WO2024247953A1 - プログラム、表示装置、ヘッドアップディスプレイ装置、車両、表示方法 - Google Patents

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WO2024247953A1
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double
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luminance
main
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PCT/JP2024/019366
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陽平 吹野
田中　通夫
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Nippon Seiki Co Ltd
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Nippon Seiki Co Ltd
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    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B27/01—Head-up displays
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    • G—PHYSICS
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    • G09G5/36—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the display of a graphic pattern, e.g. using an all-points-addressable [APA] memory
    • G09G5/37—Details of the operation on graphic patterns
    • G09G5/377—Details of the operation on graphic patterns for mixing or overlaying two or more graphic patterns

Definitions

  • This disclosure relates to a program, a display device, a head-up display device, a vehicle, and a display method.
  • Patent Document 1 discloses a technique for reducing double images in virtual images displayed by a head-up display device, in which the intermediate film of the laminated glass onto which the light from the head-up display device is projected is made wedge-shaped in cross section.
  • Patent Document 1 The configuration of Patent Document 1 above is not a simple technology for reducing double images, but rather there was a demand for a simpler method of suppressing the loss of visibility that accompanies double images.
  • This disclosure has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a program, a display device, a head-up display device, a vehicle, and a display method that can easily reduce the decrease in visibility that accompanies double images.
  • a program includes: A computer controls a display device that displays an image that is the basis of a virtual image that appears by projecting the display light onto a projection target member, A step of displaying the image by adding a shading portion to a main image portion consisting of a character, a figure or a symbol, the shadow portion is displayed as the virtual image between a main image corresponding to the main image portion and a double image appearing at a position shifted from the main image such that the luminance of the shadow portion decreases as the main image approaches the double image, The luminance of the shadow portion at a position closest to the double image is set to a value closer to the luminance of the double image than to the luminance of the main image.
  • a display device includes: A display unit is provided that displays an image that is the basis of a virtual image that appears by projecting the display light onto a projection target member, The display unit displays the image by adding a shading portion to a main image portion consisting of a character, a figure, or a symbol, the shadow portion is displayed as the virtual image between a main image corresponding to the main image portion and a double image appearing at a position shifted from the main image such that the luminance of the shadow portion decreases as the main image approaches the double image, The luminance of the shadow portion at a position closest to the double image is set to a value closer to the luminance of the double image than to the luminance of the main image.
  • a head-up display device includes: A storage unit that stores the program; A display device that emits the display light; A control unit controls the display device by executing the program.
  • a display method includes: A display method for displaying an image that is the basis of a virtual image that appears by projecting display light onto a projection target, comprising the steps of: A step of displaying the image by adding a shading portion to a main image portion consisting of a character, a figure, or a symbol, the shadow portion is displayed as the virtual image between a main image corresponding to the main image portion and a double image appearing at a position shifted from the main image such that the luminance of the shadow portion decreases as the main image approaches the double image, The luminance of the shadow portion at a position closest to the double image is set to a value closer to the luminance of the double image than to the luminance of the main image.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle equipped with a head-up display device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a schematic diagram of a head-up display device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • 4 is a flowchart of an image display process according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing display contents displayed on an image display surface.
  • FIG. 1 is a diagram showing a main image and a double image.
  • FIG. 2 is a diagram showing display content according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing a virtual image display content according to the first embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a graph showing a luminance ratio from a main image to a double image described in the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a graph showing a luminance ratio from a main image to a double image described in a modified example of the first embodiment of the present disclosure.
  • 13 is an explanatory diagram for increasing the lateral magnification of a display content according to a modified example of the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13A and 13B are diagrams illustrating virtual image display content having a gradation portion according to a modified example of the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram showing a virtual image display content according to a second embodiment of the present disclosure. The upper part is a diagram showing a virtual image display content according to the second embodiment of the present disclosure, and the lower part is a diagram showing a virtual image display content according to a comparative example.
  • the head-up display device 100 is installed in the dashboard of a vehicle 200.
  • the head-up display device 100 emits display light L representing an image toward a windshield 201, which is the front glass of the vehicle 200.
  • the display light L is reflected by the windshield 201 and reaches a viewer 1 (mainly the driver of the vehicle 200).
  • a virtual image V is displayed so as to be visible to the viewer 1.
  • the virtual image V includes virtual image display content C (see Fig. 7) indicating vehicle information.
  • the virtual image display content C is vehicle speed information consisting of numbers and Roman letters.
  • the windshield 201 is a transparent member with a substantially constant thickness, and is made of, for example, laminated glass.
  • the windshield 201 has a curvature in the height direction and the width direction of the vehicle. This curvature varies depending on the position of the windshield 201, and the windshield 201 is formed as a free-form surface.
  • the thickness and curvature of the windshield 201 vary depending on the vehicle model.
  • the windshield 201 comprises an outer glass 205, an intermediate film 206, and an inner glass 207.
