WO2019151199A1 - 表示システム、移動体、及び、設計方法 - Google Patents

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WO2019151199A1
WO2019151199A1 PCT/JP2019/002834 JP2019002834W WO2019151199A1 WO 2019151199 A1 WO2019151199 A1 WO 2019151199A1 JP 2019002834 W JP2019002834 W JP 2019002834W WO 2019151199 A1 WO2019151199 A1 WO 2019151199A1
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WO
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display
virtual image
distance
display system
target
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PCT/JP2019/002834
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English (en)
French (fr)
Inventor
研一 笠澄
森　俊也
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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Priority to US16/941,136 priority patent/US11106045B2/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements

Definitions

  • the present disclosure generally relates to a display system, a moving body, and a design method, and more particularly, to a display system, a moving body, and a display system design method that project a virtual image onto a target space.
  • Patent Document 1 discloses a head-up display device that projects a virtual image in front of a windshield with respect to a driver's eyes by projecting image light onto the windshield of a vehicle.
  • the head-up display device includes a display element, a movable mirror, a movable part, a first mirror, and a second mirror.
  • the movable mirror reflects the display light emitted from the display element toward the first mirror.
  • the first mirror reflects the display light reflected by the movable mirror toward the second mirror.
  • the second mirror reflects and collects the display light reflected by the first mirror and emits the light toward the windshield.
  • Patent Document 1 it is possible to display a virtual image farther by moving the movable mirror from the first position close to the first mirror to the second position far from the first mirror. That is, when an attempt is made to increase the distance from the virtual image viewpoint position to the position where the virtual image is superimposed, the optical system including the mirror and the like used for the projection of the virtual image becomes large.
  • An object of the present disclosure is to provide a display system, a moving body, and a design method that can be downsized while maintaining the distance from the viewpoint position of the virtual image to the position where the virtual image is superimposed, and that can reduce distortion of the virtual image. .
  • the display system is a display system that displays a virtual image superimposed on a target position in a target space.
  • a display distance that is a distance from the virtual image viewpoint position to the virtual image display position is L1 [m].
  • the maximum value of the target distance, which is the distance from the viewpoint position to the target position, is L2max [m].
  • is greater than 0 and equal to or less than 0.06.
  • a moving body includes a moving body main body and the display system according to the above aspect that is mounted on the moving body main body.
  • the design method is a display system design method that displays a virtual image superimposed on a target position in a target space, and includes a first step and a second step.
  • the first step is a step of determining a display distance that is a distance from a viewpoint position of the virtual image to a display position of the virtual image.
  • the second step is a step of determining a maximum value of a target distance that is a distance from the viewpoint position to the target position.
  • the display distance is L1 [m].
  • the maximum value is L2max [m].
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a display system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a mobile body (automobile) provided with the display system.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing the field of view of the user when the display system is used.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the display system.
  • FIG. 5 is a graph showing the evaluation results of virtual image display.
  • FIG. 1 shows a display system 10.
  • the display system 10 displays the virtual image 310 superimposed on the target position P410 in the target space 400.
  • a display distance that is a distance from the viewpoint position P200 of the virtual image 310 to the display position P310 of the virtual image 310 is L1 [m].
  • the maximum value of the target distance, which is the distance from the viewpoint position P200 to the target position P410, is L2max [m].
  • is greater than 0 and equal to or less than 0.06.
  • the display distance L1 and the maximum value L2max of the target distance satisfy the relationship 0 ⁇
  • the enlargement of the optical members for displaying the virtual image 310 (in the present embodiment, the first optical member 121 and the second optical member 122) for extending the display distance L1 of the virtual image 310 can be suppressed.
  • Such an increase in the size of the optical member or the like also causes distortion of the virtual image 310. Therefore, according to the present embodiment, the size can be reduced while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position P200 of the virtual image 310 to the position where the virtual image 310 is superimposed (target position P410), and distortion of the virtual image 310 is reduced. it can.
  • FIGS. 1 and 2 show an automobile 100 as a moving body.
  • the automobile 100 includes a vehicle body 100a as a mobile body and a display system 10 mounted on the vehicle body 100a.
  • the display system 10 is used as a head-up display (HUD) in the automobile 100.
  • the display system 10 is an augmented reality (AR) HUD. Therefore, the display system 10 uses the augmented reality (AR) technology to display the virtual image 310 superimposed on the scenery in front of the user 200's field of view.
  • AR augmented reality
  • the display system 10 is installed in the vehicle interior of the automobile 100 so as to project an image from below onto the windshield 101 of the vehicle body (movable body main body) 100a of the automobile 100.
  • the display system 10 is disposed in the dashboard 102 below the windshield 101.
  • the image reflected by the windshield 101 as a reflecting member is visually recognized by the user 200 (driver).
  • the user 200 visually recognizes the virtual image 310 projected on the target space 400 set in front of the automobile 100 (outside the vehicle) through the windshield 101.
  • the “virtual image” referred to here means an image that is connected so that an object is actually present by the divergent light when the light emitted from the display system 10 diverges by a reflector such as the windshield 101. Therefore, as shown in FIG. 3, the user 200 driving the automobile 100 can see a virtual image 310 projected by the display system 10 in a real space spreading in front of the automobile 100.
  • various driving support information such as vehicle speed information, navigation information, pedestrian information, forward vehicle information, lane departure information, and vehicle condition information is displayed as a virtual image 310, and the user 200 can be visually recognized.
  • the virtual image 310 is navigation information, and an arrow indicating a left turn is displayed as an example.
  • the user 200 can visually acquire the driving support information by only a slight line-of-sight movement from a state where the line-of-sight is directed in front of the windshield 101.
  • the virtual image 310 formed in the target space 400 is formed on a virtual plane 501 that intersects the optical axis 500 of the display system 10.
  • the optical axis 500 is along the road surface 600 in front of the automobile 100 in the target space 400 in front of the automobile 100.
  • the virtual surface 501 on which the virtual image 310 is formed is inclined with respect to the optical axis 500.
  • the inclination angle of the virtual surface 501 with respect to the optical axis 500 is not particularly limited. Further, the virtual surface 501 does not need to be inclined with respect to the optical axis 500 and may be vertical.
  • the display system 10 includes a display unit 110, a projection unit 120, and a control unit 130.
  • the display unit 110 is used to display an image projected as a virtual image 310 in the target space 400.
  • the display unit 110 has a display surface that displays an image projected as a virtual image 310 in the target space 400. That is, the image displayed on the display surface of the display unit 110 is an image that is the basis of the virtual image 310, and is hereinafter referred to as a basic image as necessary.
  • the display surface is a rectangular region on one surface of the display unit 110.
  • the display unit 110 is a liquid crystal display.
  • the projection unit 120 is used to project a virtual image 310 corresponding to a basic image (an image displayed on the display surface of the display unit 110) onto the target space 400.
  • the projection unit 120 includes a first optical member 121 and a second optical member 122.
  • the projection unit 120 is an optical system including the first optical member 121 and the second optical member 122.
  • the first optical member 121 reflects light from the display unit 110 (light constituting an image displayed on the display surface) toward the second optical member 122.
  • the second optical member 122 reflects the light from the first optical member 121 toward the windshield 101 (see FIG. 2). That is, the projection unit 120 projects the virtual image 310 on the target space 400 by projecting the image formed on the display surface of the display unit 110 onto the windshield 101.
  • the display distance L1 [m] which is the distance from the viewpoint position P200 of the virtual image 310 to the display position P310 of the virtual image 310, is determined by the design of the projection unit 120.
  • the viewpoint position P200 is a center position of a range (so-called eyebox) where the virtual image 310 can be visually recognized.
  • the positions of the first optical member 121 and the second optical member 122 of the projection unit 120 are fixed. That is, the projection unit 120 does not have a function of adjusting the display distance L1, and the display distance L1 is a fixed value.
  • the displayable range 300 see FIG.
  • the display distance L1 need not be set to the maximum value L2max of the target distance L2. Therefore, as compared with the case where the display distance L1 is set to the maximum value L2max of the target distance L2, the optical system (projection unit 120) for displaying the virtual image 310 can be downsized. Further, the closer the virtual image 310 is to the viewpoint position P200, the more the distortion is reduced. Therefore, distortion of the virtual image 310 due to the optical system can be reduced.
  • the control unit 130 is an electric circuit that controls the operation of the display system 10.
  • the control unit 130 is particularly configured to control the display unit 110.
  • the control unit 130 gives an image signal to the display unit 110 to form an image on the display surface of the display unit 110.
  • the control unit 130 can be realized by, for example, one or more processors (microprocessors) and one or more memories. That is, the one or more processors function as the control unit 130 by executing one or more programs stored in one or more memories.
  • the one or more programs may be recorded in advance in a memory, or may be provided by being recorded through a telecommunication line such as the Internet or in a non-temporary recording medium such as a memory card.
