（ｃ）および図３（ｄ）で説明したスクリーン１２０に投影された映像を虚像として見ることができる。なお、図４においては、運転者５００と、虚像エリア４００ａ，４００ｂに表示された虚像とを示しており、その他の光学系は省略している。また、運転者５００の大きさ、虚像の大きさ及びそれらの距離は、説明を分かり易くするため、実際とは異なる比率である。

近距離の虚像エリア４００ａは、近距離の虚像用スクリーン１２０ａ上の近距離時の投影エリア１２１ａに投影された映像を虚像として表示する領域である。遠距離の虚像エリア４００ｂは、遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂ上の遠距離時の投影エリア１２１ｂに投影された映像を虚像として表示する領域である。

また、近距離用の調整用虚像４１０ａは、近距離用の調整用中間画像１２２ａの虚像である。遠距離用の調整用虚像４２０ｂは、遠距離用の調整用中間画像１２２ｂの虚像である。近距離の虚像エリア４００ａ上に示された遠距離用の調整用虚像４２０ａは、運転者５００の位置から見た場合の、近距離の虚像エリア４００ａ上での遠距離用の調整用虚像４２０ｂの位置を示している。

運転者５００から見た近距離の虚像エリア４００ａの視角と、遠距離の虚像エリア４００ｂの視角とは同じである。ここで視角は、虚像エリア４００ａの上端と下端とから運転者５００の目までの二直線が作る垂直方向角度である。

また、運転者５００から視認される近距離の虚像エリア４００ａと遠距離の虚像エリア４００ｂとは同じ方向にある。

ここでは、運転者５００から見た虚像エリア４００の方向を俯角で表わす。つまり、運転者５００の目の位置から虚像エリア４００の中心に向かう方向と水平面とのなす角によって、虚像エリア４００の方向を表わす。

なお、運転者５００の目の高さより下側に虚像を表示させる例で説明している。このため、俯角を用いている。運転者５００の目の高さより上側に虚像を表示させる場合には、仰角を用いてもよい。

また、図４において、運転者５００は、遠距離用の調整用虚像４２０ｂを近距離用の調整用虚像４１０ａよりも下側に視認する。これは、近距離の虚像エリア４００ａ上において、遠距離用の調整用虚像４２０ａの位置は、近距離用の調整用虚像４１０ａの位置よりも低い位置にあるためである。

以降において、このような状態を、「遠距離用の調整用虚像４２０ａの位置が近距離用の調整用虚像４１０ａの位置よりも下側に視認される」と説明する。または、「遠距離用の調整用虚像４２０ａが近距離用の調整用虚像４１０ａよりも低くなる」と説明する。

このように、運転者５００から視認される調整用虚像４１０，４２０の方向に関して、「上側または下側」または「高さが高いまたは低い」のような相対的な位置関係で説明する。なお、近距離の虚像エリア４００ａおよび遠距離の虚像エリア４００ｂについても同様に、相対的な位置関係で説明する。

ここで、「高さ」とは、調整用虚像４１０，４２０または虚像エリア４００ａ，４００ｂの上下方向（垂直方向）の位置の高さである。調整用虚像４１０，４２０自身の縦方向の高さではない。また、虚像エリア４００ａ，４００ｂ自身の縦方向の高さではない。

遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂから光源部１１１までの距離は、近距離の虚像用スクリーン１２０ａから光源部１１１までの距離よりも短い。そのため、遠距離時の投影エリア１２１ｂは、近距離時の投影エリア１２１ａよりも小さい領域となる。

一方、スクリーン１２０以降の投射光学系の光路長においては、近距離の虚像用スクリーン１２０ａの光路長は、遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂの光路長よりも短くなる。

そのため、虚像を表示する際に、遠距離時の投影エリア１２１ｂの映像は、近距離時の投影エリア１２１ａの映像よりも拡大される。近距離の虚像エリア４００ａと遠距離の虚像エリア４００ｂとは、運転者５００からの距離が異なる。しかし、二つの視角は同じとなる。そのため、運転者５００は、近距離の虚像エリア４００ａの大きさと遠距離の虚像エリア４００ｂの大きさとが同じであると視認する。

図５は、虚像表示装置１００の表示する調整用虚像４１０，４２０の例を示す説明図である。

図４で示した運転者５００からの調整用虚像４１０，４２０の見え方に関して、運転者５００の目の高さを変えた場合の虚像の見え方の違いを説明する。条件として、拡大ミラー１４０の位置および角度等は固定されている。そして、運転者５００の目の高さのみが変わった場合を説明する。運転者５００の目の高さを変えることによって、近距離の虚像エリア４００ａおよび遠距離の虚像エリア４００ｂが表示される空間的な位置は変わらない。

図５（ａ）は、運転者５００の目の位置が、運転者５００Ｌの目の位置に移動した場合を示す。運転者５００Ｌの目の位置は、運転者５００の目の位置より低い。図５（ａ）では、近距離の虚像エリア４００ａは、遠距離の虚像エリア４００ｂよりも高い位置に見える。

図５（ｂ）は、図４と同じ運転者５００の目の位置の場合を示す。図５（ｂ）では、近距離の虚像エリア４００ａは、遠距離の虚像エリア４００ｂと同じ高さに見える。

図５（ｃ）は、運転者５００の目の位置が、運転者５００Ｈの目の位置に移動した場合を示す。運転者５００Ｈの目の位置は、運転者５００の目の位置より高い。図５（ｃ）では、近距離の虚像エリア４００ａは、遠距離の虚像エリア４００ｂよりも低い位置に見える。

遠距離用の調整用虚像４２０ａは、遠距離用の調整用虚像４２０ｂと運転者５００の目の位置とを結んだ線分が近距離の虚像エリア４００ａと交わる位置に視認される。そのため、例えば、運転者５００の目の高さが上下することで、遠距離用の調整用虚像４２０ａの位置も上下する。

図５（ｂ）では、運転者５００の位置から視認される遠距離の虚像エリア４００ｂの俯角と、近距離の虚像エリア４００ａの俯角とが同じになる。つまり、運転者５００からは、遠距離の虚像エリア４００ｂの高さと近距離の虚像エリア４００ａの高さとが同じに見える。

図５（ｂ）を基準に、図５（ａ）と図５（ｃ）との虚像の見え方を比較する。

図５（ａ）では、運転者５００Ｌの位置から視認される遠距離の虚像エリア４００ｂの俯角は、近距離の虚像エリア４００ａの俯角よりも大きくなる。そのため、運転者５００Ｌには、遠距離の虚像エリア４００ｂが近距離の虚像エリア４００ａよりも低く見える。図５（ａ）では、遠距離用の調整用虚像４２０ａの位置が図５（ｂ）の場合に比べて、低くなっている。

図５（ｃ）では、運転者５００Ｈの位置から視認される遠距離の虚像エリア４００ｂの俯角は、近距離の虚像エリア４００ａの俯角よりも小さくなる。そのため、運転者５００Ｈには、遠距離の虚像エリア４００ｂが近距離の虚像エリア４００ａよりも高く見える。図５（ｃ）では、遠距離用の調整用虚像４２０ａの位置が、図５（ｂ）の場合に比べて高くなっている。

以上のように、運転者５００の目の高さによって、運転者５００から見た遠距離用の調整用虚像４２０ｂと近距離用の調整用虚像４１０ａとの相対的な高さが変化する。

運転者５００の目の高さを変えずに、遠距離の虚像エリア４００ｂの高さと近距離の虚像エリア４００ａの高さとを変えることでも同様の効果が得られる。つまり、虚像エリア４００ｂ，４００ａの高さを変えることで、運転者５００から見た遠距離用の調整用虚像４２０ｂと近距離用の調整用虚像４１０ａとの相対的な高さを変えることができる。

虚像エリア４００ｂ，４００ａの位置は、拡大ミラー１４０からウインドシールド３００に投射される映像光のウインドシールド３００上の位置およびウインドシールド３００に対する入射角度によって決まる。そのため、拡大ミラー１４０の位置または角度等を調整することで、虚像エリア４００ｂ，４００ａの位置を変更することができる。

拡大ミラー１４０は、虚像が投影される方向を調整する機能を有する。また、拡大ミラー１４０は、虚像が投影される位置を調整する機能を有する。つまり、拡大ミラー１４０は、虚像調整部の機能を有する。

図５（ａ）は、運転者５００の目に対して、遠距離の虚像エリア４００ｂおよび近距離の虚像エリア４００ａを上方に移動することに相当する。図５（ｃ）は、運転者５００の目に対して、遠距離の虚像エリア４００ｂおよび近距離の虚像エリア４００ａを下方に移動することに相当する。

運転者５００が、拡大ミラー１４０の位置または角度を設定できるようにすることで、遠距離の虚像エリア４００ｂおよび近距離の虚像エリア４００ａの高さを変更できる。これによって、運転者５００は、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとを同じ高さに視認できるように、拡大ミラー１４０を調整することができる。

このように、近距離用の調整用画像１１３ａと遠距離用の調整用画像１１３ｂとを用意する。そして、これらの調整用虚像４１０ａ，４２０ｂの表示の高さを調整する。これによって、近距離の虚像エリア４００ａと遠距離の虚像エリア４００ｂとの位置関係を容易に調整することができる。特に、近距離の虚像エリア４００ａと遠距離の虚像エリア４００ｂとの高さ方向の位置関係を容易に調整することができる。