  • the outer glass 205, the intermediate film 206, and the inner glass 207 are laminated.
  • the outer glass 205 is located on the outside of the vehicle cabin
  • the inner glass 207 is located on the inside of the vehicle cabin
  • the intermediate film 206 is made of a resin sheet and is located between the outer glass 205 and the inner glass 207.
  • the outer glass 205, the intermediate film 206, and the inner glass 207 each have a uniform thickness.
  • the head-up display device 100 includes a display device 10, a concave mirror 30, a housing 60, and a control unit 70.
  • the display device 10 emits display light L.
  • the display device 10 includes an illumination unit 12 that emits illumination light, and a display unit 13 that emits display light L upon receiving the illumination light.
  • the illumination unit 12 includes a plurality of light emitting diodes (LEDs) serving as light sources.
  • the display unit 13 has an image display surface 11 that displays an image A, and emits display light L corresponding to the image A from the image display surface 11.
  • the display unit 13 is a TFT (Thin Film Transistor) type liquid crystal display panel controlled by the control unit 70.
  • the display device 10 is not limited to a configuration including a liquid crystal display panel, but may be a configuration including an organic EL (Electro Luminescence) or a DMD (Digital Micro mirror Device), or may be a scanning display device that displays an image by scanning laser light from a light source onto a screen using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror.
  • a configuration including a liquid crystal display panel but may be a configuration including an organic EL (Electro Luminescence) or a DMD (Digital Micro mirror Device), or may be a scanning display device that displays an image by scanning laser light from a light source onto a screen using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the concave mirror 30 reflects the display light L from the display device 10 while magnifying it toward the windshield 201.
  • the housing 60 is made of non-translucent resin or metal and is a hollow, roughly rectangular parallelepiped. Each component of the head-up display device 100 is housed inside the housing 60. An opening 61 is formed in the housing 60 at a position facing the windshield 201.
  • the housing 60 has a curved, plate-like window portion 50 that covers the opening 61.
  • the window portion 50 is made of a translucent resin such as acrylic, through which the display light L passes.
  • the control unit 70 controls the display device 10.
  • the control unit 70 includes an image processing unit 71 consisting of a CPU (Central Processing Unit) and a GDC (Graphic Display Controller), and a storage unit 72 consisting of a ROM (Read Only Memory) or the like.
  • the storage unit 72 stores original image data and a program PG that defines the operation procedure of the control unit 70.
  • the image processing unit 71 generates an image A from the original image data stored in the storage unit 72 in accordance with the program PG, and displays the generated image A on the image display surface 11.
  • the image processing unit 71 includes, as functional blocks, a displacement acquisition unit 71a and a layer setting unit 71b.
  • the image generation process executed by the image processing unit 71 will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the deviation acquisition unit 71a acquires the deviation amount ⁇ D and deviation direction D between the main image Vm and the double image Vd (step S101).
  • the main image Vm and the double image Vd will be described.
  • FIG. 4 when a display content A3 showing vehicle information in text is displayed as the image A, a double image Vd appears as the virtual image display content C3 in addition to the main image Vm, as shown in FIG.
  • the main image Vm is an image that is displayed by reflecting the display light L on the surface of the windshield 201 (the surface on the inside of the vehicle).
  • the double image Vd is an image that is displayed by the display light L being reflected by the rear surface (surface facing the vehicle exterior) of the windshield 201.
  • the double image Vd has the same shape as the main image Vm, partially overlaps with the main image Vm, is shifted by a shift amount ⁇ D in the shift direction D from the main image Vm, and has lower brightness than the main image Vm.
  • the double image Vd is not included in the image A displayed on the image display surface 11, but appears as a virtual image V.
  • the display content A3 which is a part of the image A, appears as the main image Vm and its double image Vd, depending on whether the reflection surface of the windshield 201 of the display light L including the display content A3 is the front surface or the rear surface.
  • the double image Vd is located behind the main image Vm as viewed by the viewer 1.
  • the amount of deviation ⁇ D is represented by the distance between the main image Vm and the double image Vd when viewed by the viewer 1.
  • the amount of deviation ⁇ D is not limited to a distance, and may be represented by an angle, for example, the angle formed by a line segment from the viewpoint position to a predetermined position on the main image Vm and a line segment from the viewpoint position to a predetermined position on the double image Vd.
  • the deviation direction D is an upper right diagonal direction.
  • the deviation direction D varies depending on the curvature of the windshield 201 at the position where the display light L reaches.
  • the deviation direction D may be an upper left diagonal direction or an upward direction.
  • the amount of deviation ⁇ D and the direction of deviation D are obtained by an experiment or a simulation and are stored in advance in the storage unit 72.
  • the amount of deviation ⁇ D and the direction of deviation D between the main image Vm and the double image Vd when the virtual image V is viewed from the center position of the eye box are measured, and the measured amount of deviation ⁇ D and the direction of deviation D are stored in the storage unit 72.