  • the control unit 130 has a function of controlling the display unit 110 to perform a process (virtual image display process) of displaying the virtual image 310 superimposed on the target position P410 in the target space 400. Displaying the virtual image 310 superimposed on the target position P410 in the target space 400 is to make the virtual image 310 appear to exist at the target position P410. In other words, the control unit 130 executes the virtual image display process to make the virtual image 310 at the display position P310 appear as if it exists at the target position P410 in real space. For example, the user 200 who views the target space 400 from the viewpoint position P200 is caused to see the virtual image 310 at the display position P310 as if it is the target object 410 existing at the target position P410 (see FIGS. 3 and 4).
  • the control unit 130 starts virtual image display processing when an instruction to display the virtual image 310 is given from an external device.
  • the display instruction includes the location and type of the virtual image 310.
  • the location of the virtual image 310 may include information regarding the target position P410.
  • the information related to the target position P410 may include information related to the three-dimensional position of the target position P410 in the target space 400.
  • the type of the virtual image 310 is various driving support information such as vehicle speed information, navigation information, pedestrian information, forward vehicle information, lane departure information, and vehicle condition information.
  • Examples of the external device include an engine control unit and a navigation system of the automobile 100.
  • the maximum value L2max [m] of the target distance L2 [m], which is the distance from the viewpoint position P200 of the virtual image 310 to the target position P410, is set (see FIGS. 1 and 4).
  • the maximum value L2max of the target distance L2 is the distance between the target position P400 farthest from the viewpoint position P200 and the viewpoint position P200.
  • the control unit 130 does not overlap and display the virtual image 310 at the target position P410 where the target distance L2 exceeds the maximum value L2max.
  • the maximum value L2max of the target distance L2 is determined based on the evaluation result of the virtual image display.
  • the evaluation of the display of the virtual image is based on the number of people who feel uncomfortable when viewing the virtual image 310 and its vicinity from the viewpoint position P200 when the display position P310 of the virtual image 310 is closer to the viewpoint position P200 than the target position P410. Distance recognition was performed by the wrong number of people.
  • FIG. 5 shows a part of the evaluation result of the virtual image display.
  • the vertical axis represents the number of people
  • the horizontal axis represents the parameter D determined by the display distance L1 and the target distance L2.
  • the parameter D is given by
  • the unit of L1 and L2 is [m]. Therefore, the unit of the parameter D is [1 / m].
  • this parameter is referred to as “diopter”.
  • a graph G11 shows the number of people who feel uncomfortable when viewing the virtual image 310 and its vicinity from the viewpoint position P200 when the virtual image 310 is displayed superimposed on the target position P210.
  • the graph G12 indicates the number of persons who have mistakenly recognized the distance of the virtual image 310 when viewing the virtual image 310 and its vicinity from the viewpoint position P200 when the virtual image 310 is displayed superimposed on the target position P210.
  • the diopter D is 0.06 or less, even if there is a difference between the display position P310 of the virtual image 310 and the target position P410, half of the people viewing the target space 400 from the viewpoint position P200.
  • the virtual image 310 has the recognition that it exists in the object position P410.
  • the diopter D is 0.03 or less, even if there is a difference between the display position P310 of the virtual image 310 and the target position P410, most people who view the target space 400 from the viewpoint position P200 will see the virtual image 310 as the target position. Recognize that it is in P410.
  • the diopter D is 0.02 or less, even if there is a difference between the display position P310 of the virtual image 310 and the target position P410, more than half of the people who view the target space 400 from the viewpoint position P200 are the virtual image 310 and its The vicinity can be seen without a sense of incongruity. Furthermore, if the diopter D is 0.015 or less, even if there is a difference between the display position P310 of the virtual image 310 and the target position P410, most people who view the target space 400 from the viewpoint position P200 are the virtual image 310 and its vicinity. Can be seen without discomfort.
  • the diopter D is 0.01 or less, even if there is a difference between the display position P310 of the virtual image 310 and the target position P410, almost all people who view the target space 400 from the viewpoint position P200 will recognize the virtual image 310 and its image. The vicinity can be seen without a sense of incongruity.
  • the maximum value L2max of the display distance L1 and the target distance L2 is determined so that
  • the display distance L1 is 15 [m]
  • the maximum value L2max is 100 [m].
  • the control unit 130 displays the basic image on the display surface of the display unit 110 so that the virtual image 310 appears to overlap the target position P410 in the target space 400.
  • the control unit 130 determines a basic image according to the type of the virtual image 310 included in the display instruction.
  • the control unit 130 determines the reference position of the basic image on the display surface of the display unit 110 according to the location of the virtual image 310 (information regarding the target position P410) included in the display instruction.
  • control unit 130 changes the basic image based on the perspective method based on the display position P310 of the virtual image 310 and the target position P410. For example, in the example of FIG. 4, the control unit 130 adjusts the appearance of the virtual image 310 in order to make it appear that the target object 410 actually exists at the target position P410. In this case, the control unit 130 obtains the depression angle of the target position P410, the depth of the target position P410, and the positional relationship between the display position P310 and the target position P410 from the display position P310 and the target position P410. The depression angle of the target position P410 corresponds to the angle at which the user 200 views the target position P410.
  • the depth of the target position P410 corresponds to a range where the virtual images 310 are overlapped at the target position P410.
  • the positional relationship between the display position P310 and the target position P410 is, for example, a difference between the display distance L1 and the target distance L2, or an object between the target object 410 and the target object 410 and the viewpoint position P200 to be shown by the virtual image 310.
  • the positional relationship may be included.
  • the control unit 130 adjusts at least one of the shape and the size of the basic image based on the depression angle, the depth, and the positional relationship. For example, the control unit 130 adjusts the perspective (degree of inclination / degree of extension) of the basic image according to the depression angle and the depth.
  • control part 130 adjusts the dimension of the depth direction of a basic image according to depth.
  • control unit 130 enlarges or reduces the basic image according to the positional relationship between the display distance L1 and the target distance L2.
  • the control unit 130 sets the basic image to a shape with a part missing.
  • control unit 130 is configured to change the display method of the image (basic image) according to the parameter D determined by the display position P310 and the target position P410.
  • the parameter D is the diopter described above and is given by
  • the control unit 130 does not change the display method of the basic image if the diopter D is equal to or less than the threshold value.
  • the control unit 130 changes the display method of the basic image.
  • the threshold value is 0.03 in this embodiment.
  • the threshold value is less than
  • Stereoscopic sensitivity is an indicator of whether or not the context of two objects away from the observer can be distinguished (reference: James E. (Cutting, “Perception of Space and Motion”, Academic Press, 1995).
  • Information sources that affect stereoscopic sensitivity include “relative density”, “relative size”, “shielding”, “focusing of the lens”, “convergence”, “binocular parallax”, “motion” There are “parallax”, “height in view”, and “air perspective”. “Shielding” means that one of the two objects is hidden behind the other.
  • the stereoscopic sensitivity corresponding to “relative density”, “relative size”, and “shielding” is constant regardless of the average distance between two objects away from the observer,
  • the stereoscopic sensitivity is good in the order of “relative density”, “relative size”, and “shielding”.
  • Stereoscopic sensitivity to “focus adjustment of lens” and “convergence” is effective when the average distance is in the range of about 0 to 10 m, and decreases as the average distance increases.
  • the stereoscopic sensitivity to “binocular parallax” and “motion parallax” is effective when the average distance is in the range of about 0 to 1000 m.
  • the stereoscopic sensitivity to “binocular parallax” decreases as the average distance increases, but the stereoscopic sensitivity to “motion parallax” increases once as the average distance increases and then decreases to about 1 to 2 m. There is a peak in the range.
  • the stereoscopic sensitivity to the “height in the field of view” is effective when the average distance is in the range of about 2 to 5000 m, and decreases as the average distance increases.
  • the stereoscopic sensitivity to “air perspective” is effective when the average distance is in the range of about 50 to 5000 m, and once increases with the increase of the average distance, it decreases, and has a peak in a region close to about 5000 m.
  • Examples of such a change in display method based on stereoscopic sensitivity include changes in the brightness, resolution, contrast, saturation, and texture density of the basic image. Furthermore, examples of changing the display method include emphasizing the depression angle of the basic image, emphasizing the perspective of the basic image, and emphasizing the change in the size of the basic image. In this way, by changing the display method of the basic image according to the diopter D, it is possible to further reduce the sense of discomfort that the person viewing from the viewpoint position P200 has in the virtual image 310. In particular, by changing the display method of the basic image based on the stereoscopic vision sensitivity, it is possible to further reduce the uncomfortable feeling that the person viewing from the viewpoint position P200 has on the virtual image 310.