本実施の形態１においては、図５（ｃ）の様に、遠距離の虚像エリア４００ｂが、近距離の虚像エリア４００ａに比べて相対的に高い位置に視認できるように拡大ミラー１４０の調整を行う。調整の目安としては、運転者５００から見て、近距離用の調整用虚像４１０ａの視認できる高さと遠距離用の調整用虚像４２０ｂの視認できる高さとが同じとなるように拡大ミラー１４０を調整する。

このようにすることで、運転者５００から見て、遠距離の虚像エリア４００ｂは、近距離の虚像エリア４００ａよりも高い位置に配置される。つまり、運転者５００は、近距離の虚像よりも高い位置に、遠距離の虚像を見ることができる。

このように、近距離用の調整用画像１１３ａと遠距離用の調整用画像１１３ｂとを用いて、遠距離の虚像が近距離の虚像よりも高い位置で視認されるように、拡大ミラー１４０を調整する。これによって、運転者５００は遠距離の虚像と近距離の虚像とを自然に視認できる。

＜距離と俯角の関係＞
次に、遠距離の虚像エリア４００ｂが、近距離の虚像エリア４００ａに比べて相対的に高い位置で視認できるように、拡大ミラー１４０を調整する理由について説明する。

図６（ａ）および図６（ｂ）は、運転者５００の視線を説明する説明図である。図６（ａ）は、運転者５００から対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃまでの距離と俯角との関係を示す図である。図６（ｂ）は、運転者５００側から視認される前方の景色を示す図である。

図６（ａ）において、運転者５００の前方の地上G（例えば、路面上）に、対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃが置かれている。対象物７００ａは、対象物７００ｂよりも運転者５００に近い位置ＬＡに置かれている。対象物７００ｂは、対象物７００ａと対象物７００ｃとの間に置かれている。対象物７００ｃは、対象物７００ｂよりも運転者５００から遠い位置ＬＢに置かれている。運転者５００から地上の対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃを見た場合には、対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃが遠方にある程俯角は小さくなる。俯角ＴＡは、俯角ＴＢよりも大きい。

図６（ｂ）は、運転者５００からの前方に見える景色として、対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃを視認した図である。

視認する対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃまでの距離が近くなる程、俯角は大きくなる。つまり、対象物７００ｂの俯角は、対象物７００ｃの俯角よりも大きい。そして、対象物７００ａの俯角は、対象物７００ｂの俯角よりも大きい。

そして、視認する対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃまでの距離が近くなる程、対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃは低い位置に視認される。つまり、対象物７００ｂは、対象物７００ｃよりも低い位置に視認される。そして、対象物７００ａは、対象物７００ｂよりも低い位置に視認される。

同じ高さの対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃは、遠距離にあるものほど、高い位置で視認される。なお、俯角が０度となる位置に、水平線ＨＬがある。

そのため、遠距離の虚像エリア４００ｂは、近距離の虚像エリア４００ａよりも高い位置に表示されるようにする。こうすることで、運転者５００は実際の遠近感と近い感覚で虚像を視認することができる。

また、対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃが同じ大きさの場合には、視認する対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃまでの距離が近くなる程、対象物７００ａは、対象物７００ｂよりも大きく見える。また、対象物７００ｂは、対象物７００ｃよりも大きく見える。

例えば、虚像を用いて車の経路案内をする場合で説明する。交差点までの距離を虚像で表示する場合には、交差点までの距離の変化に応じて、虚像の表示位置を変更する。

交差点が遠い距離にある場合には、運転者５００は、交差点を高い位置に視認する。また、交差点が近い距離にある場合には、運転者５００は、交差点を低い位置に視認する。

同様に、交差点が遠い距離にある場合には、運転者５００が虚像を高い位置で視認できるように表示する。また、交差点が近い距離にある場合には、運転者５００が虚像を低い位置で視認できるように表示する。

そのため、運転者５００から見て、遠距離の虚像エリア４００ｂの位置が、近距離の虚像エリア４００ａの位置に比べて高くなるように、虚像表示装置１００を調整する。例えば、図５（ｃ）の運転者５００Ｈから見るように、虚像までの距離と虚像エリア４００の高さを調整する。

こうすることで、虚像までの距離に応じて、遠い距離の虚像は上側に視認される。また、近い距離の虚像は下側に視認される。また、虚像までの距離に応じて、遠い距離の虚像は小さく表示される。そして、近い距離の虚像は大きく表示される。これらによって、運転者５００は、自然な遠近感で対象物７００を視認できる。

＜調整手順＞
次に、虚像表示装置１００における、虚像の表示位置の調整について述べる。

例えば、運転者５００の体型が異なる場合には、運転者５００が代わることで、運転者５００の目の位置が変わることがある。虚像の表示位置の調整は、このような場合に実施されることを想定している。

運転者５００の調整完了の指示を受けるまで、虚像表示装置１００は、この調整が行える状態にある。以降において、この状態を「調整モード」とよぶ。または、運転者５００の操作または設定によって、逐次調整モードになるようにしても良い。

調整モード時では、虚像表示装置１００は、スクリーン１２０を近距離の虚像用スクリーン１２０ａの位置に移動させる。図３（ａ）で示した近距離用の調整用画像１１３ａを、近距離の虚像用スクリーン１２０ａに投影する。そして、虚像表示装置１００は、一旦近距離用の調整用画像１１３ａの投影を中止する。

次に、虚像表示装置１００は、スクリーン１２０を遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂの位置に移動させる。図３（ｂ）で示した遠距離用の調整用画像１１３ｂを遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂに投影する。そして、虚像表示装置１００は、一旦遠距離用の調整用画像１１３ｂの投影を停止する。

これらの動作を繰り返して、近距離用の調整用画像１１３ａの投影と遠距離用の調整用画像１１３ｂの投影とを交互に行う。なお、動作の繰り返しの速度を上げることで、運転者５００は、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとをほぼ同時に視認できる。

その際、運転者５００は、拡大ミラー１４０の位置または角度を調整する。これらの調整によって、運転者５００は、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとが同じ高さになるようにする。

そのため、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとは、可能な限り同時に視認できることが望ましい。なお、運転者５００は、運転席の高さ又は背もたれの傾きなどを変えた後に、これらの調整を行ってもよい。虚像エリア４００ａ，４００ｂを視認する際には、運転者５００の姿勢は、運転時と同じ状態であることが望ましい。

近距離用の調整用虚像４１０ａは、近距離の虚像エリア４００ａの上部に表示される。遠距離用の調整用虚像４２０ｂは、遠距離の虚像エリア４００ｂの下部に表示される。近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとの表示高さを合わせることで、遠距離の虚像エリア４００ｂの位置は、近距離の虚像エリア４００ａの位置よりも高くなる。つまり、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとの運転手５００が視認する高さを合わせる。

拡大ミラー１４０の位置および角度は、例えば、ハンドル等に設置されたスイッチまたはダイアル等の入力機器によって制御される。または、拡大ミラー１４０の位置および角度は、例えば、音声入力などによって制御される。

拡大ミラー１４０の位置と角度との両方は、スイッチ等に連動して動かされてもよい。また、例えば、簡略化ため、拡大ミラー１４０の位置のみが制御されてもよい。または、拡大ミラー１４０の角度のみが制御されてもよい。

例えば、運転者５００は、虚像の表示位置を上下方向に移動させてもよい。または、運転者５００は、虚像に対する俯角を変更してもよい。「上下方向」とは、例えば、車両の運転者５００では、路面に対して垂直な方向である。

＜調整用画像の表示位置の設定＞
近距離用の調整用画像１１３ａの高さ方向の位置と遠距離用の調整用画像１１３ｂの高さ方向の位置とを、入力映像フォーマット１１２内で、異なる位置にする。そして、近距離用の調整用画像１１３ａの高さ方向の位置は、遠距離用の調整用画像１１３ｂの高さ方向の位置よりも高い位置にする。

比較のために、入力映像フォーマット１１２内において、近距離用の調整用画像１１３ａと遠距離用の調整用画像１１３ｂとを同じ高さにする場合について説明する。

この場合に、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとが同じ高さになるように調整すると、近距離の虚像エリア４００ａと遠距離の虚像エリア４００ｂとが同じ高さで視認される。つまり、虚像の距離によらず同じ高さ（方向）に、虚像エリア４００が視認される。

このような設定は、例えば、虚像表示装置１００の基本設計として、虚像エリア４００の中心の俯角を小さくする場合に有効である。俯角を小さくすると、対象物７００までの距離の差に対する視認される対象物７００の垂直方向の位置の差を小さくすることができる。つまり、図６（ｂ）で示した運転者５００側から視認される前方の風景において、各対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃの垂直方向の間隔は小さくなる。

次に、入力映像フォーマット１１２内において、近距離用の調整用画像１１３ａを遠距離用の調整用画像１１３ｂよりも高い位置に設定する場合について説明する。

この場合に、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとが同じ高さになるように調整すると、近距離の虚像エリア４００ａは遠距離の虚像エリア４００ｂよりも低い位置で視認される。

このような設定は、例えば虚像表示装置１００の基本設計として、虚像エリア４００の中心の俯角を大きくする場合に有効となる。俯角を大きくすると、対象物７００までの距離の差に対する視認される対象物７００の垂直方向の位置の差を大きくすることができる。つまり、図６（ｂ）で示した運転者５００側から視認される前方の風景において、各対象物７００ａ，７００ｂ，７００ｃの垂直方向の間隔は大きくなる。