  • 4 and 5 are shown for the purpose of explaining the main image Vm and the double image Vd, and in this embodiment, a display content having a layer is displayed. A specific description will be given below.
  • the layer setting unit 71b then processes the original image data so as to set multiple layers L1 to Ln between the main image Vm and the double image Vd based on the acquired shift amount ⁇ D and shift direction D (step S102).
  • the image processing unit 71 displays image A including display content A1 based on the processed original image data (step S103), and ends the image generation process.
  • the display content A1 includes a main image part Am and a plurality of layers L1 to Ln (n is an arbitrary natural number).
  • the main image portion Am is the same as the display content A3 described above (see FIG. 4).
  • Each of the layers L1 to Ln has the same shape as the main image portion Am, and is arranged at an interval K equal to the shift direction D.
  • the interval K is a distance obtained by dividing the distance ⁇ L on the image display surface 11 corresponding to the shift amount ⁇ D by the number of layers L1 to Ln.
  • the specific portion P1 e.g., a corner portion
  • the specific portion Pn of the layer Ln is farthest from the specific portion Pa of the main image portion Am.
  • the brightness of each layer L1 to Ln is set higher the closer it is to the main image part Am.
  • the brightness relationship is set as follows: brightness of layer L1 > brightness of layer L2... > brightness of layer Ln.
  • the brightness of each layer L1 to Ln is set uniformly on its own. The method for setting the brightness of each layer L1 to Ln will be described later.
  • layer L1 is generated by pasting a copy of the main image part Am at a distance K behind the main image part Am in the shift direction D and lowering the brightness below that of the main image part Am.
  • the area of layer L1 that does not overlap with the main image part Am becomes the area that is visually recognized as layer L1.
  • layer L2 is generated by pasting a copy of the main image part Am at a distance K behind layer L1 in the shift direction D and lowering the brightness below that of layer L1.
  • the area of layer L2 that does not overlap with layer L1 becomes the area that is visually recognized as layer L2. In this way, layers L1 to Ln are generated.
  • the layers L1 to Ln displayed in the image A are included in the virtual image display content C as layers M1 to Mn (n is any natural number).
  • the layers M1 to Mn are arranged at equal intervals between the main image Vm and the double image Vd.
  • the layers L1 to Ln of the image A are generated so that the layers M1 to Mn are arranged at equal intervals between the main image Vm and the double image Vd.
  • the layers M1 to Mn make it possible to display the main image Vm and the double image Vd in a connected manner, and the luminance difference between the main image Vm and the double image Vd becomes less noticeable. Therefore, it is possible to suppress a decrease in visibility of the virtual image display content C caused by the double image Vd.
  • the double image Vd is a double image of the main image Vm, but double images Vd1 to Vdn of layers M1 to Mn also appear.
  • the virtual image display content C includes layers M1 to Mn and their double images Vd1 to Vdn in addition to the main image Vm and its double image Vd.
  • the double image Vd1 is a double image of layer M1
  • the double image Vd2 is a double image of layer M2
  • the double image Vdn is a double image of layer Mn.
  • the double images Vd1 to Vdn are located behind the double image Vd and are arranged at equal intervals in the shift direction D, similar to the layers M1 to Mn. Note that this interval does not have to be equal.
  • the brightness of the main image Vm, layers M1-Mn, and double images Vd, Vd1-Vdn is set so that the brightness of the main image Vm is maximum and decreases as it moves away from the main image Vm in the shift direction D.
  • the brightness is set so that the line connecting the plots forms a linear function.
  • the brightness of the double images Vd, Vd1-Vdn is determined according to the brightness of the main image Vm and layers M1-Mn, and is, for example, approximately half the brightness of the main image Vm and layers M1-Mn.
  • a specific method for setting the luminance of the main image Vm and the layers M1 to Mn will be described below. This setting is performed by the designer. Ideally, as shown in the upper graph of Figure 8, it is preferable that the brightness of the main image Vm, layers M1 to Mn, and double images Vd, Vd1 to Vdn be set as a linear function in which the brightness decreases as the distance from the main image Vm in the shift direction D increases.
  • the luminance of the double images Vd, Vd1 to Vdn varies depending on the incident ray angle of the display light to the windshield 201.
  • the shape (curvature and thickness) of the windshield 201 which determines the incident ray angle, differs for each vehicle model.
  • the luminance of the double images Vd, Vd1 to Vdn differs for each vehicle model. Therefore, as shown in the graph in the middle part of FIG. 8, it was found by simulation that the gradient of the luminance change of the main image Vm and layers M1 to Mn (gradient of area Ar1) may differ from the gradient of the luminance change of the double images Vd, Vd1 to Vdn (gradient of area Ar2).
  • the absolute value of the gradient of the luminance change of the main image Vm and layers M1 to Mn is greater than the absolute value of the gradient of the luminance change of the double images Vd, Vd1 to Vdn. Therefore, as shown in the graph in the lower part of FIG.