  • the display method is changed by increasing the brightness, resolution, contrast, and saturation of the basic image, and the texture density. It is effective to lower the angle, lower the depression angle of the basic image, and greatly enhance the basic image.
  • the display position P310 is closer to the target position P410 when viewed from the viewpoint position P200, the brightness, resolution, contrast, and saturation of the basic image are decreased, the texture density is increased, and the depression angle of the basic image is increased. It is effective to emphasize the basic image small.
  • the display position P310 when the display position P310 is in a far region (that is, the upper portion of the field of view of the user 200), parallel lines are drawn on the basic image by perspective projection, and the degree of convergence of the parallel lines is changed in the far region in the basic image.
  • the parallel lines are lines arranged in the horizontal direction or the vertical direction of the basic image.
  • the far region is a region corresponding to the upper part of the visual field of the user 200 in the basic image.
  • the degree of convergence of the parallel lines in the far region may be larger than the convergence reference value.
  • the degree of convergence of the parallel lines in the far region may be smaller than the convergence reference value.
  • the convergence reference value is the degree of convergence of parallel lines when the display position P310 and the target position P410 are at the same position when viewed from the viewpoint position P200.
  • the display position P310 is in a close region (that is, the lower portion of the field of view of the user 200)
  • parallel lines are drawn on the basic image by perspective projection, and the degree of divergence of the parallel lines is determined in the near region in the basic image. It is effective to change.
  • the near region is a region corresponding to the lower part of the visual field of the user 200 in the basic image.
  • the degree of divergence of parallel lines in the near region may be set smaller than the reference value of divergence.
  • the degree of divergence of parallel lines in the near region may be larger than the reference value of divergence.
  • the divergence reference value is, for example, the degree of divergence of parallel lines when the display position P310 and the target position P410 are at the same position when viewed from the viewpoint position P200.
  • the display system 10 can be downsized while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position P200 of the virtual image 310 to the position where the virtual image 310 is superimposed (target position P410). In addition, distortion of the virtual image 310 can be reduced.
  • the display system 10 can be manufactured by a manufacturing method including the following design method. In other words, the display system 10 is designed by the following design method. This design method is a design method of the display system 10 that displays the virtual image 310 superimposed on the target position P410 in the target space 400, and includes a first step and a second step.
  • the first step is a step of determining a display distance that is a distance from the viewpoint position P200 of the virtual image 310 to the display position P310 of the virtual image 310.
  • the second step is a step of determining the maximum value of the target distance that is the distance from the viewpoint position P200 to the target position P410.
  • the display distance is L1 [m] and the maximum value of the target distance is L2max [m]
  • is greater than 0 and equal to or less than 0.06.
  • the size can be reduced while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position P200 of the virtual image 310 to the position (target position P410) where the virtual image 310 is overlapped, and the distortion of the virtual image 310 can be reduced.
  • the system 10 can be designed.
  • the order of the first step and the second step is not particularly limited. That is, the display distance L1 may be determined after the maximum value L2max is determined first, or vice versa.
  • Embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described embodiments.
  • the above embodiment can be variously modified according to the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
  • the modification of the said embodiment is enumerated.
  • is greater than 0 and 0.06 or less, but the upper limit value of
  • is greater than 0 and less than 0.06.
  • the display distance L1 may be 25 [m]
  • the maximum value L2max may be 100 [m].
  • may be 0.02 or less. In this case, the display distance L1 may be 33 [m], and the maximum value L2max may be 100 [m].
  • may be 0.015 or less.
  • the display distance L1 may be 40 [m], and the maximum value L2max may be 100 [m]. Further,
  • the threshold value is 0.03, but the threshold value may be greater than 0 and less than
  • the threshold value may be 0.02.
  • the threshold may be 0.015.
  • the threshold value may be 0.01.
  • the display method may be changed based on which threshold value
  • the threshold value may be three, 0.01, 0.02, and 0.03. Further, the threshold value may be two of a first threshold value (for example, 0.01) and a second threshold value (for example, 0.03) that is larger than the first threshold value.
  • the control unit 130 may not change the display method based on the stereoscopic sensitivity while the parameter (
  • the display method may be different.
  • the control unit 130 causes the person viewing the target space 400 from the viewpoint position P200 to display the virtual image 310 and
  • the display method based on the stereoscopic vision sensitivity may be changed so that the possibility of having a sense of incongruity in the vicinity is reduced.
  • the control unit 130 causes the person viewing the target space 400 from the viewpoint position P200 to change the virtual image 310 to the target position P410.
  • the display method based on the stereoscopic sensitivity may be changed so that there is a high possibility of having the recognition that the image is present.
  • the control unit 130 does not necessarily need to change the display method of the basic image. For example, when
  • control unit 130 adjusts at least one of the shape and size of the basic image according to the target distance L2 obtained from the information regarding the target position P410.
  • this configuration is not essential.
  • the display unit 110 is not limited to a liquid crystal display.
  • the display unit 110 may be an image display device other than a liquid crystal display, for example, an organic EL display. Further, the display unit 110 may not be the image display device itself.
  • the display unit 110 may be a system that includes a projector and a screen that displays an image of the projector, or a system that includes a laser scanning device and a screen for capturing an image obtained by laser scanning of the laser scanning device. It may be.
  • the display unit 110 may be a screen itself or a plane mirror that captures an image from the image display device. That is, the display unit 110 may display an intermediate image.
  • the projection unit 120 may have a function of adjusting the display distance L1. That is, the projection unit 120 may have a function of moving the virtual plane 501 along the optical axis 500. As an example, such a function can be realized by making the positions of the first optical member 121 and the second optical member 122 of the projection unit 120 variable, and various techniques have been conventionally provided (Patent Literature). 1). Further, regarding the projection unit 120, the shapes of the first optical member 121 and the second optical member 122 can be changed. The display distance L1 can also be adjusted by changing the optical path length from the display unit 110 to the viewpoint position P200.
  • the display system 10 is not limited to the configuration in which the virtual image 310 is projected onto the target space 400 set in front of the traveling direction of the automobile 100.
  • the virtual image 310 is displayed laterally, backward, or upward in the traveling direction of the automobile 100. You may project.
  • the projection unit 120 may include a relay optical system for forming an intermediate image, or may not include a relay optical system.
  • the display system 10 is not limited to the head-up display used in the automobile 100, and can be applied to a mobile body other than the automobile 100, such as a motorcycle, a train, an aircraft, a construction machine, and a ship. Furthermore, the display system 10 is not limited to a mobile object, and may be used in an amusement facility, for example.
  • the display system (10) of the first aspect is a display system that displays a virtual image (310) superimposed on a target position (P410) in the target space (400).
  • a display distance that is a distance from the viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to the display position (P310) of the virtual image (310) is L1 [m].
  • the maximum value of the target distance, which is the distance from the viewpoint position (P200) to the target position (P410), is L2max [m].
  • is greater than 0 and equal to or less than 0.06.
  • the first aspect it is possible to reduce the size while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to the position (target position P410) where the virtual image (310) is overlapped, and the virtual image (310).
  • the distortion of (310) can be reduced.
  • the display system (10) of the second aspect can be realized by a combination with the first aspect.
  • is 0.03 or less.
  • the size can be further reduced while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to the position (target position P410) where the virtual image (310) is superimposed.
  • the distortion of the virtual image (310) can be reduced.
  • the display system (10) of the third aspect can be realized by a combination with the first or second aspect.
  • is 0.02 or less.
  • the size can be further reduced while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to the position (target position P410) where the virtual image (310) is superimposed.
  • the distortion of the virtual image (310) can be reduced.
  • the display system (10) of the fourth aspect can be realized by a combination with any one of the first to third aspects.
  • is 0.015 or less. According to the fourth aspect, it is possible to further reduce the size while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to the position (target position P410) where the virtual image (310) is superimposed. The distortion of the virtual image (310) can be reduced.
  • the display system (10) of the fifth aspect can be realized by a combination with any one of the first to fourth aspects.
  • is 0.01 or less.
  • the size can be further reduced while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to the position (target position P410) where the virtual image (310) is superimposed.
  • the distortion of the virtual image (310) can be reduced.
  • the display system (10) of the sixth aspect can be realized by a combination with any one of the first to fifth aspects.
  • L2max is 100 [m].
  • the size can be reduced while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to the position (target position P410) where the virtual image (310) is superimposed, and the virtual image can be reduced.
  • the distortion of (310) can be reduced.
  • the display system (10) of the seventh aspect can be realized by a combination with the sixth aspect.
  • L1 is 25 to 50 [m]. According to the seventh aspect, it is possible to reduce the size while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to the position (target position P410) where the virtual image (310) is superimposed. The distortion of (310) can be reduced.
  • the display system (10) of the eighth aspect can be realized by a combination with any one of the first to seventh aspects.