以上によって、入力映像フォーマット１１２内における近距離用の調整用画像１１３ａと遠距離用の調整用画像１１３ｂとの高さの差は、近距離の虚像エリア４００ａと遠距離の虚像エリア４００ｂとの高さの差に影響する。そのため、近距離用の調整用画像１１３ａの高さと遠距離用の調整用画像１１３ｂの高さとは、遠距離の虚像の高さと近距離の虚像の高さの差などを考慮して設定することができる。これは、虚像表示装置１００の基本設計として設定することになる。

また、一般的な体型の運転者５００から見て、近い距離の虚像と遠い距離の虚像とが自然な遠近感で視認できるように、近距離用の調整用画像１１３ａの高さと遠距離用の調整用画像１１３ｂの高さとの関係を実験的に求めることができる。

このように作成された調整用画像１１３ａ，１１３ｂが虚像表示装置１００内に備えられる。各運転者５００は、この調整用画像１１３ａ，１１３ｂを用いて、遠距離の虚像の高さと近距離の虚像の高さの関係を調整することができる。

＜虚像と対象物との関係＞
次に、虚像表示装置１００が表示する虚像を、背景に重畳させてＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）表示する場合について説明する。ＡＲ（拡張現実）は、現実の風景にデジタル情報を重ね合わせて表示する技術である。ＡＲ表示は、ＡＲ技術を用いて、現実の風景にデジタル情報を重ね合わせた表示である。

この場合における、虚像、背景、および運転者５００の視点との関係を説明する。

図７は、虚像表示装置１００の表示する虚像と背景との関係を説明する説明図である。

位置Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，ＰＶ１，ＰＶ２は、運転者５００の前方の地上における位置を示す。高さＨ０，Ｈ１，Ｈ２は、地上からの距離を示す。つまり、位置Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，ＰＶ１，ＰＶ２は、水平方向の位置である。そして、高さＨ０，Ｈ１，Ｈ２は、垂直方向の位置である。なお、説明を容易にするために、位置Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，ＰＶ１，ＰＶ２は、直線状に配置されているとして説明する。

位置Ｐ０は、運転者５００の位置である。また、位置Ｐ０は、虚像表示装置１００の位置である。位置Ｐ１は、近距離の対象物７１０の位置である。位置Ｐ２は、遠距離の対象物７１２の位置である。ここで、対象物７１０，７１２は点状の対象物として示している。対象物７１０，７１２は高さＨ０の位置に配置されている。

対象物７１０，７１２は、ＡＲ表示される。位置ＰＶ１は、近距離の虚像Ｖ１の位置である。位置ＰＶ２は、遠距離の虚像Ｖ２の位置である。虚像Ｖ１，Ｖ２は、虚像表示装置１００が表示する虚像である。

なお、虚像Ｖ１，Ｖ２は、点状の虚像として説明している。そのため、後述する虚像ＶＮ，ＶＦと区別する場合には、点状の虚像Ｖ１，Ｖ２として説明する。

高さＨ０は、地上の位置である。高さＨ１は、運転者５００の目の位置である。高さＨ２は、虚像表示装置１００の虚像表示方向の基準となる位置（基準高さ）である。基準高さＨ２は、近距離の虚像Ｖ１と遠距離の虚像Ｖ２とを通る直線が、位置Ｐ０から地面（路面）に垂直な線と交わる位置である。

虚像表示装置１００の俯角Ｔ３は、高さＨ２から近距離虚像Ｖ１および遠距離虚像Ｖ２が視認される俯角である。運転者５００の目の位置（Ｐ０，Ｈ１）から近距離の対象物７１０を見た場合の俯角は、近距離の俯角Ｔ１である。運転者５００の目の位置（Ｐ０，Ｈ１）から遠距離の対象物７１２を見た場合の俯角は、遠距離の俯角Ｔ２である。

運転者５００の目の位置（Ｐ０，Ｈ１）を通る俯角Ｔ１の直線が、位置ＰＶ１から地面（路面）に垂直な線と交わる点を虚像Ｖ１とする。運転者５００の目の位置（Ｐ０，Ｈ１）を通る俯角Ｔ２の直線が、位置ＰＶ２から地面（路面）に垂直な線と交わる点を虚像Ｖ２とする。虚像Ｖ１と虚像Ｖ２とを結ぶ直線は、虚像表示装置１００の位置（Ｐ０，Ｈ２）を通る俯角Ｔ３の直線と一致する。

ここでは、虚像表示装置１００の視角を省略しているため、虚像表示装置１００から見る虚像Ｖ１，Ｖ２は、一つの方向（俯角Ｔ３）にある。つまり、虚像Ｖ１，Ｖ２は、直線上の点として示されている。しかし、実際には、虚像Ｖ１，Ｖ２は垂直方向に大きさをもっている。このため、虚像表示装置１００は虚像Ｖ１，Ｖ２を表示できるだけの視角を有する。

虚像表示装置１００の視角のうち、俯角Ｔ３をどのように設定するかによって、高さＨ１は変わる。例えば、地上の対象物７１０，７１２を基準として、高さＨ１を決定する場合には、俯角Ｔ３を虚像表示装置１００の視角の下端の角度と設定できる。なお、虚像表示装置１００の視角内であれば、いずれかの角度を虚像表示装置１００の俯角Ｔ３と設定できる。

以上のような位置関係とすることで、虚像表示装置１００は、近距離の虚像Ｖ１から遠距離の虚像Ｖ２の間に虚像を表示させることができる。そして、近距離の虚像Ｖ１から遠距離の虚像Ｖ２の間に表示させる虚像は、近距離の対象物７１０から遠距離の対象物７１２の間に位置する対象物に対して、ＡＲで表示される。つまり、対象物に虚像を重ね合わせて表示することができる。

また、ＡＲ表示を行う位置と表示内容を対応付けることで、運転者５００から見て、視認しやすいＡＲ表示とすることができる。

近距離の虚像位置ＰＶ１は、近距離の虚像Ｖ１から地上（地面）に下ろした垂線の足である。遠距離の虚像位置ＰＶ２は、遠距離の虚像Ｖ２から地上（地面）に下ろした垂線の足である。

虚像Ｖ１と虚像Ｖ２とを結ぶ直線の俯角が数度程度であるため、俯角をゼロとして近似できる。そして、虚像表示装置１００から虚像までの距離と、地上における虚像表示装置１００の位置Ｐ０から虚像の位置までの距離との差は誤差程度となる。

そのため、虚像表示装置１００の位置（Ｐ０，Ｈ２）から近距離の虚像Ｖ１までの距離を、視点位置Ｐ０から近距離の虚像位置ＰＶ１の距離に近似する。虚像表示装置１００の位置（Ｐ０，Ｈ２）から遠距離の虚像Ｖ２までの距離を、視点位置Ｐ０から遠距離の虚像位置ＰＶ２の距離に近似する。以下の例では計算を簡易にするために、地上における距離を用いる。

＜具体的な虚像と対象物の関係＞
次に、図７で示した虚像と対象物に関して、具体的な例を説明する。

例えば、普通乗用車における運転者５００の目の高さは、平均１．２ｍである。普通乗用車の高さは２ｍ以下である。そのため、例えば、高さＨ１を１．２ｍとする。運転者５００の位置Ｐ０から近距離の対象物７１０の位置Ｐ１までの距離（Ｐ１−Ｐ０）を２０ｍとする。同様に、運転者５００の位置Ｐ０から遠距離の対象物７１２の位置Ｐ２までの距離（Ｐ２−Ｐ０）を５０ｍとする。

運転者５００の目の位置（Ｐ０，Ｈ１）から近距離の対象物７１０の俯角Ｔ１は、約３．４３度である。運転者５００の目の位置（Ｐ０，Ｈ１）から遠距離の対象物７１２の俯角Ｔ２は、約１．３７度である。

虚像表示装置１００で表示する近距離の虚像Ｖ１の虚像位置ＰＶ１を、位置Ｐ０から２ｍとする。虚像表示装置１００で表示する近距離の虚像Ｖ２の虚像位置ＰＶ２を、位置Ｐ０から２０ｍとする。

図７の関係を満たす場合には、虚像表示装置１００の俯角Ｔ３は約１．１５度となる。同様に、高さＨ２は約１．１２ｍとなる。

運転者５００の目の位置（Ｐ０，Ｈ１）から近距離の虚像Ｖ１と遠距離の虚像Ｖ２とを見た場合の角度差は、両者の俯角の差（Ｔ１−Ｔ２）となる。この角度差は、運転者５００から虚像Ｖ１と虚像Ｖ２とを見た方向の角度差である。この場合の角度差は、約２．０６度となる。

この例では、運転者５００は、近距離の虚像Ｖ１と遠距離の虚像Ｖ２の表示角度差が約２．０６度になるように、虚像表示装置１００を調整する。

＜近距離の虚像と遠距離の虚像との例＞
図８は、虚像表示装置１００の表示する虚像とＡＲ表示される対象物との関係を説明する説明図である。

近距離の対象物７１０と遠距離の対象物７１２とに対して、虚像表示装置１００がＡＲ表示を行う場合について説明する。つまり、対象物７１０，７１２に対して、対応する位置Ｐ１，Ｐ２に虚像を表示する場合について説明する。図７と同一の要素には同一の符号を記し、相違点について説明する。