  • optimization is performed to adjust the gradient of the luminance change of the main image Vm and layers M1 to Mn.
  • the circular plots are the plots before optimization, and the rectangular plots are the plots after optimization.
  • this optimization is achieved by reducing the absolute value of the gradient of the luminance of the main image Vm and layers M1 to Mn (reducing the rate of decrease in luminance).
  • optimization is performed so that the gradient of the luminance change of the main image Vm and layers M1 to Mn and the gradient of the luminance change of the double image Vd, Vd1 to Vdn are approximated. Therefore, it is possible to set the luminance change as a linear function.
  • the luminance of the main image Vm and layers M1 to Mn obtained by the above optimization is stored in the storage unit 72. This completes the brightness setting.
  • the program PG causes the control unit 70, which is an example of a computer that controls the display device 10 that displays the image A that is the basis of the virtual image V that appears by projecting the display light L on the windshield 201, which is an example of a projection target member, to execute step S103, which displays the image A by adding layers L1 to Ln, which are an example of a shadow portion, to a main image portion Am consisting of a character, figure, or symbol.
  • the layers M1 to Mn are displayed as the virtual image V between the main image Vm corresponding to the main image portion Am and the double image Vd that appears at a position shifted from the main image Vm, so that the luminance decreases as the layers approach the double image Vd from the main image Vm.
  • the luminance of the layers M1 to Mn at the position closest to the double image Vd (the luminance of the layer Mn) is set to a value closer to the luminance of the double image Vd than the luminance of the main image Vm.
  • the layers M1 to Mn are displayed between the main image Vm and the double image Vd, so that the decrease in visibility caused by the double image Vd can be easily suppressed.
  • the projected member is the windshield 201 mounted on the vehicle 200
  • double images are likely to occur due to the thickness of the windshield 201. For this reason, it is beneficial to suppress the decrease in visibility due to the double image Vd by the above configuration.
  • the layers M1 to Mn are spaced apart from each other between the main image Vm and the double image Vd, and have different luminance values.
  • the luminance values of the layers M1 to Mn are set to be smaller as they approach the double image Vd from the main image Vm. According to this configuration, the decrease in visibility caused by the double image Vd can be easily suppressed.
  • the change in luminance of the layers M1 to Mn is set as a linear function that decreases from the main image Vm to the double image Vd. According to this configuration, the decrease in visibility caused by the double image Vd can be suppressed.
  • the display device 10 includes a display unit 13 that displays an image A that is the basis of a virtual image V that appears by projecting the display light L onto a windshield 201 that is an example of a projection target member.
  • the display unit 13 displays the image A by adding layers L1 to Ln that are an example of a shadow portion to a main image portion Am that is made up of a character, a figure, or a symbol.
  • the layers M1 to Mn are displayed as the virtual image V between a main image Vm that corresponds to the main image portion Am and a double image Vd that appears at a position shifted from the main image Vm, with the luminance decreasing as the layers approach the double image Vd from the main image Vm.
  • the luminance of the layers M1 to Mn at the position closest to the double image Vd (the luminance of the layer Mn) is set to a value closer to the luminance of the double image Vd than the luminance of the main image Vm. According to this configuration, in the display device 10, the decrease in visibility caused by the double image Vd can be easily suppressed.
  • the head-up display device 100 includes a storage unit 72 that stores a program PG, a display device 10 that emits display light L, and a control unit 70 that controls the display device 10 by executing the program PG.
  • the windshield 201 is a transparent member having a substantially constant thickness, and reflects the display light L at a reflection angle toward the viewer 1.
  • This substantially constant thickness includes, for example, that the thickness of the windshield 201 is within an error range, for example, that the thickness error is within a few percent (for example, within ⁇ 1 to ⁇ 3%). According to this configuration, in the head-up display device 100, the decrease in visibility caused by the double image Vd can be easily suppressed. Furthermore, the windshield 201 need only have a substantially constant thickness.
  • a head-up display device 100 is mounted on a vehicle 200. According to this configuration, in the vehicle 200, the decrease in visibility caused by the double image Jd can be easily suppressed.
  • Second Embodiment A second embodiment of a program, a display device, a head-up display device, a vehicle, and a display method according to a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that multiple layers are omitted and the vertical and horizontal widths of the lines forming the numbers are set large so that no gap occurs between the main image and the double image.
  • the following description will focus on the differences from the first embodiment.
  • the virtual image display content C1 includes a number Nb indicating the vehicle speed and a unit Un of the vehicle speed.
  • the number Nb is an Arabic numeral having one to three digits.
  • the unit Un is "km/h" indicating the speed per hour and is located below the number Nb.
  • the unit Un is displayed in a smaller character size than the number Nb.
  • the virtual image display content C1 is displayed as a virtual image V by displaying the image A in step S103 described above.