  • the display system (10) includes a display unit (110) that displays an image, and a projection unit (120) that projects the virtual image (310) corresponding to the image onto the target space (400). And a control unit (130) for controlling the display unit (110).
  • the control unit (130) is configured to change the display method of the image according to a parameter determined by the display position (P310) and the target position (P410).
  • the parameter is given by
  • the display system (10) of the ninth aspect can be realized by a combination with the eighth aspect.
  • the control unit (130) is configured to change the display method of the image based on stereoscopic sensitivity when the parameter is equal to or greater than a threshold value. According to the 9th aspect, the discomfort which the person who sees from a viewpoint position (P200) has in a virtual image (310) can be reduced more.
  • the display system (10) of the tenth aspect can be realized by a combination with the ninth aspect.
  • the control unit (130) is configured not to change the display method of the image when the parameter is equal to or less than the threshold value. According to the tenth aspect, it is possible to further reduce the uncomfortable feeling that the person viewing from the viewpoint position (P200) has in the virtual image (310).
  • the display system (10) of the eleventh aspect can be realized by a combination with the ninth or tenth aspect.
  • the threshold value is a first threshold value.
  • the controller (130) is based on stereoscopic sensitivity when the parameter exceeds the first threshold but is equal to or less than a second threshold that is greater than the first threshold and when the parameter exceeds the second threshold.
  • the display method is configured to be different. According to the eleventh aspect, it is possible to further reduce the uncomfortable feeling that the person viewing from the viewpoint position (P200) has in the virtual image (310).
  • the display system (10) of the twelfth aspect can be realized by a combination with the eleventh aspect.
  • the control unit (130) when the parameter exceeds the first threshold value but is equal to or less than the second threshold value, a person viewing the target space (400) from the viewpoint position (P200),
  • the display method is changed based on the stereoscopic sensitivity so that the possibility that the virtual image (310) and the vicinity thereof have a sense of incongruity is reduced.
  • the display system (10) of the thirteenth aspect can be realized by a combination with the eleventh or twelfth aspect.
  • the control unit (130) when the parameter exceeds the second threshold, indicates that the person viewing the target space (400) from the viewpoint position (P200) has the virtual image (310) It is configured to change the display method based on the stereoscopic sensitivity so that the possibility of having the target position (P410) is high. According to the thirteenth aspect, it is possible to further reduce the sense of discomfort that the person viewing from the viewpoint position (P200) has in the virtual image (310).
  • the movable body (100) of the fourteenth aspect includes a movable body main body (100a), the display system (10) of any one of the first to thirteenth aspects mounted on the movable body main body (100a), Is provided. According to the fourteenth aspect, it is possible to reduce the size while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to the position (target position P410) where the virtual image (310) is overlapped, and the virtual image (310). The distortion of (310) can be reduced.
  • the design method of the fifteenth aspect is a design method of the display system (10) that displays a virtual image (310) superimposed on the target position (P410) in the target space (400), and includes a first step and a second step.
  • the first step is a step of determining a display distance that is a distance from a viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to a display position (P310) of the virtual image (310).
  • the second step is a step of determining a maximum value of a target distance that is a distance from the viewpoint position (P200) to the target position (P410).
  • the virtual image (310) can be reduced in size while maintaining the distance (maximum value L2max) from the viewpoint position (P200) of the virtual image (310) to the position (target position P410) where the virtual image (310) is superimposed.
  • the distortion of (310) can be reduced.

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Abstract

課題は、虚像の視点位置から虚像を重ねる位置までの距離を維持しながら小型化が図れ、しかも虚像の歪みを低減できる表示システム、移動体、及び、設計方法を提供することである。表示システム（１０）は、対象空間（４００）中の対象位置（Ｐ４１０）に虚像（３１０）があるように表示する。虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から虚像（３１０）の表示位置（Ｐ３１０）までの距離である表示距離をＬ１［ｍ］とする。視点位置（Ｐ２００）から対象位置（Ｐ４１０）までの距離である対象距離の最大値をＬ２ｍａｘ［ｍ］とする。｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０より大きく０．０６以下である。

Description

表示システム、移動体、及び、設計方法
　本開示は、一般に表示システム、移動体、及び、設計方法に関し、特に対象空間に虚像を投影する表示システム、移動体、及び、表示システムの設計方法に関する。