視角Ｔ４は、虚像表示装置１００の視角である。視角Ｔ４は、高さＨ２から視認できる垂直方向の虚像範囲を示す視角である。視角Ｔ４は、高さＨ２の位置にある虚像表示装置１００が、虚像を表示できる範囲の上端と下端とのなす角度である。つまり、視角Ｔ４は、高さＨ２の位置からの虚像を表示できる範囲の上端の俯角と下端の俯角との差である。ここで、近距離の虚像Ｖ１の位置と遠距離の虚像Ｖ２の位置とは、虚像表示装置１００の視角Ｔ４の下端に位置するようにしている。

運転者５００が高さＨ１から視認する場合について説明する。

近距離の対象物７１０の位置Ｐ１にＡＲ画像ＲＮを表示する場合には、虚像表示装置１００は近距離の点状の虚像Ｖ１の位置に虚像ＶＮを表示する。また、遠距離の対象物７１２の位置Ｐ２にＡＲ画像ＲＦを表示する場合には、虚像表示装置１００は、遠距離の点状の虚像Ｖ２の位置に虚像ＶＦを表示する。

ここで、近距離のＡＲ画像ＲＮと遠距離のＡＲ画像ＲＦとが同じ大きさ（高さ）である場合には、近距離の虚像ＶＮと遠距離の虚像ＶＦとは、視角Ｔ４に対する高さの割合が異なる。この例においては、近距離の虚像ＶＮは、視角Ｔ４の範囲で表示されている。一方、遠距離の虚像ＶＦは、視角Ｔ４の範囲よりも小さい範囲で表示されている。

以上のことを考慮して、ＡＲ表示する対象物７１０，７１２に車が近づく場合などでは、虚像ＶＮ，ＶＦの表示位置および虚像ＶＮ，ＶＦの大きさを変更することで、自然なＡＲ表示が可能となる。なお、虚像表示装置１００によるＡＲ表示が可能な最も近い距離と最も遠い距離との場合について説明した。しかし、それらの中間の距離においてもＡＲ表示が可能である。

図８では、近距離の虚像Ｖ１の位置と遠距離の虚像Ｖ２の位置とは、虚像表示装置１００の視角Ｔ４の下端に位置している。しかし、点状の虚像Ｖ１，Ｖ２は、虚像ＶＮ，ＶＦの下端に位置しなくてもよい。

例えば、点状の虚像Ｖ１，Ｖ２の位置を、虚像表示装置１００の視角Ｔ４の中心または上端に位置する様にしても良い。この場合には、ＡＲ表示の対象物７１０，７１２と虚像として表示するＡＲ画像ＲＮ，ＲＦとの関係が、上記の虚像ＶＮ，ＶＦの位置と大きさとの関係を満たすようにする。

＜調整用虚像を表示する位置＞
次に、映像表示部１１０で表示される近距離用の調整用画像１１３ａと遠距離用の調整用画像１１３ｂとの表示位置について説明する。

図３（ａ）では、制御信号Ｓ_３の入力映像フォーマット１１２内の上側に、近距離用の調整用画像１１３ａを表示している。図３（ｂ）では、制御信号Ｓ_３の入力映像フォーマット１１２内の下側に、遠距離用の調整用画像１１３ｂを表示している。

図４に示すように、近距離用の調整用画像１１３ａは、近距離用の調整用虚像４１０ａとして表示される。遠距離用の調整用画像１１３ｂは、遠距離用の調整用虚像４２０ｂとして表示される。近距離用の調整用虚像４１０ａは、遠距離用の調整用虚像４２０ｂより上側に視認される。

そして、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとの運転者５００から視認される方向の角度差が、近距離虚像Ｖ１と遠距離虚像Ｖ２との表示される角度差となるように設定する。前記の例では、近距離虚像Ｖ１と遠距離虚像Ｖ２との表示される角度差は、約２．０６度である。

つまり、虚像表示装置１００の設計によって決まる視角を基準に、近距離虚像Ｖ１と遠距離虚像Ｖ２との表示される角度差を決定する。前記の例では、近距離虚像Ｖ１は、遠距離虚像Ｖ２の約２．０６度下側の方向に表示される。

そして、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとの運転者５００から視認される方向の角度差が、その表示される角度差となるように、近距離用の調整用画像１１３ａと遠距離用の調整用画像１１３ｂとの表示位置を決める。この場合には、近距離用の調整用画像１１３ａは、遠距離用の調整用画像１１３ｂよりも上側に位置する。

このように決定された、近距離用の調整用画像１１３ａおよび遠距離用の調整用画像１１３ｂを用いて、運転者５００は虚像Ｖ１，Ｖ２の表示位置を調整する。近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとが同じ高さになるように調整する。そして、近距離虚像Ｖ１は、遠距離虚像Ｖ２よりも表示される角度差の分だけ低い位置に視認される。

一例として、虚像表示装置１００の垂直方向の視角が±３度で、虚像の距離により視角が変わらない場合について説明する。

入力映像フォーマット１１２の縦幅（垂直方向の長さ）が視角の±３度に相当する。このため、入力映像フォーマット１１２の縦幅の６分の１が視角の約１度に相当する。前記の例においては、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとの表示される角度差は約２度であった。

表示される角度差が約２度に相当するように、近距離用の調整用画像１１３ａと遠距離用の調整用画像１１３ｂとの垂直方向の位置の差を入力映像フォーマット１１２の縦幅の約１／３とする。入力映像フォーマット１１２の領域内において、近距離用の調整用画像１１３ａは、遠距離用の調整用画像１１３ｂより高い位置となる。

そして、高さＨ１から近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとが同じ位置に視認できるように、拡大ミラー１４０などを用いて虚像の表示位置を調整する。このようにすることで、図７に示すような、近距離虚像Ｖ１と遠距離虚像Ｖ２との表示される角度差を保った状態で虚像の表示位置を調整することができる。

なお、上記の例においては、虚像表示装置１００の設計によって決まる視角を基準とした。しかし、以下に示すように、実験的に求めることもできる。

まず、近距離用の調整用画像１１３ａと遠距離用の調整用画像１１３ｂとを、入力映像フォーマット１１２の同じ高さ位置に設定する。そして、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとが高さＨ２から同じ高さに見えるように調整する。調整には、拡大ミラー１４０などを用いる。なお、設計通りに虚像表示装置１００が設置されている場合には、初期状態で近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとが高さＨ２から同じ高さに見える。

次に、高さＨ１から視認した場合に、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとが同じ高さとなるように、近距離用の調整用画像１１３ａおよび遠距離用の調整用画像１１３ｂの一方または両方の高さを調整する。このときの近距離用の調整用画像１１３ａと遠距離用の調整用画像１１３ｂとの高さの差を記録する。

高さ調整された近距離用の調整用画像１１３ａおよび遠距離用の調整用画像１１３ｂを、実験的に求めた調整用画像とする。また、記録した調整用画像１１３ａ，１１３ｂの高さの差を保つようにする。このようにすれば、入力映像フォーマット１１２の領域内における近距離用の調整用画像１１３ａおよび遠距離用の調整用画像１１３ｂの高さを決めることができる。

ここで、上記の実験的に求める方法の場合には、近距離用の調整用虚像４１０ａと遠距離用の調整用虚像４２０ｂとを視認するのは、人であってもよく、人でなくてもよい。例えば、調整用虚像４１０ａ，４１０ｂを視認する位置にカメラを設置する。そして、カメラ映像を解析することで、調整用虚像４１０ａ，４１０ｂの位置の測定および調整用画像１１３ａ，１１３ｂの高さの調整を行うことができる。

虚像表示装置１００の光学系の設計項目として、スクリーン１２０のサイズ、スクリーン１２０の特性、および拡大ミラー１４０の拡大率などがある。光学系の設計内容によって、近距離の虚像エリア４００ａの視角と遠距離の虚像エリア４００ｂの視角とが異なる場合がある。このような場合には、例えば、近距離の虚像エリア４００ａの視角と、遠距離の虚像エリア４００ｂの視角とを測定して、それぞれの視角に応じた画像を設定することができる。

＜変形例１＞
次に虚像位置の調整に用いる調整用虚像の変形例を示す。

図９（ａ）および図９（ｂ）は、虚像位置の調整用画像の例を示す説明図である。図９（ａ）は、近距離の虚像用スクリーン１２０ａに調整用画像を投影した例である。図９（ｂ）は、遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂに調整用画像を投影した例である。図９（ａ）および図９（ｂ）は、運転者５００が拡大ミラー１４０を介して見た図である。

近距離の虚像用スクリーン１２０ａの領域内の、近距離時の投影エリア１２１ａの上方に近距離用の調整用中間画像１２２ｃが投影される。近距離用の調整用中間画像１２２ｃは、斜めの図形である。

図９（ａ）では、近距離用の調整用中間画像１２２ｃは、帯状の図形である。また、近距離用の調整用中間画像１２２ｃは、左側の中央部から上側の中央部に向けて延びている。そして、近距離用の調整用中間画像１２２ｃの上端は、水平方向に平行な辺となっている。つまり、近距離用の調整用中間画像１２２ｃの上端は、水平方向にカットされた形状をしている。近距離用の調整用中間画像１２２ｃの上端は、近距離時の投影エリア１２１ａの左右方向の中央の領域に位置する。

遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂの領域内の、遠距離時の投影エリア１２１ｂの下方に遠距離用の調整用中間画像１２２ｄが投影される。遠距離用の調整用中間画像１２２ｄは、斜めの図形である。

図９（ｂ）では、遠距離用の調整用中間画像１２２ｄは、帯状の図形である。また、遠距離用の調整用中間画像１２２ｄは、右側の中央部から下側の中央部に向けて延びている。そして、遠距離用の調整用中間画像１２２ｄの下端は、水平方向に平行な辺となっている。つまり、遠距離用の調整用中間画像１２２ｄの下端は、水平方向にカットされた形状をしている。遠距離用の調整用中間画像１２２ｄの下端は、遠距離時の投影エリア１２１ｂの左右方向の中央の領域に位置する。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、運転者５００から見た虚像の例を示した説明図である。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、運転者５００から見える虚像エリア４００の虚像を表した図である。

図１０（ａ）では、近距離の虚像エリア４００ａの高さが遠距離の虚像エリア４００ｂよりも高い。図１０（ｂ）では、近距離の虚像エリア４００ａの高さと遠距離の虚像エリア４００ｂとが同じである。図１０（ａ）では、近距離の虚像エリア４００ａの高さが遠距離の虚像エリア４００ｂよりも低い。

図９（ａ）および図９（ｂ）のスクリーン１２０ａ，１２０ｂに投射された映像光は、拡大ミラー１４０で反射された後に、ウインドシールド３００を通過する。そして、映像光は、運転者５００に虚像として視認される。

遠距離の虚像エリア４００ｂの面積は、近距離の虚像エリア４００ａの面積より大きくなる。しかし、運転者５００から見て、遠距離の虚像エリア４００ｂの視角と近距離の虚像エリア４００ａの視角とが同じであれば、見かけの大きさは同じになる。そのため、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）においては便宜上、遠距離の虚像エリア４００ｂと近距離の虚像エリア４００ａとを同じ大きさにしている。

図１０（ａ）は、近距離の虚像エリア４００ａの高さが、遠距離の虚像エリア４００ｂの高さよりも高い場合を示している。これは、図５（ａ）の運転者５００の目の高さが低い場合に相当する。この場合には、近距離用の調整用虚像４１１ａは、遠距離用の調整用虚像４２１ａよりも高い位置で視認される。

図１０（ｂ）は、近距離の虚像エリア４００ａの高さと遠距離の虚像エリア４００ｂの高さとが、同じ場合を示している。これは、図５（ｂ）の運転者５００の場合に相当する。この場合には、近距離用の調整用虚像４１１ａは、遠距離用の調整用虚像４２１ａと同じ高さで視認される。

図１０（ｃ）は、近距離の虚像エリア４００ａの高さが、遠距離の虚像エリア４００ｂの高さよりも低い場合を示している。これは、図５（ｃ）の運転者５００の目の高さが高い場合に相当する。この場合には、近距離用の調整用虚像４１１ａは、遠距離用の調整用虚像４２１ａよりも低い位置で視認される。

図１０（ｃ）では、さらに、近距離用の調整用虚像４１１ａと遠距離用の調整用虚像４２１ａとが一直線上に配置された状態で視認される。つまり、近距離用の調整用居層４１１ａと遠距離用の調整用虚像４２１ａとは、左下から右上に向けて延びる帯状の図形となる。

このようにすることで、近距離の虚像エリア４００ａの高さを、遠距離の虚像エリア４００ｂの高さよりも低い位置となっていることが容易に認識できる。また、近距離用の調整用虚像４１１ａと遠距離用の調整用虚像４２１ａとを斜めの直線状の図形とすることで、虚像エリア４００ａ，４００ｂの高さ方向の位置の調整に加えて、横方向の位置の調整も、容易に行うことができる。

例えば、近距離の虚像エリア４００ａと遠距離の虚像エリア４００ｂとの高さを同じにしたい場合には、図１０（ｂ）の時に、近距離用の調整用虚像４１１ａと遠距離用の調整用虚像４２１ａが直線上に配置されるように、調整用画像１１３ａ，１１３ｂの位置を調整しておく。なお、この場合には、スクリーン１２０上に投影される近距離用の調整用中間画像１２２ｃと遠距離用の調整用中間画像１２２ｄも直線上に配置される。

また、図９および図１０の例では、近距離用の調整用虚像４１１ａと遠距離用の調整用虚像４２１ａとを、運転者５００から見て右上がりの帯状の図形としている。しかし、調整用虚像４１１ａ，４２１ａは、この図形に限らない。例えば、近距離用の調整用虚像４１１ａと遠距離用の調整用虚像４２１ａとで、複数の点状の図形を直線上に配置しても良い。

運転者５００の目の位置が左右にずれた場合には、この運転者５００の目の位置ずれが近距離用の調整用虚像４１１ａと遠距離用の調整用虚像４２１ａとの位置関係に影響を与える。

そのため、虚像の表示位置を調整する場合には、頭の位置を制限することができる。例えば、運転者５００の頭を運転席のヘッドレストにもたれた状態にして、虚像の表示位置を調整する。ヘッドレストは、座席の背もたれの上部に取り付けられた枕状のもので、頭を支える役割をする。

なお、頭の位置を厳密に位置決めする必要はない。頭の位置は、表示される虚像を正面から視認できる位置であれば良い。

そのため、例えば、近距離の虚像エリア４００ａおよび遠距離の虚像エリア４００ｂの領域内に、横方向の同じ位置にそれぞれの調整用虚像を表示する。

例えば、調整用虚像を虚像エリア４００ａ，４００ｂの横方向の中央に表示する。運転者５００は、近距離の虚像エリア４００ａと遠距離の虚像エリア４００ｂとの調整用虚像が横方向の同じ位置に視認できるように、運転者５００の頭の位置を調整する。このように、運転者５００は、頭の位置の横方向の調整した後で、虚像の表示位置を調整する。

運転者５００が代わった場合には、体格の違いなどによって、基準設計時の運転者５００の目の位置からずれる場合がある。このような場合においても、運転者５００は容易に虚像の表示位置を調整することができる。

座席の高さ調整、運転時の前傾姿勢、座席の背もたれの傾きなどによって、運転者５００の目の位置は移動する。このような場合には、運転者５００の目の位置を検出するには、目の高さだけでなく、目の奥行き方向の位置も正しく検出する必要がある。そのため、目の位置を３次元的に検出できなければ、目の位置に応じた拡大ミラー１４０の自動調整は困難となる。

虚像表示装置１００では、運転者５００の操作によって、虚像の表示位置の調整を行う。このため、自動調整に必要な目の位置の検出が不要となる。そして、目の位置を検出するカメラまたはセンサーが不要となる。また、虚像表示装置１００は、虚像の表示位置の調整用に、調整用画像１１３を表示する。このため、自動調整のための複雑な演算処理などが不要となる。

ウインドシールド３００を利用して虚像表示装置１００からの虚像を表示させる場合には、虚像の表示状態はウインドシールド３００によって影響を受ける。ウインドシールド３００は車種毎に形状や傾斜状態などが異なる。このため、種々の車種に虚像表示装置１００を組み込む場合には、虚像が表示される条件を最適化する必要がある。運転者５００の目の位置を検出して拡大ミラー１４０を自動制御する方式では、拡大ミラー１４０を制御する為の演算式または演算に用いられる係数等を、車種毎に変更する必要がある。

虚像表示装置１００は基本設計を行えば、車種毎の変更が不要となる。運転者５００自身が虚像の見え方を調整するため、車種毎に演算式または演算に用いられる係数等の設定が不要となる。そのため、虚像表示装置１００は様々な車種への展開が容易になる。

近距離の虚像用スクリーン１２０ａによる近距離の虚像と、遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂによる遠距離の虚像とを表示させるために、スクリーン１２０を移動させて、近距離の虚像と遠距離の虚像を交互に表示させてもよい。または、スクリーン１２０を半分に分割して、それぞれを近距離の虚像用スクリーン１２０ａおよび遠距離の虚像用スクリーン１２０ｂとして配置してもよい。スクリーン１２０を分割して使用することで、近距離の虚像と遠距離の虚像を同時に表示することができる。

調整用画像１１３は、一例として矢印を用いた。しかし、この図形に限らない。

調整用画像１１３は、虚像の表示位置を調整するための画像である。調整用画像１１３に、単純な線、点またはマークなどを用いても良い。調整用画像１１３は、遠距離の調整用虚像と近距離の調整用虚像との位置の違いを運転者５００から識別できるものであれば良い。また、例えば、虚像の表示位置の調整は厳密に調整しなくてもよい。

また、遠距離の調整用虚像および近距離の調整用虚像に加えて、中距離用の調整用虚像を表示して、虚像の表示位置を調整しても良い。異なる２つ以上の距離に虚像を表示する場合には、調整用虚像を表示する。そして、運転者５００は、調整用虚像を視認しながら、虚像の表示位置を調整する。

虚像の表示位置の調整の方法として、拡大ミラー１４０の位置および角度を調整する方法を示した。しかし、この方法に限らない。

スクリーン１２０の位置を近距離時と遠距離時とで上下方向にずらすことで、虚像の表示位置を調整することも可能である。また、光源部１１１から出射される映像光を、近距離時と遠距離時で上下方向にずらすことで、虚像の表示位置を調整することも可能である。さらに、拡大ミラー１４０、スクリーン１２０または光源部１１１のいずれかを組み合わせて、それらの制御をおこなうことで、虚像の表示位置を調整してもよい。