  • the unit Un may be located to the right of the number Nb.
  • the number Nb as the virtual image V is composed of the main image Jm and its double image Jd.
  • the line width of the number Nb is set to be equal to or greater than the vertical shift amount ⁇ H.
  • the number Nb includes horizontal line portions HL that extend in the horizontal direction and vertical line portions VL that extend in the vertical direction.
  • the vertical width W1 of the horizontal line portions HL is set to be equal to or greater than the vertical shift amount ⁇ H.
  • the vertical shift amount ⁇ H is the vertical shift amount between the main image Jm and the double image Jd.
  • the horizontal width W2 of the vertical line portion VL is set to be equal to or greater than the horizontal shift amount ⁇ W ( ⁇ W ⁇ W2).
  • the horizontal shift amount ⁇ W is the amount of horizontal shift between the main image Jm and the double image Jd.
  • the horizontal shift amount ⁇ W is smaller than the vertical shift amount ⁇ H.
  • a unit Un as a virtual image V is composed of a main image Lm and its double image Ld.
  • the line width of the unit Un is smaller than the line width of the number Nb and is less than the vertical deviation amount ⁇ H. Therefore, a gap is formed between the main image Lm and the double image Ld in the vertical direction.
  • the luminance of the numbers Nb (main image Jm) is set higher than the luminance of the units Un (main image Lm), so that the gaps in the units Un are less noticeable. In this example, no gap is formed between the main image Lm and the double image Ld in the horizontal direction, but a gap may be formed.
  • the program PG causes the control unit 70, which is an example of a computer that controls the display device 10 that displays the image A that is the basis of the virtual image V that appears by projecting the display light L onto the windshield 201, to execute a step of displaying the virtual image display content C1 including a number Nb that is an example of a character indicating speed by displaying the image A.
  • the vertical width W1 of the line that forms the number Nb is set to be equal to or greater than the vertical shift amount ⁇ H.
  • the vertical shift amount ⁇ H is the vertical shift amount between the main image Jm in the virtual image display content C1 and the double image Jd that appears at a position shifted from the main image Jm.
  • the formation of a vertical gap between the main image Jm and the double image Jd is suppressed, and the decrease in visibility due to the double image Jd can be easily suppressed.
  • the vertical shift of the double image Jd is likely to occur in a vehicle 200 equipped with a windshield 201 having an intermediate film 206 of a constant thickness.
  • the virtual image display content C1 can be displayed in a decorative character style by the main image Jm and the double image Jd.
  • the projection member onto which the display light L is projected is the windshield 201 mounted on the vehicle 200, the double image Vd is likely to occur due to the thickness of the windshield 201. For this reason, it is beneficial to suppress the decrease in visibility due to the double image Vd by the above configuration.
  • the horizontal width W2 of the lines forming the number Nb is set to be equal to or larger than the horizontal shift amount ⁇ W.
  • the horizontal shift amount ⁇ W is the amount of horizontal shift between the main image Jm and the double image Jd. According to this configuration, the formation of a horizontal gap between the main image Jm and the double image Jd is suppressed, and the decrease in visibility due to the double image Jd can be easily suppressed.
  • the vehicle 200 is a vehicle with a small lateral radius of curvature of the windshield 201, i.e., a sharp curve, as is the case with light vehicles or compact cars, lateral misalignment between the main image and the double image is likely to occur.
  • the above-mentioned configuration is beneficial because it can suppress the decrease in visibility due to the misalignment of double images in the vehicle width direction.
  • the luminance of the unit of speed Un contained in image A is set to be smaller than the luminance of the number Nb. According to this configuration, the double image Ld of the unit Un becomes less visible, and the decrease in visibility of the unit Un due to the double image Ld can be suppressed. Moreover, the character size of the unit Un is made smaller than that of the number Nb, and the character width of the unit Un is set to be less than the vertical deviation amount ⁇ H. According to this configuration, the characters of the unit Un are prevented from being blurred.
  • the display device 10 includes a display unit 13 that displays an image A that is the basis of a virtual image V that appears by projecting display light L onto the windshield 201.
  • the display unit 13 displays the image A to display a virtual image display content C1 that includes a number Nb indicating a speed.
  • the vertical width W1 of the lines that form the number Nb is set to be equal to or greater than the vertical shift amount ⁇ H.
  • the vertical shift amount ⁇ H is the vertical shift amount between a main image Jm in the virtual image display content C1 and a double image Jd that appears at a position shifted from the main image Jm. According to this configuration, the decrease in visibility caused by the double image Jd can be easily suppressed.
  • the luminance changes of the main image Vm, the layers M1 to Mn, and the double images Vd, Vd1 to Vdn are set as a linear function in which the luminance decreases as the distance from the main image Vm in the shift direction D increases.