　特許文献１は、車両のフロントガラスに映像光を投影することにより、運転者の目に対してフロントガラスの前方に虚像を投影するヘッドアップディスプレイ装置を開示する。ヘッドアップディスプレイ装置は、表示素子と、可動ミラーと、可動部と、第１のミラーと、第２のミラーと、を備える。可動ミラーは、表示素子が射出した表示光を第１のミラーに向けて反射する。第１のミラーは、可動ミラーが反射した表示光を第２のミラーに向けて反射する。第２のミラーは、第１のミラーが反射した表示光を反射、および、集光させ、フロントガラスに向けて射出させる。
　特許文献１では、可動ミラーを第１のミラーに近い第１位置から第１のミラーから遠い第２位置に移動させることで、虚像をより遠くに表示することが可能である。つまり、虚像の視点位置から虚像を重ねる位置までの距離を長くしようとした場合には、虚像の投影に用いるミラー等を含む光学系が大型化してしまう。
国際公開第２０１７／１６３２９２号
　本開示の課題は、虚像の視点位置から虚像を重ねる位置までの距離を維持しながら小型化が図れ、しかも虚像の歪みを低減できる表示システム、移動体、及び、設計方法を提供することである。
　本開示の一態様の表示システムは、対象空間中の対象位置に虚像を重ねて表示する表示システムである。前記虚像の視点位置から前記虚像の表示位置までの距離である表示距離をＬ１［ｍ］とする。前記視点位置から前記対象位置までの距離である対象距離の最大値をＬ２ｍａｘ［ｍ］とする。｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０より大きく０．０６以下である。
　本開示の一態様の移動体は、移動体本体と、前記移動体本体に搭載される上記態様の表示システムと、を備える。
　本開示の一態様の設計方法は、対象空間中の対象位置に虚像を重ねて表示する表示システムの設計方法であって、第１ステップと、第２ステップと、を含む。前記第１ステップは、前記虚像の視点位置から前記虚像の表示位置までの距離である表示距離を決定するステップである。前記第２ステップは、前記視点位置から前記対象位置までの距離である対象距離の最大値を決定するステップである。前記表示距離をＬ１［ｍ］とする。前記最大値をＬ２ｍａｘ［ｍ］とする。｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０より大きく０．０６以下である。
図１は、一実施形態の表示システムの概念図である。 図２は、上記表示システムを備える移動体（自動車）の概念図である。 図３は、上記表示システムを用いた場合のユーザの視野を示す概念図である。 図４は、上記表示システムの説明図である。 図５は、虚像の表示の評価結果を示すグラフである。
　１．実施形態
　１．１　概要
　図１は、表示システム１０を示す。表示システム１０は、対象空間４００中の対象位置Ｐ４１０に虚像３１０を重ねて表示する。虚像３１０の視点位置Ｐ２００から虚像３１０の表示位置Ｐ３１０までの距離である表示距離をＬ１［ｍ］とする。視点位置Ｐ２００から対象位置Ｐ４１０までの距離である対象距離の最大値をＬ２ｍａｘ［ｍ］とする。｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０より大きく０．０６以下である。
　表示システム１０では、表示距離Ｌ１と対象距離の最大値Ｌ２ｍａｘとが、０＜｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜≦０．０６の関係を満たす。そのため、虚像３１０の表示位置Ｐ３１０を対象位置Ｐ４１０よりも視点位置Ｐ２００に近付けても、視点位置Ｐ２００から対象空間４００を見る人が、虚像３１０が対象位置Ｐ４１０にあるとの認識を持ちやすい。よって、対象距離の最大値を延ばすために、虚像３１０の表示距離Ｌ１を延ばさなくて済む。そのため、虚像３１０の表示距離Ｌ１を延ばすための、虚像３１０の表示のための光学部材（本実施形態では、第１光学部材１２１及び第２光学部材１２２）等の大型化を抑制できる。このような光学部材等の大型化は、虚像３１０の歪みの原因にもなる。よって、本実施形態によれば、虚像３１０の視点位置Ｐ２００から虚像３１０を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながら小型化が図れ、しかも虚像３１０の歪みを低減できる。
　１．２　構成
　図１及び図２は、移動体としての自動車１００を示す。自動車１００は、移動体本体としての車体１００ａと、車体１００ａに搭載される表示システム１０とを備えている。表示システム１０は、自動車１００において、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）として用いられる。特に、表示システム１０は、拡張現実（Augmented Reality：ＡＲ）ＨＵＤである。したがって、表示システム１０は、拡張現実（ＡＲ）技術を利用して、ユーザ２００の視界の前方の風景に虚像３１０を重ねて表示する。
　表示システム１０は、自動車１００の車体（移動体本体）１００ａのウインドシールド１０１に下方から画像を投影するように、自動車１００の車室内に設置されている。図２の例では、ウインドシールド１０１の下方のダッシュボード１０２内に、表示システム１０が配置されている。表示システム１０からウインドシールド１０１に画像が投影されると、反射部材としてのウインドシールド１０１で反射された画像がユーザ２００（運転者）に視認される。
　表示システム１０によれば、ユーザ２００は、自動車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３１０を、ウインドシールド１０１越しに視認する。ここでいう「虚像」は、表示システム１０から出射される光がウインドシールド１０１等の反射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、自動車１００を運転しているユーザ２００は、図３に示すように、自動車１００の前方に広がる実空間に重ねて、表示システム１０にて投影される虚像３１０を見ることができる。したがって、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３１０として表示し、ユーザ２００に視認させることができる。図３では、虚像３１０は、ナビゲーション情報であり、一例として、左折を示す矢印を表示している。これにより、ユーザ２００は、ウインドシールド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。
　表示システム１０では、対象空間４００に形成される虚像３１０は、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。本実施形態では、光軸５００は、自動車１００の前方の対象空間４００において、自動車１００の前方の路面６００に沿っている。そして、虚像３１０が形成される仮想面５０１は、光軸５００に対して傾いている。光軸５００に対する仮想面５０１の傾きの角度は、特に限定されない。また、仮想面５０１は、光軸５００に対して傾いている必要はなく垂直であってもよい。
　以下、表示システム１０について更に詳細に説明する。表示システム１０は、図２に示すように、表示部１１０と、投影部１２０と、制御部１３０と、を備える。
　表示部１１０は、対象空間４００に虚像３１０として投影される画像を表示するために用いられる。表示部１１０は、対象空間４００に虚像３１０として投影される画像を表示する表示面を有する。つまり、表示部１１０の表示面に表示される画像は、虚像３１０のもとになる画像であり、以下、必要に応じて、基礎画像という。本実施形態では、表示面は、表示部１１０の一面における長方形の領域である。本実施形態では、表示部１１０は、液晶ディスプレイである。
　投影部１２０は、対象空間４００に基礎画像（表示部１１０の表示面に表示される画像）に対応する虚像３１０を投影するために用いられる。投影部１２０は、図２に示すように、第１光学部材１２１と、第２光学部材１２２と、を備える。言い換えれば、投影部１２０は、第１光学部材１２１と第２光学部材１２２とからなる光学系である。第１光学部材１２１は、表示部１１０からの光（表示面に表示される画像を構成する光）を第２光学部材１２２に向けて反射する。第２光学部材１２２は、第１光学部材１２１からの光を、ウインドシールド１０１（図２参照）に向けて反射する。すなわち、投影部１２０は、表示部１１０の表示面に形成される画像を、ウインドシールド１０１に投影することで、対象空間４００に虚像３１０を投影する。
　表示システム１０において、虚像３１０の視点位置Ｐ２００から虚像３１０の表示位置Ｐ３１０までの距離である表示距離Ｌ１［ｍ］は、投影部１２０の設計によって定まる。視点位置Ｐ２００は、虚像３１０が視認できる範囲（いわゆるアイボックス）の中心の位置である。なお、本実施形態では、投影部１２０の第１光学部材１２１及び第２光学部材１２２の位置は固定である。つまり、投影部１２０は、表示距離Ｌ１を調節する機能を有しておらず、表示距離Ｌ１は、固定値である。また、表示システム１０において、虚像３１０の表示可能範囲３００（図４参照）は、表示部１１０の表示面の大きさと投影部１２０の第１光学部材１２１及び第２光学部材１２２の設計によって決まる。本実施形態では、表示距離Ｌ１を対象距離Ｌ２の最大値Ｌ２ｍａｘに設定しなくて済む。よって、表示距離Ｌ１を対象距離Ｌ２の最大値Ｌ２ｍａｘに設定する場合に比べれば、虚像３１０の表示のための光学系（投影部１２０）の小型化が図れる。更に、虚像３１０は視点位置Ｐ２００に近いほど歪みが低減される。よって、光学系に起因する、虚像３１０の歪みを低減できる。
　制御部１３０は、表示システム１０の動作を制御する電気回路である。制御部１３０は、特に、表示部１１０を制御するように構成される。制御部１３０は、表示部１１０に画像信号を与えて、表示部１１０の表示面に画像を形成する。制御部１３０は、例えば、１以上のプロセッサ（マイクロプロセッサ）と１以上のメモリとにより実現され得る。つまり、１以上のプロセッサが１以上のメモリに記憶された１以上のプログラムを実行することで、制御部１３０として機能する。１以上のプログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
　制御部１３０は、表示部１１０を制御して、対象空間４００中の対象位置Ｐ４１０に虚像３１０を重ねて表示する処理（虚像表示処理）を行う機能を有する。対象空間４００中の対象位置Ｐ４１０に虚像３１０を重ねて表示するとは、対象位置Ｐ４１０に虚像３１０が存在するように見せることである。つまり、制御部１３０は、虚像表示処理を実行することで、表示位置Ｐ３１０にある虚像３１０をあたかも実空間において対象位置Ｐ４１０に存在するように見せる。例えば、視点位置Ｐ２００から対象空間４００を見るユーザ２００に、表示位置Ｐ３１０にある虚像３１０を、対象位置Ｐ４１０に存在する対象物４１０であるかのように見せる（図３及び図４参照）。
　制御部１３０は、外部装置から、虚像３１０の表示指示が与えられた場合に、虚像表示処理を開始する。表示指示は、虚像３１０の場所と種類とを含む。虚像３１０の場所は、対象位置Ｐ４１０に関する情報を含み得る。対象位置Ｐ４１０に関する情報は、対象空間４００における対象位置Ｐ４１０の三次元の位置に関する情報を含み得る。虚像３１０の種類は、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である。なお、外部装置の例としては、自動車１００のエンジンコントロールユニット及びナビゲーションシステムが挙げられる。