＜虚像の表示位置の調整方法＞
以下、フローチャートを用いて、虚像の表示位置の調整方法について説明する。

図１１は、虚像の表示位置の調整方法のフローチャートである。

ステップＳ１０において、虚像の表示位置の調整が開始される。虚像の表示位置の調整を行う観測者（例えば、運転者５００）が、虚像表示装置１００を操作して調整モードに設定することで、図１１に示す調整は開始される。

ステップＳ２０において、調整用画像１１３の設定が行われる。これは、図３に示すように、虚像を表示する距離に対応した調整用画像１１３を選択する。そして、スクリーン１２０の領域内における調整用画像１１３の表示位置を設定する。

ステップＳ３０において、選択した調整用画像１１３を用いて、調整用虚像４１０，４２０の表示を開始する。これによって、観測者（例えば、運転者５００）は、調整用虚像４１０，４２０を視認できる。ステップＳ３０における詳細な処理については後述する。なお、ステップＳ３０では調整用画像１１３の表示処理を起動したら、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０において、観測者の操作に応じて虚像の表示位置を変更する。この処理は、観測者の操作の度に実行される。

ステップＳ５０において、観測者は調整終了の指示をする。観測者からの調整終了の指示を受けると、「ＹＥＳ」を選択する。そして、ステップＳ６０に進む。観測者からの調整終了の指示を受けていないと、「ＮＯ」を選択する。そしてステップＳ４０に進む。

ステップＳ６０において、調整用虚像４１０，４２０の表示を終了する。

ステップＳ７０において、虚像の表示位置の調整を終了する。

なお、上記の例では、虚像の表示位置の調整開始は、手動で調整モードに設定することとしていた。しかし、この方法（手動）に限るものではない。

例えば、観測者の違い（運転者５００の頭の位置の違いなど）を検知する。そして、現在の設定を調整した時と異なる場合には、調整を開始するようにしてもよい。つまり、観測者の目の位置の違いを判断するための条件を満足した場合に、調整モードが自動的に起動するようにしてもよい。

なお、この観測者（例えば、運転者５００）の違いを判断するためのセンサー等は、虚像の表示位置を調整するための観測者の目の位置を検出する必要はない。そのため、他の目的で設置されている車内を撮影するカメラ、または、運転者の体重を量るセンサーなどを用いることができる。カメラとしては、運転者の居眠り防止用のカメラが挙げられる。

次に、ステップＳ３０における調整用映像の表示処理について説明する。

図１２は、調整用画像１１３の表示処理のフローチャートである。図１２は、図１１のステップＳ３０の処理を詳細に説明したものである。図１１のステップＳ３０に進んだ場合に、図１２のステップＳ３００が開始される。図１１のフローチャートはステップＳ４０に進み、並行して図１２のステップＳ３００が実行される。

ステップＳ３００において、映像の表示処理が開始される。映像の表示処理が開始されると、ステップＳ３０１に進む。

ステップＳ３０１において、虚像の表示される距離を遠距離に設定する。これは、例えば、図１において、スクリーン１２０をスクリーン１２０ｂの位置に移動させることである。

ステップＳ３０２において、第１の調整用画像１１３ｂを表示する。これによって、観測者は、第１の調整用画像１１３ｂによる虚像を遠距離で視認できる。

ステップＳ３０３において、ステップＳ３０２で第１の調整用画像１１３ｂを表示してからの経過時間を測定する。所定の時間を超えた場合には、「ＹＥＳ」を選択して、ステップＳ３０４に進む。所定の時間を超えていない場合には、「ＮＯ」を選択して、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０４において、第１の調整用画像１１３ｂの表示を停止する。

ステップＳ３０５において、虚像の表示される距離を近距離に設定する。これは、例えば、図１において、スクリーン１２０をスクリーン１２０ａの位置に移動させることである。

ステップＳ３０６において、第２の調整用画像１１３ａを表示する。これによって、観測者は、第２の調整用画像１１３ａによる虚像を近距離で視認できる。

ステップＳ３０７において、ステップＳ３０６で第２の調整用画像１１３ａを表示してからの経過時間を測定する。所定の時間を超えた場合には、「ＹＥＳ」を選択して、ステップＳ３０８に進む。所定の時間を超えていない場合には、「ＮＯ」を選択して、ステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０８において、第２の調整用画像１１３ａの表示を停止する。

ステップＳ３０９において、調整用画像１１３ａ，１１３ｂの表示処理の終了が必要か否かを判断する。映像の表示処理を終了しない場合には、「ＮＯ」を選択して、ステップＳ３０１に進む。映像の表示処理を終了する場合には、「ＹＥＳ」を選択して、ステップＳ３１０に進む。そして、映像の表示処理を終了する。つまり、図１２の調整用画像１１３の表示処理のフローチャートを終了する。

ステップＳ３０９における映像の表示処理を終了するか否かは、図１１のステップＳ６０の調整用虚像の終了の処理が行われたか否かによる。図１１のフローチャートは、図１２のフローチャートと並行して行われている。図１１のステップＳ６０が行われた場合、図１２のステップＳ３０９は「ＹＥＳ」を選択する。図１１のステップＳ６０が行われていない場合、図１２のステップＳ３０９は「ＮＯ」を選択する。

図１２の調整用画像１１３の表示処理のフローチャートは、図１１の虚像の表示位置の調整方法のフローチャートによって、起動と終了が行われる。図１１のステップＳ３０が行われた場合に、図１２のステップＳ３００が起動される。図１１のステップＳ６０が行われた場合に、図１２のステップＳ３０９で「ＹＥＳ」の判断がなされる。そしてステップＳ３１０で図１２のプロ―チャートは終了する。このため、図１１のステップＳ３０からステップＳ６０の処理の間、図１２のステップＳ３０１からステップＳ３０９の処理が並行して実施される。

これにより、観測者は遠距離の虚像と近距離の虚像が交互に視認し、両者の虚像を比較できる。ステップＳ３０３およびステップＳ３０７で判断に用いる所定時間は、可能な限り短い時間が望ましい。こうすることで、観測者は遠距離の虚像と近距離の虚像を短時間で比較できる。

＜変形例２＞
これまでの実施の形態では、運転者５００は虚像エリア４００を垂直に視認している。しかし、変形例２では、虚像エリア４００が傾斜している。

図１３は、変形例２に係る虚像表示装置１６１の構成の一例を示す模式図である。

傾斜スクリーン１２０ｔは、光源１１１の光軸Ｃに対して傾斜している。そのため、運転者５００から視認できる傾斜した虚像エリア４００ｔは、上端が下端よりも遠くに位置するように傾斜している。つまり、傾斜した虚像エリア４００ｔは、運転者５００から見て高い位置の方が、低い位置よりも遠くなる様に傾斜している。傾斜した虚像エリア４００ｔに投影される虚像は、虚像までの距離に深度を有することになる。つまり、傾斜した虚像エリア４００ｔに投影される虚像は、１つの虚像の中に表示される距離の異なる部分を有する。

これによって、傾斜した虚像エリア４００ｔを運転者５００から見た道路の傾斜に近づけた状態にできる。そして、例えば、視認性を向上して、経路案内の矢印などを虚像で表示することができる。

図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、虚像の表示状態を説明する説明図である。

図１４（ａ）は、虚像を表示する状態を斜め上から表した図である。つまり、図１４（ａ）は、運転者５００が虚像を見た状態を、斜め上から見た図である。図１４（ｂ）は、虚像を表示する状態を横から表した図である。つまり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）を横から見た図である。図１４（ｃ）は映像表示部１７１の光源部１１１とスクリーン１２０（スクリーン１２０ｔおよびスクリーン１２０ｅ）の構成例を示した図である。

傾斜した虚像エリア４００ｔは、傾斜スクリーン１２０ｔによって虚像が表示されるエリアである。傾斜した虚像エリア４００ｔの下側に近距離の虚像が表示される。傾斜した虚像エリア４００ｔの上側に遠距離の虚像が表示される。

遠距離の虚像エリア４００ｅは、運転者５００から見て、傾斜した虚像エリア４００ｔの左側に位置している。運転者５００は、遠距離の虚像エリア４００ｅを垂直に視認する。運転者５００から遠距離の虚像エリア４００ｅまでの距離は、運転者５００から傾斜した虚像エリア４００ｔの上側までの距離と同じである。

映像表示部１７１は、傾斜スクリーン１２０ｔと、位置調整用スクリーン１２０ｅとを備える。

位置調整用スクリーン１２０ｅは、遠距離の虚像エリア４００ｅ用のスクリーンである。遠距離の調整用虚像４２０ｅは、位置調整用スクリーン１２０ｅに投影された遠距離の調整用中間画像１２２ｅによる虚像である。

傾斜スクリーン１２０ｔは、傾斜した虚像エリア４００ｔ用のスクリーンである。傾斜用の調整用虚像４１０ｔは、傾斜スクリーン１２０ｔに投影された傾斜用の調整用中間画像１２２ｔによる虚像である。

遠距離の調整用中間画像１２２ｅは、傾斜用の調整用中間画像１２２ｔよりも高い位置に表示される。一方、遠距離の調整用虚像４２０ｅは、傾斜用の調整用虚像４１０ｔよりも低い位置に表示される。