  • the luminance changes are not limited to this, and may be set as a logarithmic function as shown in the upper graph of FIG. 9. This logarithmic function may be determined by reflecting Fechner's law. Fechner's law is a law that the psychological sensation received by humans (the brightness of the virtual image V felt by the viewer) is perceived in proportion to the logarithm of the stimulus, not the intensity of the stimulus.
  • the layers M1 to Mn can be displayed so that the luminance changes are smoother as perceived by humans.
  • the luminance change be set as a logarithmic function, as shown in the upper graph of Fig. 9.
  • the luminance of the double images Vd, Vd1 to Vdn varies depending on the angle of the incident light beam to the windshield 201. Therefore, as shown in the middle graph of Fig.
  • the luminance change of the double images Vd, Vd1 to Vdn does not conform to a logarithmic function in relation to the luminance change of the main image Vm and layers M1 to Mn. Therefore, as shown in the graph in the lower part of Fig. 9, optimization is performed so that a logarithmic function holds for the luminance changes of the main image Vm, layers M1 to Mn, and double images Vd, Vd1 to Vdn.
  • the circular plots are plots before optimization, and the square plots are plots after optimization. This makes it possible to set the luminance change as a logarithmic function.
  • the main image part Am may be elongated horizontally by making the horizontal (first term) value larger than the vertical (last term) value in terms of aspect ratio (horizontal:vertical).
  • aspect ratio horizontal:vertical
  • the main image part Am has a well-balanced aspect ratio (aspect ratio of 1:1) as shown in the upper left of Fig. 10
  • the virtual image display content C becomes vertically elongated due to the presence of double images Vd1 to Vdn as shown in the upper right of Fig. 10
  • the virtual image V becomes unbalanced. Therefore, as shown in the lower left of FIG. 10, the main image portion Am is extended horizontally, so that the horizontal width W3 of the main image portion Am becomes longer by a distance Q. Therefore, as shown in the lower right of FIG. 10, the aspect ratio of the virtual image display content C can be well balanced and can approach 1:1.
  • the virtual image display contents C and C1 are composed of characters including numbers and Roman letters, but they may also include symbols or figures. In other words, the virtual image display contents C and C1 may include one or more of letters, figures, and symbols.
  • the deviation acquisition unit 71a may receive image data from a camera that captures the virtual image V and acquire the deviation amount ⁇ D and the deviation direction D.
  • the layer setting unit 71b processes the original image data so as to set a plurality of layers L1 to Ln between the main image Vm and the double image Vd based on the acquired shift amount ⁇ D and shift direction D, but a plurality of layers L1 to Ln may be set in advance in the original image data. In this case, the shift acquisition unit 71a is omitted.
  • the number of layers M1 to Mn and L1 to Ln can be changed depending on the resolution of the image.
  • the luminance of the main images Vm, Jm, Lm and the layers M1 to Mn may be set in association with the hue, saturation, or RGB values other than the luminance among the HSL values.
  • a gradation area N1 may be displayed as a continuous shaded area between the main image Vm and the double image Vd, as shown in FIG. 11.
  • the gradation area N1 is displayed so that the brightness decreases as it approaches from the main image Vm to the double image Vd.
  • the double image N2 in the gradation area N1 also appears to have a similar gradation.
  • the lateral width W2 is set to be equal to or larger than the lateral deviation amount ⁇ W, but this is not limiting, and the lateral width W2 may be set to be smaller than the lateral deviation amount ⁇ W.
  • the luminance of the unit Un is set to be smaller than the luminance of the number Nb, but this is not limiting, and the luminance of the unit Un may be set to be the same as the luminance of the number Nb.
  • the image processing unit 71 may obtain the amount of deviation ⁇ D from data from a camera that captures the virtual image V, and determine the line width of the number Nb according to the obtained amount of deviation ⁇ D.
  • the head-up display device 100 may include a folding mirror that reflects the display light L from the display device 10 toward the concave mirror 30.
  • the folding mirror is a plane mirror or a concave mirror.
  • the head-up display device 100 is mounted on the vehicle 200, but it may also be mounted on a vehicle other than the vehicle 200, such as an airplane or a ship, or it may not even be mounted on a vehicle.
  • the projected member is not limited to the windshield 201, but may be a dedicated combiner.
  • the intermediate film 206 of the windshield 201 is formed to have a substantially constant thickness, but this is not limited thereto, and it may be formed to have a wedge shape in cross section, as in Patent Document 1 above.
  • the vertical width W1 of the line forming the number Nb is set to be equal to or larger than the vertical shift amount ⁇ H, but the present invention is not limited to this, and the vertical width of the line forming the character other than the number Nb may be set to be equal to or larger than the vertical shift amount ⁇ H.
  • the horizontal width of the line forming the character other than the number Nb may be set to be equal to or larger than the horizontal shift amount ⁇ W.
  • the character drawing process may involve transformation processing from a prototype font (image data) each time, or the stored font may be transformed each time.