　表示システム１０では、虚像３１０の視点位置Ｐ２００から対象位置Ｐ４１０までの距離である対象距離Ｌ２［ｍ］の最大値Ｌ２ｍａｘ［ｍ］が設定されている（図１及び図４参照）。言い換えれば、対象距離Ｌ２の最大値Ｌ２ｍａｘは、視点位置Ｐ２００から最も遠い対象位置Ｐ４００と視点位置Ｐ２００との間の距離である。本実施形態において、制御部１３０は、対象距離Ｌ２が最大値Ｌ２ｍａｘを超える対象位置Ｐ４１０には、虚像３１０を重ねて表示しない。
　対象距離Ｌ２の最大値Ｌ２ｍａｘは、虚像の表示の評価の結果に基づいて決定されている。虚像の表示の評価は、虚像３１０の表示位置Ｐ３１０を対象位置Ｐ４１０よりも視点位置Ｐ２００に近付けた場合に視点位置Ｐ２００から虚像３１０及びその近傍を見て違和感を持った人数、及び、虚像３１０の距離認識を誤った人数により行った。
　図５は、虚像の表示の評価の結果の一部を示す。図５において、縦軸は、人数であり、横軸は、表示距離Ｌ１と対象距離Ｌ２とで定まるパラメータＤを示す。パラメータＤは、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２｜で与えられる。Ｌ１及びＬ２の単位は［ｍ］である。よって、パラメータＤの単位は［１／ｍ］である。以下、このパラメータを、「ディオプタ」と呼ぶ。図５において、グラフＧ１１は、対象位置Ｐ２１０に虚像３１０を重ねて表示した際に、視点位置Ｐ２００から虚像３１０及びその近傍を見て違和感を持った人数を示す。グラフＧ１２は、対象位置Ｐ２１０に虚像３１０を重ねて表示した際に、視点位置Ｐ２００から虚像３１０及びその近傍を見て虚像３１０の距離認識を誤った人数を示す。
　虚像の表示の評価の結果から、ディオプタＤが０．０６以下であれば、虚像３１０の表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０とに差があっても、視点位置Ｐ２００から対象空間４００を見る人の半数以上が、虚像３１０が対象位置Ｐ４１０にあるとの認識を持つことが確認された。更に、ディオプタＤが０．０３以下であれば、虚像３１０の表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０との差があっても、視点位置Ｐ２００から対象空間４００を見る人のほとんどが、虚像３１０が対象位置Ｐ４１０にあるとの認識を持つ。更に、ディオプタＤが０．０２以下であれば、虚像３１０の表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０との差があっても、視点位置Ｐ２００から対象空間４００を見る人の半数以上が、虚像３１０及びその近傍を違和感なく視認できる。更に、ディオプタＤが０．０１５以下であれば、虚像３１０の表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０との差があっても、視点位置Ｐ２００から対象空間４００を見る人のほとんどが、虚像３１０及びその近傍を違和感なく視認できる。更に、ディオプタＤが０．０１以下であれば、虚像３１０の表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０との差があっても、視点位置Ｐ２００から対象空間４００を見るほぼすべての人が、虚像３１０及びその近傍を違和感なく視認できる。
　本実施形態では、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜が０より大きく０．０６以下であるように、表示距離Ｌ１と対象距離Ｌ２の最大値Ｌ２ｍａｘが決定されている。一例として、表示距離Ｌ１は１５［ｍ］であり、最大値Ｌ２ｍａｘは１００［ｍ］である。
　制御部１３０は、虚像表示処理において、対象空間４００中の対象位置Ｐ４１０に虚像３１０が重なって見えるように、基礎画像を表示部１１０の表示面に表示させる。制御部１３０は、表示指示に含まれる虚像３１０の種類に応じて、基礎画像を決定する。また、制御部１３０は、表示指示に含まれる虚像３１０の場所（対象位置Ｐ４１０に関する情報）に応じて、表示部１１０の表示面における基礎画像の基準位置を決定する。
　更に、制御部１３０は、虚像３１０の表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０とに基づいて、基礎画像を遠近法に基づいて変化させる。例えば、図４の例では、制御部１３０は、対象位置Ｐ４１０に実際に対象物４１０があるように見せるために、虚像３１０の見え方を調節する。この場合、制御部１３０は、表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０とから、対象位置Ｐ４１０の俯角、対象位置Ｐ４１０の奥行、及び、表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０との位置関係とを求める。対象位置Ｐ４１０の俯角は、ユーザ２００が対象位置Ｐ４１０を見る角度に対応する。対象位置Ｐ４１０の奥行は、対象位置Ｐ４１０において虚像３１０を重ねる範囲に対応する。表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０との位置関係は、例えば、表示距離Ｌ１と対象距離Ｌ２との差や、虚像３１０により見せようとする対象物４１０と対象物４１０と視点位置Ｐ２００との間の物体の位置関係とを含み得る。制御部１３０は、俯角、奥行、及び位置関係に基づき、基礎画像の形状と大きさとの少なくとも一方を調整する。例えば、制御部１３０は、俯角と奥行に応じて、基礎画像のパース（傾き度合い・伸長度合い）を調整する。また、制御部１３０は、奥行に応じて、基礎画像の奥行方向の寸法を調整する。また、制御部１３０は、表示距離Ｌ１と対象距離Ｌ２との位置関係に応じて、基礎画像の拡大又は縮小を行う。また、制御部１３０は、対象物４１０の一部が視点位置Ｐ２００から隠れて見える場合、基礎画像を一部が欠けた形状とする。
　更に、制御部１３０は、表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０とで決まるパラメータＤに応じて、画像（基礎画像）の表示方法を変更するように構成される。パラメータＤは、上述したディオプタであって、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２｜で与えられる。本実施形態において、制御部１３０は、ディオプタＤが閾値以下であれば、基礎画像の表示方法を変更しない。一方、制御部１３０は、ディオプタＤが閾値を超えていれば、基礎画像の表示方法を変更する。閾値は、本実施形態では、０．０３である。なお、閾値は、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜未満である。
　表示方法の変更は、立体視感度に基づいて行われる。立体視感度は、観測者から離れた２つの対象物の前後関係が判別できるかどうかの指標である（参考：James E. Cutting, “Perception of Space and Motion”,Academic Press, 1995）。立体視感度に影響を及ぼす情報源には、「相対的な密度」、「相対的な大きさ」、「遮蔽」、「水晶体の焦点調節」、「輻輳」、「両眼視差」、「運動視差」、「視界における高さ」、及び「空気遠近」がある。「遮蔽」は２つの対象物の一方が他方に隠れていることである。ここで、「相対的な密度」、「相対的な大きさ」、及び「遮蔽」に対応する立体視感度は、観測者から離れた２つの対象物の平均距離に関係なく、一定であり、「相対的な密度」、「相対的な大きさ」、及び「遮蔽」の順に、立体視感度が良い。「水晶体の焦点調節」及び「輻輳」に対する立体視感度は、前記平均距離が約０～１０ｍの範囲で有効であり、前記平均距離の増加に伴い減少する。「両眼視差」及び「運動視差」に対する立体視感度は、前記平均距離が約０～１０００ｍの範囲で有効である。「両眼視差」に対する立体視感度は、前記平均距離の増加に伴い減少するが、「運動視差」に対する立体視感度は、前記平均距離の増加に伴い一旦増加した後に減少し、約１～２ｍの範囲にピークがある。「視界における高さ」に対する立体視感度は、前記平均距離が約２～５０００ｍの範囲で有効であり、前記平均距離の増加に伴い減少する。「空気遠近」に対する立体視感度は、前記平均距離が約５０～５０００ｍの範囲で有効であり、前記平均距離の増加に伴い一旦増加した後に減少し、約５０００ｍに近い領域にピークがある。このような立体視感度に基づく表示方法の変更の例としては、基礎画像の輝度、解像度、コントラスト、彩度、及びテクスチャ密度の変更が挙げられる。更に、表示方法の変更の例としては、基礎画像の俯角の強調、基礎画像のパースの強調、及び、基礎画像の大きさの変化の強調が挙げられる。このように、ディオプタＤに応じて基礎画像の表示方法を変更することで、視点位置Ｐ２００から見る人が虚像３１０に持つ違和感をより低減できる。特に、基礎画像の表示方法の変更を立体視感度に基づいて行うことによって、視点位置Ｐ２００から見る人が虚像３１０に持つ違和感をより低減できる。具体的な表示方法の変更の方法は、例えば、視点位置Ｐ２００から見て表示位置Ｐ３１０が対象位置Ｐ４１０よりも遠い場合には、基礎画像の輝度、解像度、コントラスト、彩度を上げること、テクスチャ密度を下げ、基礎画像の俯角を下げ、基礎画像を大きく強調することが効果的である。逆に、視点位置Ｐ２００から見て表示位置Ｐ３１０が対象位置Ｐ４１０よりも近い場合には、基礎画像の輝度、解像度、コントラスト、彩度を下げること、テクスチャ密度を上げ、基礎画像の俯角を上げ、基礎画像を小さく強調することが効果的である。また、表示位置Ｐ３１０が遠い領域（すなわち、ユーザ２００の視野の上側部分）にある場合、基礎画像に平行線を透視図法で描画し、平行線の収束の度合いを基礎画像における遠方領域で変えることが効果的である。平行線は、一例としては、基礎画像の水平方向又は垂直方向に並ぶ線である。遠方領域は、基礎画像においてユーザ２００の視野の上側部分に対応する領域である。具体的には、視点位置Ｐ２００から見て表示位置Ｐ３１０が対象位置Ｐ４１０よりも近い場合、遠方領域において平行線の収束の度合を収束の基準値より大きくするとよい。逆に、視点位置Ｐ２００から見て表示位置Ｐ３１０が対象位置Ｐ４１０よりも遠い場合には、遠方領域において平行線の収束の度合いを収束の基準値より小さくするとよい。収束の基準値は、一例としては、視点位置Ｐ２００から見て表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０が同じ位置にある際の平行線の収束の度合いである。一方、表示位置Ｐ３１０が近い領域（すなわち、ユーザ２００の視野の下側部分）にある場合、基礎画像に平行線を透視図法で描画し、平行線の発散の度合いを基礎画像における近方領域で変えることが効果的である。近方領域は、基礎画像においてユーザ２００の視野の下側部分に対応する領域である。具体的には、視点位置Ｐ２００から見て表示位置Ｐ３１０が対象位置Ｐ４１０よりも近い場合、近方領域において平行線の発散の度合を発散の基準値よりも小さくするとよい。逆に、視点位置Ｐ２００から見て表示位置Ｐ３１０が対象位置Ｐ４１０よりも遠い場合には、近方領域において平行線の発散の度合いを発散の基準値よりも大きくするとよい。発散の基準値は、一例としては、視点位置Ｐ２００から見て表示位置Ｐ３１０と対象位置Ｐ４１０が同じ位置にある際の平行線の発散の度合いである。これらの表示方法の変更或いは強調は、より立体視感度の高い情報源に関連した表示方法を優先的に用いるのがよい。また、それぞれの表示方法に関連した情報源の感度の高さに応じて段階的に表示方法を変更するのがよい。
　１．３　設計方法