図１４（ｂ）に示すように、運転者５００の目の高さが変わると、傾斜した虚像エリア４００ｔを見る角度が変わる。

運転者５００Ｈのように高い位置からは、虚像は縦方向に大きく見える。一方、運転者５００Ｌのように低い位置からは、虚像は縦方向が小さく見える。

図１４（ａ）および図１４（ｂ）では、運転者５００の位置を変えることで、虚像の見え方が変わることを示した。反対に、虚像の表示位置を変えることで、相対的に運転者５００の位置を変えることも可能である。運転者５００の目の位置が変わった場合に、虚像の表示位置を調整することで、傾斜した虚像エリア４００ｔの見え方を容易に調整することができる。

例えば、運転者５００Ｈが見ている状態のように、遠距離の調整用虚像４２０ｅと、傾斜用の調整用虚像４１０ｔとが同じ位置に見える状態を基準状態とする。また、この例では、傾斜した虚像エリア４００ｔの上端と遠距離の虚像エリア４００ｅの上端とを同じ高さにしている。傾斜用の調整用虚像４１０ｔは近距離の調整用虚像として、遠距離の調整用虚像４２０ｅと同じ高さに合わせる。

傾斜した虚像エリア４００ｔ上では、最も遠距離となる虚像位置は傾斜した虚像エリア４００ｔの上端である。傾斜した虚像エリア４００ｔ上では、近距離の調整用虚像は、傾斜用の調整用虚像４１０ｔとなる。

最も遠距離の調整用虚像と最も近距離の調整用虚像との垂直方向の距離は、遠距離の虚像エリア４００ｅの上端から遠距離の調整用虚像４２０ｅまでの距離となる。つまり、この垂直方向の距離分だけ、近距離の虚像と遠距離の虚像とが離れて見えることになる。そして、運転者５００は実際の遠近感と近い感覚で虚像を視認することができる。

運転者５００は、虚像の表示位置の調整用スクリーン（位置調整用スクリーン１２０ｅ）と映像を表示するスクリーン（スクリーン１２０，１２０ｔ）とを同時に視認できる。このため、虚像の表示位置の調整は容易になる。

位置調整用スクリーン１２０ｅによって表示される虚像までの距離が、スクリーン１２０によって表示される虚像までの距離と異なる様に、位置調整用スクリーン１２０ｅは設置される。そのため、どのようなスクリーン１２０の構成においても、位置調整用スクリーン１２０ｅを採用することができる。

また、遠距離の調整用虚像４２０ｅおよび傾斜用の調整用虚像４１０ｔの少なくともいずれか一方に、目盛を表示することができる。つまり、遠距離の調整用画像および傾斜用の調整用画像の少なくともいずれか一方に、目盛を描いてもよい。表示された目盛を用いて遠距離の調整用虚像４２０ｅと傾斜用の調整用虚像４１０ｔとを合わせる。これによって、傾斜した虚像エリア４００ｔの傾斜角を調整することができる。つまり、２つの虚像のなす角が目盛によって認識できる。

なお、別途設けた位置調整用スクリーン１２０ｅは、ＬＥＤ等を用いた簡易な表示機能を備えてもよい。この場合には、位置調整用スクリーン１２０ｅは、この表示機能を用いて、遠距離の調整用画像を表示する。

また、遠距離の虚像エリア４００ｅの代わりに、近距離の虚像エリアを設けてもよい。近距離の虚像エリアには近距離の調整用虚像が投影される。この場合には、傾斜した虚像エリア４００ｔ上に、遠距離の調整用虚像を投影して、傾斜用の調整用虚像４１０ｔを遠距離の調整用虚像とする。遠距離の調整用虚像と近距離の調整用虚像とを用いて、運転者５００は虚像の表示位置の調整を行う。

＜傾斜虚像映像の一例＞
以下において、虚像表示装置１６１が、路面上に、経路案内をするための矢印をＡＲで表示する場合の一例を説明する。

図１５は、虚像表示装置１６１の表示する虚像とＡＲ表示する対象物７１０，７１２との関係を説明する説明図である。

ここで、図７と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。同一の要素は、高さＨ０，Ｈ１，Ｈ２、俯角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３、点状の虚像Ｖ１，Ｖ２、対象物７１０、７１２および位置Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，ＰＶ１，ＰＶ２である。

視角Ｔ４は、虚像表示装置１６１の視角である。視角Ｔ４は、虚像表示装置１６１が設置された高さＨ２から視認される虚像範囲の角度である。近距離の虚像Ｖ１は、虚像表示装置１６１の視角Ｔ４の下端に位置している。遠距離の虚像Ｖ２は、虚像表示装置１６１の視角Ｔ４の下端に位置している。

対象物７１０，７１２は、虚像表示装置１６１によってＡＲ表示を行うための対象物である。

ＡＲ画像ＲＴは、高さＨ１から視認する場合で、近距離の対象物７１０の位置Ｐ１から、遠距離の対象物７１２の位置Ｐ２までの間の地上（路面上）に表示される。

虚像表示装置１６１は、虚像ＶＴを表示する。虚像ＶＴは、傾斜して表示される。ここで、虚像ＶＴの近距離側の端部は、近距離の点状の虚像Ｖ１の位置にある。虚像ＶＴの遠距離側の端部は、高さＨ１の位置と遠距離の対象物７１２の位置Ｐ２とを結ぶ直線と、視角Ｔ４の上端とが交わる位置にある。

このようにすることで、例えば、経路案内する場合の矢印などの虚像は、路面に重ね合わされて表示される。そして、運転者５００は、案内される情報を容易に認識することができる。

また、近距離の虚像Ｖ１の位置と遠距離の虚像Ｖ２の位置とは、虚像表示装置１６１の視角Ｔ４の下端に位置している。しかし、虚像Ｖ１，Ｖ２の位置は、その限りではない。例えば、虚像Ｖ１，Ｖ２の位置は、虚像表示装置１６１の視角Ｔ４の中心または上端に位置しても良い。ただし、その場合には、ＡＲ表示の対象とする対象物７１０，７１２と、虚像として表示される映像（虚像ＲＴ）との位置の関連付けを調整する必要がある。

スクリーン１２０の構成例をいくつか示したが、これらの限りではない。例えば、移動するスクリーン１２０または傾斜スクリーン１２０ｔを分割してもよい。様々なスクリーンの組み合わせが可能である。

なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。

また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。

以上の各実施の形態を基にして、以下に発明の内容を付記（１）及び付記（２）として記載する。付記（１）と付記（２）とは、各々独立して符号を付している。そのため、例えば、付記（１）と付記（２）との両方に、「付記１」が存在する。

また、付記（１）の特徴と付記（２）の特徴とを組み合わせることができる。

＜付記（１）＞
＜付記１＞
虚像として映し出される映像光を出射する映像表示部と、
前記虚像が投影される位置までの距離を変更する制御部と、
前記虚像が投影される方向を調整する虚像調整部とを備え、
前記虚像までの距離に応じて、前記虚像を投影する方向を変更することを特徴とする虚像を表示するための表示装置。

＜付記２＞
前記映像表示部はさらに、調整用虚像として投影される距離の異なる複数の調整用画像を映像光として出射することを特徴とする付記１記載の虚像を表示するための表示装置。

＜付記３＞
前記調整用虚像が投影された場合に、距離の遠い調整用虚像の方が距離の近い調整用虚像よりも高い位置に表示されるように調整することを特徴とする付記２に記載の虚像を表示するための表示装置。

＜付記４＞
前記調整用虚像を同時にまたは交互に投影することを特徴とする付記２または３に記載の虚像を表示するための表示装置。

＜付記５＞
観察者から見た複数の前記調整用虚像の投影方向のなす角が所定の角度となったことを認識できるような前記調整用画像とすることを特徴とする付記２から４のいずれか１つに記載の虚像を表示するための表示装置。

＜付記６＞
前記制御部は、虚像までの距離に深度をもたせることを特徴とする付記１から５のいずれか１つに記載の虚像を表示するための表示装置。

＜付記７＞
虚像として映しだされる映像光を出射する工程と、
前記虚像が投影される位置までの距離を変更する工程と
前記虚像を用いて当該虚像が投影される方向を調整する工程とを備え、
前記虚像までの距離に応じて、前記虚像を投影する方向を変更することを特徴とする虚像を表示するための調整方法。

＜付記８＞
前記虚像は、第１の虚像と第２の虚像とを含み、
前記第１の虚像と第２の虚像とを用いて投影される方向を調整することを特徴とする付記７に記載の虚像を表示するための調整方法。

＜付記９＞
前記第２の虚像は、前記第１の虚像よりも遠い位置に表示され、前記第２の虚像は、前記第１の虚像よりも高い位置に表示されるように調整されることを特徴とする付記８に記載の虚像を表示するための調整方法。

＜付記１０＞
前記第１の虚像と前記第２の虚像とを同時にまたは交互に投影することを特徴とする付記８または９に記載の虚像を表示するための調整方法。

＜付記１１＞
観察者から前記第１の虚像と前記第２の虚像との投影方向のなす角が所定の角度となったことを認識できる調整用画像を映像光として出射することを特徴とする付記８から１０のいずれか１つに記載の虚像を表示するための調整方法。