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Abstract

簡単に二重像に伴う視認性の低下を抑制することができるプログラム、表示装置、ヘッドアップディスプレイ装置、車両、表示方法を提供する。 プログラムは、表示光をウインドシールドに投射することで現れる虚像Ｖの元になる画像を表示する表示装置の制御を行う制御部に、画像として文字からなる表示コンテンツにレイヤーを付して表示するステップを実行させる。レイヤーＭ１～Ｍｎは、虚像Ｖとしては、表示コンテンツに対応するメイン像Ｖｍと当該メイン像Ｖｍからずれた位置に現れる二重像Ｖｄとの間にメイン像Ｖｍから二重像Ｖｄに近づくにつれて輝度が小さくなるように表示される。レイヤーＭ１～Ｍｎのうち二重像Ｖｄに最も近い位置での輝度（レイヤーＭｎの輝度）は、メイン像Ｖｍの輝度よりも二重像Ｖｄの輝度に近い値に設定されている。

Description

プログラム、表示装置、ヘッドアップディスプレイ装置、車両、表示方法
　本開示は、プログラム、表示装置、ヘッドアップディスプレイ装置、車両、表示方法に関する。
　特許文献１には、ヘッドアップディスプレイ装置が表示する虚像における二重像の低減技術として、ヘッドアップディスプレイ装置からの光が投射される合わせガラスの中間膜を断面視くさび形状とすることが開示されている。
特開２０１１－２０７６４５号公報
　上記特許文献１の構成は、簡易な二重像の低減技術ではなく、より簡易に、二重像に伴う視認性の低下を抑制することが求められていた。
　本開示は、上記実状を鑑みてなされたものであり、簡単に二重像に伴う視認性の低下を抑制することができるプログラム、表示装置、ヘッドアップディスプレイ装置、車両、表示方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の第１の観点に係るプログラムは、
　表示光を被投射部材に投射することで現れる虚像の元になる画像を表示する表示装置の制御を行うコンピュータに、
　前記画像として文字、図形又は記号からなる本体像部に陰影部を付して表示するステップを実行させ、
　前記陰影部は、前記虚像としては、前記本体像部に対応するメイン像と当該メイン像からずれた位置に現れる二重像との間に前記メイン像から前記二重像に近づくにつれて輝度が小さくなるように表示され、
　前記陰影部のうち前記二重像に最も近い位置での輝度は、前記メイン像の輝度よりも前記二重像の輝度に近い値に設定されている。
　上記目的を達成するため、本開示の第２の観点に係る表示装置は、
　表示光を被投射部材に投射することで現れる虚像の元になる画像を表示する表示部を備え、
　前記表示部は、前記画像として文字、図形又は記号からなる本体像部に陰影部を付して表示し、
　前記陰影部は、前記虚像としては、前記本体像部に対応するメイン像と当該メイン像からずれた位置に現れる二重像との間に前記メイン像から前記二重像に近づくにつれて輝度が小さくなるように表示され、
　前記陰影部のうち前記二重像に最も近い位置での輝度は、前記メイン像の輝度よりも前記二重像の輝度に近い値に設定されている。
　上記目的を達成するため、本開示の第３の観点に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
　前記プログラムを記憶する記憶部と、
　前記表示光を放射する表示装置と、
　前記プログラムを実行することにより前記表示装置を制御する制御部と、を備える。
　上記目的を達成するため、本開示の第４の観点に係る車両は、
　前記ヘッドアップディスプレイ装置が搭載されている。
　上記目的を達成するため、本開示の第５の観点に係る表示方法は、
　表示光を被投射部材に投射することで現れる虚像の元になる画像を表示する表示方法であって、
　前記画像として文字、図形又は記号からなる本体像部に陰影部を付して表示するステップを含み、
　前記陰影部は、前記虚像としては、前記本体像部に対応するメイン像と当該メイン像からずれた位置に現れる二重像との間に前記メイン像から前記二重像に近づくにつれて輝度が小さくなるように表示され、
　前記陰影部のうち前記二重像に最も近い位置での輝度は、前記メイン像の輝度よりも前記二重像の輝度に近い値に設定されている。
　本開示によれば、簡単に二重像に伴う視認性の低下を抑制することができる。
本開示の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が搭載された車両の模式図である。 本開示の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。 本開示の第１実施形態に係る画像表示処理のフローチャートである。 画像表示面に表示される表示コンテンツを示す図である。 メイン像と二重像を示す図である。 本開示の第１実施形態に係る表示コンテンツを示す図である。 本開示の第１実施形態に係る虚像表示コンテンツを示す図である。 本開示の第１実施形態で説明するメイン像から二重像までの輝度比を示すグラフである。 本開示の第１実施形態の変形例で説明するメイン像から二重像までの輝度比を示すグラフである。 本開示の第１実施形態の変形例に係る表示コンテンツの横倍率を高めることについての説明図である。 本開示の第１実施形態の変形例に係るグラデーション部を持つ虚像表示コンテンツを示す図である。 本開示の第２実施形態に係る虚像表示コンテンツを示す図である。 上段は本開示の第２実施形態に係る虚像表示コンテンツを示す図であり、下段は比較例に係る虚像表示コンテンツを示す図である。