　本実施形態の表示システム１０によれば、虚像３１０の視点位置Ｐ２００から虚像３１０を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながら小型化が図れ、しかも虚像３１０の歪みを低減できる。そして、表示システム１０は、下記の設計方法を含む製造方法により製造され得る。言い換えれば、表示システム１０は、下記の設計方法により設計されている。この設計方法は、対象空間４００中の対象位置Ｐ４１０に虚像３１０を重ねて表示する表示システム１０の設計方法であって、第１ステップと第２ステップとを含む。第１ステップは、虚像３１０の視点位置Ｐ２００から虚像３１０の表示位置Ｐ３１０までの距離である表示距離を決定するステップである。第２ステップは、視点位置Ｐ２００から対象位置Ｐ４１０までの距離である対象距離の最大値を決定するステップである。ここで、表示距離をＬ１［ｍ］、対象距離の最大値をＬ２ｍａｘ［ｍ］とすると、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０より大きく０．０６以下である。この設計方法によれば、虚像３１０の視点位置Ｐ２００から虚像３１０を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながら小型化が図れ、しかも虚像３１０の歪みを低減できる表示システム１０の設計が可能である。なお、上記設計方法において、第１ステップと第２ステップとの順番は、特に限定されない。つまり、最大値Ｌ２ｍａｘを先に決めてから表示距離Ｌ１を決めてもよいし、その逆でもよい。
　２．変形例
　本開示の実施形態は、上記実施形態に限定されない。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。以下に、上記実施形態の変形例を列挙する。
　上記実施形態では、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０より大きく０．０６以下であるが、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜の上限値は０より大きく０．０６未満であってよい。例えば、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０３以下であってもよい。この場合、表示距離Ｌ１は２５［ｍ］であり、最大値Ｌ２ｍａｘは１００［ｍ］であってよい。また、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０２以下であってもよい。この場合、表示距離Ｌ１は３３［ｍ］であり、最大値Ｌ２ｍａｘは１００［ｍ］であってよい。また、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０１５以下であってもよい。この場合、表示距離Ｌ１は４０［ｍ］であり、最大値Ｌ２ｍａｘは１００［ｍ］であってよい。また、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０１以下であってもよい。この場合、表示距離Ｌ１は５０［ｍ］であり、最大値Ｌ２ｍａｘは１００［ｍ］であってよい。
　上記実施形態では、表示位置Ｐ３１０が対象位置Ｐ４１０よりも視点位置Ｐ２００に近い場合を例示している。しかしながら、表示位置Ｐ３１０よりも対象位置Ｐ４１０が視点位置Ｐ２００に近い場合であっても上記実施形態と同様の効果が得られ得る。
　上記実施形態では、閾値は、０．０３であったが、閾値は、０より大きく｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜未満であってよい。例えば、閾値は、０．０２であってよい。また、閾値は、０．０１５であってよい。更に、閾値は、０．０１であってもよい。また、２以上の閾値があってもよい。｜１／Ｌ１－１／Ｌ２｜がどの閾値を超えているかに基づいて表示方法を変更してよい。例えば、閾値は、０．０１、０．０２、０．０３の３つであってよい。また、閾値は、第１閾値（例えば、０．０１）と、第１閾値より大きい第２閾値（例えば、０．０３）との２つであってもよい。制御部１３０は、パラメータ（｜１／Ｌ１－１／Ｌ２｜）が第１閾値（０．０１）以下である間は、立体視感度に基づく表示方法の変更をしなくてもよい。また、制御部１３０は、パラメータ（｜１／Ｌ１－１／Ｌ２｜）が第１閾値を超えるが第２閾値以下の場合と、パラメータが第２閾値を超える場合とで、立体視感度に基づく表示方法を異ならせてよい。より詳細には、制御部１３０は、パラメータ（｜１／Ｌ１－１／Ｌ２｜）が第１閾値（０．０１）を超えると、視点位置Ｐ２００から対象空間４００を見る人が、虚像３１０及びその近傍に違和感を持つ可能性が低くなるように、立体視感度に基づく表示方法の変更をしてよい。更に、制御部１３０は、パラメータ（｜１／Ｌ１－１／Ｌ２｜）が第２閾値（０．０３）を超えると、視点位置Ｐ２００から対象空間４００を見る人が、虚像３１０が対象位置Ｐ４１０にあるとの認識を持つ可能性が高くなるように、立体視感度に基づく表示方法の変更をしてよい。
　制御部１３０は、必ずしも、基礎画像の表示方法の変更を行う必要はない。例えば、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜が０．０１５以下であるような場合には、立体視感度に基づく表示方法の変更をしなくても、問題がないことが多い。
　上記実施形態では、制御部１３０は、基礎画像の形状と大きさとの少なくとも一方を、対象位置Ｐ４１０に関する情報から得られる対象距離Ｌ２に応じて調整する。しかしながら、この構成は必須ではない。
　表示部１１０は、液晶ディスプレイに限定されない。例えば、表示部１１０は、液晶ディスプレイ以外の画像表示装置、例えば、有機ＥＬディスプレイであってもよい。また、表示部１１０は、画像表示装置そのものでなくてもよい。例えば、表示部１１０は、プロジェクタと、プロジェクタの画像を写すスクリーンとを備えるシステムであってもよいし、レーザ走査装置と、レーザ走査装置のレーザの走査による画像を写すためのスクリーンとを備えるシステムであってもよい。また、表示部１１０は、スクリーンそのものであってもよいし、画像表示装置からの画像を写す平面鏡であってもよい。つまり、表示部１１０は、中間画像を表示してもよい。
　投影部１２０は、表示距離Ｌ１を調節する機能を有していてもよい。つまり、投影部１２０は、仮想面５０１を光軸５００に沿って移動させる機能を有していてもよい。このような機能は、一例として、投影部１２０の第１光学部材１２１及び第２光学部材１２２の位置を可変とすることで実現可能であり、従来から様々な技術が提供されている（特許文献１参照）。また、投影部１２０に関し、第１光学部材１２１及び第２光学部材１２２の形状は、変更可能である。また、表示距離Ｌ１は、表示部１１０から視点位置Ｐ２００までの光路長を変えることによっても調整可能である。
　表示システム１０は、自動車１００の進行方向の前方に設定された対象空間４００に虚像３１０を投影する構成に限らず、例えば、自動車１００の進行方向の側方、後方、又は上方等に虚像３１０を投影してもよい。また、投影部１２０は、中間像を形成するためのリレー光学系を含んでいてもよいし、リレー光学系を含んでいなくてもよい。
　表示システム１０は、自動車１００に用いられるヘッドアップディスプレイに限らず、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。さらに、表示システム１０は、移動体に限らず、例えば、アミューズメント施設で用いられてもよい。
　３．態様
　上記実施形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の第１～第９の態様を含む。以下では、実施形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。
　第１の態様の表示システム（１０）は、対象空間（４００）中の対象位置（Ｐ４１０）に虚像（３１０）を重ねて表示する表示システムである。前記虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から前記虚像（３１０）の表示位置（Ｐ３１０）までの距離である表示距離をＬ１［ｍ］とする。前記視点位置（Ｐ２００）から前記対象位置（Ｐ４１０）までの距離である対象距離の最大値をＬ２ｍａｘ［ｍ］とする。｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０より大きく０．０６以下である。第１の態様によれば、虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から虚像（３１０）を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながら小型化が図れ、しかも虚像（３１０）の歪みを低減できる。
　第２の態様の表示システム（１０）は、第１の態様との組み合わせにより実現され得る。第２の態様では、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０３以下である。第２の態様によれば、虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から虚像（３１０）を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながらより小型化が図れ、しかも虚像（３１０）の歪みを低減できる。
　第３の態様の表示システム（１０）は、第１又は第２の態様との組み合わせにより実現され得る。第３の態様では、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０２以下である。第３の態様によれば、虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から虚像（３１０）を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながらより小型化が図れ、しかも虚像（３１０）の歪みを低減できる。
　第４の態様の表示システム（１０）は、第１～第３の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第４の態様では、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０１５以下である。第４の態様によれば、虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から虚像（３１０）を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながらより小型化が図れ、しかも虚像（３１０）の歪みを低減できる。
　第５の態様の表示システム（１０）は、第１～第４の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第５の態様では、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０１以下である。第５の態様によれば、虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から虚像（３１０）を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながらより小型化が図れ、しかも虚像（３１０）の歪みを低減できる。
　第６の態様の表示システム（１０）は、第１～第５の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第６の態様では、Ｌ２ｍａｘは、１００［ｍ］である。第６の態様によれば、虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から虚像（３１０）を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながら小型化が図れ、しかも虚像（３１０）の歪みを低減できる。