＜付記１２＞
前記虚像は、深度を持たせて表示されることを特徴とする付記７から１１のいずれか１つに記載の虚像を表示するための調整方法。

＜付記（２）＞
＜付記１＞
車両に用いられ、虚像を表示するための表示装置であって、
映像光を出射する光源部および前記映像光が投射されるスクリーンを含む映像表示部と、
前記虚像が表示される位置を調整する制御部と
を備え、
前記スクリーン上に映し出された像は前記虚像として投影され、
前記虚像は、第１の虚像と前記第１の虚像と異なる位置に表示される第２の虚像とを含み、
前記映像表示部は、前記第１の虚像の表示領域に投影される第１の調整用画像および前記第２の虚像の表示領域に投影される第２の調整用画像を前記スクリーン上に表示し、
前記制御部は、前記第１の調整用画像および前記第２の調整用画像に基づいて前記第１の虚像の表示領域の位置と前記第２の虚像の表示領域の位置とを調整することを特徴とする表示装置。

＜付記２＞
前記制御部は、前記虚像が表示される高さ方向の位置を調整することを特徴とする付記１記載の表示装置。

＜付記３＞
前記第２の虚像は、前記第１の虚像よりも前記車両から遠い位置に表示されることを特徴とする付記２記載の表示装置。

＜付記４＞
前記第１の虚像の表示領域の高さ方向の位置と前記第２の虚像の表示領域の高さ方向の位置とを一致させた場合に、前記第１の調整用画像の虚像である第１の調整用虚像は前記第２の調整用画像の虚像である第２の調整用虚像よりも前記車両の上側の方向に表示されることを特徴とする付記３記載の表示装置。

＜付記５＞
前記制御部は、前記第１の調整用画像の虚像と前記第２の調整用画像の虚像とが表示される高さ方向の位置を一致させることを特徴とする付記４記載の表示装置。

＜付記６＞
前記制御部は、前記虚像の傾斜角を調整することを特徴とする付記１記載の表示装置。

＜付記７＞
前記第１の調整用画像および前記第２の調整用画像の少なくともいずれか一方は、目盛が描かれており、
前記制御部は、表示された目盛に基づいて、前記第１の虚像の表示領域または前記第２の虚像の表示領域の傾斜角を調整することを特徴とする付記６記載の表示装置。

＜付記８＞
前記第１の調整用画像と前記第２の調整用画像とは、同時にまたは交互に虚像として表示されることを特徴とする付記１から７のいずれかに１つに記載の表示装置。

＜付記９＞
前記スクリーン上に映し出された像を前記虚像として投影する投影光学系を備え、
前記制御部は、前記投影光学系を調整することで、前記虚像が表示される位置を調整することを特徴とする付記１から８のいずれか１つに記載の表示装置。

＜付記１０＞
車両に用いられ、虚像を表示するための調整方法であって、
前記虚像は、第１の虚像の表示領域と前記第１の虚像の表示領域と異なる位置の第２の虚像の表示領域とに表示され、
第１の調整用画像を用いて前記第１の虚像の表示領域に第１の虚像を表示し、第２の調整用画像を用いて前記第２の虚像の表示領域に第２の虚像を表示する第１の工程と、
前記第１の虚像の表示領域の位置および前記第２の虚像の表示領域の位置を調整する第２の工程と
を備えることを特徴とする調整方法。

＜付記１１＞
前記第２の工程は、前記虚像が表示される高さ方向の位置を調整することを特徴とする付記１０記載の調整方法。

＜付記１２＞
前記第２の虚像は、前記第１の虚像よりも前記車両から遠い位置に表示されることを特徴とする付記１１に記載の表示装置。

＜付記１３＞
前記第１の虚像の表示領域の高さ方向の位置と前記第２の虚像の表示領域の高さ方向の位置とを一致させた場合に、前記第１の調整用画像の虚像である第１の調整用虚像は前記第２の調整用画像の虚像である第２の調整用虚像よりも前記車両の上側の方向に表示されることを特徴とする付記１２記載の調整方法。

＜付記１４＞
前記第１の調整用画像の虚像と前記第２の調整用画像の虚像とが表示される高さ方向の位置を一致させることを特徴とする付記１３記載の調整方法。

＜付記１５＞
前記第２の工程は、前記虚像の傾斜角を調整することを特徴とする付記１０記載の調整方法。

＜付記１６＞
前記第１の調整用画像および前記第２の調整用画像の少なくともいずれか一方は、目盛が描かれており、表示された目盛に基づいて、前記第１の虚像の表示領域または前記第２の虚像の表示領域の傾斜角を調整することを特徴とする付記１５記載の調整方法。

＜付記１７＞
前記第１の調整用画像と前記第２の調整用画像とは同時にまたは交互に虚像として表示されることを特徴とする付記１０から１６のいずれかに１つに記載の調整方法。

１００ 虚像表示装置、 １１０ 映像表示部、 １１１ 光源部、 １１２ 入力映像フォーマット、 １１３，１１３ａ，１１３ｂ 調整用画像、 １２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｅ，１２０ｔ スクリーン、 １２１，１２１ａ，１２１ｂ 投影エリア、 １２２，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｔ 調整用中間画像、 １３０ 制御部、 １３１ 映像データ変換部、 １３２ 光源制御部、 １３３ 虚像制御部、 １３４ 投射位置制御部、 １４０ 拡大ミラー、 １４１ 拡大ミラー駆動回路、 １４２ スクリーン駆動回路、 １５０ 入力器、 １６１ 虚像表示装置、 １７１ 映像表示部、 ３００ ウインドシールド、 ４００，４００ａ，４００ｂ，４００ｅ，４００ｔ 虚像エリア、 ４１０，４１０ａ，４１０ｔ，４１１，４１１ａ 近距離用の調整用虚像、 ４２０，４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｅ，４２１，４２１ａ 遠距離用の調整用虚像、 ５００，５００Ｌ，５００Ｈ 運転者、 ６００ 車両、 ６１０ ダッシュボード、 ７００，７１０，７１２ 対象物、 Ｃ 光軸、 Ｈ０，Ｈ１，Ｈ２ 高さ、 ＨＬ 水平線、 ＬＡ，ＬＢ 位置、 Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，ＰＶ１，ＰＶ２ 位置、 ＲＮ，ＲＦ，ＲＴ ＡＲ画像、 Ｓ１，Ｓ２ 映像信号データ、 Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５ 制御信号、 Ｓ６ 信号、 Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 俯角、 Ｔ４ 視角、 ＴＡ，ＴＢ 俯角、 Ｖ１，Ｖ２ 点状の虚像、 ＶＮ，ＶＦ 虚像。

Claims (10)

1. 車両に用いられ、虚像を表示するための表示装置であって、
   映像光を出射する光源部および前記映像光が投射されるスクリーンを含む映像表示部と、
   前記虚像が表示される位置を調整する制御部と
   を備え、
   前記スクリーン上に映し出された像は前記虚像として投影され、
   前記虚像は、第１の虚像と前記第１の虚像と異なる位置に表示される第２の虚像とを含み、
   前記映像表示部は、前記第１の虚像の表示領域に投影される第１の調整用画像および前記第２の虚像の表示領域に投影される第２の調整用画像を前記スクリーン上に表示し、
   前記制御部は、前記第１の調整用画像および前記第２の調整用画像に基づいて前記第１の虚像の表示領域の位置と前記第２の虚像の表示領域の位置とを調整することを特徴とする表示装置。
2. 前記制御部は、前記虚像が表示される高さ方向の位置を調整することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記第２の虚像は、前記第１の虚像よりも前記車両から遠い位置に表示されることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
4. 前記第１の虚像の表示領域の高さ方向の位置と前記第２の虚像の表示領域の高さ方向の位置とを一致させた場合に、前記第１の調整用画像の虚像である第１の調整用虚像は前記第２の調整用画像の虚像である第２の調整用虚像よりも前記車両の上側の方向に表示されることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
5. 前記制御部は、前記第１の調整用画像の虚像と前記第２の調整用画像の虚像とが表示される高さ方向の位置を一致させることを特徴とする請求項４記載の表示装置。
6. 前記制御部は、前記虚像の傾斜角を調整することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
7. 前記第１の調整用画像および前記第２の調整用画像の少なくともいずれか一方は、目盛が描かれており、
   前記制御部は、表示された目盛に基づいて、前記第１の虚像の表示領域または前記第２の虚像の表示領域の傾斜角を調整することを特徴とする請求項６記載の表示装置。
8. 前記第１の調整用画像と前記第２の調整用画像とは、同時にまたは交互に虚像として表示されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに１項に記載の表示装置。
9. 前記スクリーン上に映し出された像を前記虚像として投影する投影光学系を備え、
   前記制御部は、前記投影光学系を調整することで、前記虚像が表示される位置を調整することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 車両に用いられ、虚像を表示するための調整方法であって、
    前記虚像は、第１の虚像の表示領域と前記第１の虚像の表示領域と異なる位置の第２の虚像の表示領域とに表示され、
    第１の調整用画像を用いて前記第１の虚像の表示領域に第１の虚像を表示し、第２の調整用画像を用いて前記第２の虚像の表示領域に第２の虚像を表示する第１の工程と、
    前記第１の虚像の表示領域の位置および前記第２の虚像の表示領域の位置を調整する第２の工程と
    を備えることを特徴とする調整方法。

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