　第７の態様の表示システム（１０）は、第６の態様との組み合わせにより実現され得る。第７の態様では、Ｌ１は、２５～５０［ｍ］である。第７の態様によれば、虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から虚像（３１０）を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながら小型化が図れ、しかも虚像（３１０）の歪みを低減できる。
　第８の態様の表示システム（１０）は、第１～第７の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第８の態様では、前記表示システム（１０）は、画像を表示する表示部（１１０）と、前記対象空間（４００）に前記画像に対応する前記虚像（３１０）を投影する投影部（１２０）と、前記表示部（１１０）を制御する制御部（１３０）と、を備える。前記制御部（１３０）は、前記表示位置（Ｐ３１０）と前記対象位置（Ｐ４１０）とで決まるパラメータに応じて、前記画像の表示方法を変更するように構成される。前記パラメータは、前記対象距離をＬ２［ｍ］とした場合に、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２｜で与えられる。第８の態様によれば、視点位置（Ｐ２００）から見る人が虚像（３１０）に持つ違和感を低減できる。
　第９の態様の表示システム（１０）は、第８の態様との組み合わせにより実現され得る。第９の態様では、前記制御部（１３０）は、前記パラメータが閾値以上である場合、前記画像の表示方法を、立体視感度に基づいて変更するように構成される。第９の態様によれば、視点位置（Ｐ２００）から見る人が虚像（３１０）に持つ違和感をより低減できる。
　第１０の態様の表示システム（１０）は、第９の態様との組み合わせにより実現され得る。第１０の態様では、前記制御部（１３０）は、前記パラメータが前記閾値以下の場合、前記画像の表示方法を変更しないように構成される。第１０の態様によれば、視点位置（Ｐ２００）から見る人が虚像（３１０）に持つ違和感をより低減できる。
　第１１の態様の表示システム（１０）は、第９又は第１０の態様との組み合わせにより実現され得る。第１１の態様では、前記閾値は、第１閾値である。前記制御部（１３０）は、前記パラメータが前記第１閾値を超えるが前記第１閾値より大きい第２閾値以下の場合と、前記パラメータが前記第２閾値を超える場合とで、立体視感度に基づく表示方法を異ならせるように構成される。第１１の態様によれば、視点位置（Ｐ２００）から見る人が虚像（３１０）に持つ違和感をより低減できる。
　第１２の態様の表示システム（１０）は、第１１の態様との組み合わせにより実現され得る。第１２の態様では、前記制御部（１３０）は、前記パラメータが前記第１閾値を超えるが前記第２閾値以下の場合、前記視点位置（Ｐ２００）から前記対象空間（４００）を見る人が、前記虚像（３１０）及びその近傍に違和感を持つ可能性が低くなるように、立体視感度に基づく表示方法の変更をするように構成される。第１２の態様によれば、視点位置（Ｐ２００）から見る人が虚像（３１０）に持つ違和感をより低減できる。
　第１３の態様の表示システム（１０）は、第１１又は第１２の態様との組み合わせにより実現され得る。第１３の態様では、前記制御部（１３０）は、前記パラメータが前記第２閾値を超える場合、前記視点位置（Ｐ２００）から前記対象空間（４００）を見る人が、前記虚像（３１０）が前記対象位置（Ｐ４１０）にあるとの認識を持つ可能性が高くなるように、立体視感度に基づく表示方法の変更をするように構成される。第１３の態様によれば、視点位置（Ｐ２００）から見る人が虚像（３１０）に持つ違和感をより低減できる。
　第１４の態様の移動体（１００）は、移動体本体（１００ａ）と、前記移動体本体（１００ａ）に搭載される第１～第１３の態様のいずれか一つの表示システム（１０）と、を備える。第１４の態様によれば、虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から虚像（３１０）を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながら小型化が図れ、しかも虚像（３１０）の歪みを低減できる。
　第１５の態様の設計方法は、対象空間（４００）中の対象位置（Ｐ４１０）に虚像（３１０）を重ねて表示する表示システム（１０）の設計方法であって、第１ステップと第２ステップとを含む。前記第１ステップは、前記虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から前記虚像（３１０）の表示位置（Ｐ３１０）までの距離である表示距離を決定するステップである。前記第２ステップは、前記視点位置（Ｐ２００）から前記対象位置（Ｐ４１０）までの距離である対象距離の最大値を決定するステップである。前記表示距離をＬ１［ｍ］、前記最大値をＬ２ｍａｘ［ｍ］とすると、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０より大きく０．０６以下である。第１５の態様によれば、虚像（３１０）の視点位置（Ｐ２００）から虚像（３１０）を重ねる位置（対象位置Ｐ４１０）までの距離（最大値Ｌ２ｍａｘ）を維持しながら小型化が図れ、しかも虚像（３１０）の歪みを低減できる。
　　１０　表示システム
　　１１０　表示部
　　１２０　投影部
　　１３０　制御部
　　３１０　虚像
　　４００　対象空間
　　Ｐ２００　視点位置
　　Ｐ３１０　表示位置
　　Ｐ４１０　対象位置
　　Ｌ１　表示距離
　　Ｌ２　対象距離
　　Ｌ２ｍａｘ　最大値
　　１００　自動車（移動体）
　　１００ａ　車体（移動体本体）

Claims (15)

  1. 　対象空間中の対象位置に虚像を重ねて表示する表示システムであって、
    　前記虚像の視点位置から前記虚像の表示位置までの距離である表示距離をＬ１［ｍ］、前記視点位置から前記対象位置までの距離である対象距離の最大値をＬ２ｍａｘ［ｍ］とすると、
    　｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０より大きく０．０６以下である、
    　表示システム。
  2. 　｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０３以下である、
    　請求項１の表示システム。
  3. 　｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０２以下である、
    　請求項１又は２の表示システム。
  4. 　｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０１５以下である、
    　請求項１～３のいずれか一つの表示システム。
  5. 　｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０．０１以下である、
    　請求項１～４のいずれか一つの表示システム。
  6. 　Ｌ２ｍａｘは、１００［ｍ］である、
    　請求項１～５のいずれか一つの表示システム。
  7. 　Ｌ１は、２５～５０［ｍ］である、
    　請求項６の表示システム。
  8. 　画像を表示する表示部と、
    　前記対象空間に前記画像に対応する前記虚像を投影する投影部と、
    　前記表示部を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記表示位置と前記対象位置とで決まるパラメータに応じて、前記画像の表示方法を変更するように構成され、
    　前記パラメータは、前記対象距離をＬ２［ｍ］とした場合に、｜１／Ｌ１－１／Ｌ２｜で与えられる、
    　請求項１～７のいずれか一つの表示システム。
  9. 　前記制御部は、前記パラメータが閾値を超える場合、前記画像の表示方法を、立体視感度に基づいて変更するように構成される、
    　請求項８の表示システム。
  10. 　前記制御部は、前記パラメータが前記閾値以下の場合、前記画像の表示方法を変更しないように構成される、
    　請求項９の表示システム。
  11. 　前記閾値は、第１閾値であり、
    　前記制御部は、前記パラメータが前記第１閾値を超えるが前記第１閾値より大きい第２閾値以下の場合と、前記パラメータが前記第２閾値を超える場合とで、立体視感度に基づく表示方法を異ならせる、
    　請求項９又は１０の表示システム。
  12. 　前記制御部は、前記パラメータが前記第１閾値を超えるが前記第２閾値以下の場合、前記視点位置から前記対象空間を見る人が、前記虚像及びその近傍に違和感を持つ可能性が低くなるように、立体視感度に基づく表示方法の変更をするように構成される、
    　請求項１１の表示システム。
  13. 　前記制御部は、前記パラメータが前記第２閾値を超える場合、前記視点位置から前記対象空間を見る人が、前記虚像が前記対象位置にあるとの認識を持つ可能性が高くなるように、立体視感度に基づく表示方法の変更をするように構成される、
    　請求項１１又は１２の表示システム。
  14. 　移動体本体と、
    　前記移動体本体に搭載される請求項１～１３のいずれか一つの表示システムと、
    　を備える、
    　移動体。
  15. 　対象空間中の対象位置に虚像を重ねて表示する表示システムの設計方法であって、
    　前記虚像の視点位置から前記虚像の表示位置までの距離である表示距離を決定する第１ステップと、
    　前記視点位置から前記対象位置までの距離である対象距離の最大値を決定する第２ステップと、
    　を含み、
    　前記表示距離をＬ１［ｍ］、前記最大値をＬ２ｍａｘ［ｍ］とすると、
    　｜１／Ｌ１－１／Ｌ２ｍａｘ｜は、０より大きく０．０６以下である、
    　設計方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016215720A (ja) * 2015-05-15 2016-12-22 カルソニックカンセイ株式会社 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
WO2017010333A1 (ja) * 2015-07-10 2017-01-19 田山 修一 車輌用画像表示システム及び方法
WO2017163288A1 (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置、及び車両

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016215720A (ja) * 2015-05-15 2016-12-22 カルソニックカンセイ株式会社 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
WO2017010333A1 (ja) * 2015-07-10 2017-01-19 田山 修一 車輌用画像表示システム及び方法
WO2017163288A1 (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置、及び車両

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