　（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態に係るプログラム、表示装置、ヘッドアップディスプレイ装置、車両、表示方法の第１実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両２００のダッシュボード内に設置される。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両２００のフロントガラスであるウインドシールド２０１に向けて像を表す表示光Ｌを出射する。表示光Ｌはウインドシールド２０１で反射して視認者１（主に車両２００の運転者）に到達する。これにより、虚像Ｖが視認者１により視認可能に表示される。虚像Ｖは、車両情報を示す虚像表示コンテンツＣ（図７参照）を含む。虚像表示コンテンツＣは、本例では、数字とローマ字からなる車速情報である。
　ウインドシールド２０１は、厚さが略一定である透明部材であり、例えば、合わせガラスにより構成される。ウインドシールド２０１は、高さ方向と車幅方向に曲率を持っている。この曲率はウインドシールド２０１の位置によって異なり、ウインドシールド２０１は自由曲面として形成される。ウインドシールド２０１の厚さ及び曲率は車種毎に異なる。
　図１の左上に拡大して示すように、ウインドシールド２０１は、外側ガラス２０５と、中間膜２０６と、内側ガラス２０７と、を備える。外側ガラス２０５、中間膜２０６及び内側ガラス２０７は積層されている。外側ガラス２０５は車室外側に位置し、内側ガラス２０７は車室内側に位置し、中間膜２０６は、樹脂製シートからなり、外側ガラス２０５と内側ガラス２０７の間に位置している。外側ガラス２０５、中間膜２０６及び内側ガラス２０７は、それぞれ、厚さが一定である。
　図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示装置１０と、凹面鏡３０と、筐体６０と、制御部７０と、を備える。
　表示装置１０は、表示光Ｌを放射する。表示装置１０は、照明光を放射する照明部１２と、照明光を受けて表示光Ｌを放射する表示部１３と、を備える。
　照明部１２は、複数の光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備える。
　表示部１３は、画像Ａを表示する画像表示面１１を有し、画像表示面１１から画像Ａに対応する表示光Ｌを放射する。表示部１３は、制御部７０により制御されるＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶表示パネルである。
　なお、表示装置１０は、液晶表示パネルを備える構成に限らず、有機ＥＬ（Electro Luminescence）又はＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）を備えた構成であってもよいし、さらに、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーにより光源からのレーザー光をスクリーン上に走査することで画像を表示する走査型表示装置であってもよい。
　凹面鏡３０は、表示装置１０からの表示光Ｌをウインドシールド２０１に向けて拡大させつつ反射させる。
　筐体６０は、非透光性の樹脂又は金属で形成されるとともに、中空の略直方体をなす。筐体６０内には、ヘッドアップディスプレイ装置１００の各構成が収納されている。筐体６０には、ウインドシールド２０１に対向する位置に開口部６１が形成されている。筐体６０は、開口部６１を塞ぐ湾曲板状の窓部５０を備える。窓部５０は、表示光Ｌが透過するアクリル等の透光性の樹脂からなる。
　制御部７０は、表示装置１０を制御する。制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit)及びＧＤＣ（Graphic Display Controller）からなる画像処理部７１と、ＲＯＭ(Read Only Memory)等からなる記憶部７２と、を備える。記憶部７２には、元画像データ、及び制御部７０の動作手順を規定するプログラムＰＧが記憶されている。画像処理部７１は、プログラムＰＧに従って記憶部７２に記憶される元画像データから画像Ａを生成し、生成した画像Ａを画像表示面１１に表示する。
　画像処理部７１は、機能ブロックとして、ズレ取得部７１ａと、レイヤー設定部７１ｂと、を備える。
　図３のフローチャートを参照しつつ、画像処理部７１によって実行される画像生成処理について説明する。
　ズレ取得部７１ａは、メイン像Ｖｍと二重像Ｖｄとのズレ量ΔＤとズレ方向Ｄを取得する（ステップＳ１０１）。
　ここで、メイン像Ｖｍと二重像Ｖｄについて説明する。
　図４に示すように、画像Ａとして車両情報を文字で示す表示コンテンツＡ３を表示した場合には、図５に示すように、虚像表示コンテンツＣ３としてはメイン像Ｖｍに加えて二重像Ｖｄが現れる。
　メイン像Ｖｍは、表示光Ｌがウインドシールド２０１の表面（車内側の面）で反射することにより表示される像である。
　二重像Ｖｄは、表示光Ｌがウインドシールド２０１の裏面（車外側の面）で反射することにより表示される像である。二重像Ｖｄは、メイン像Ｖｍと同形状で、メイン像Ｖｍに部分的に重なりつつ、メイン像Ｖｍに対してズレ方向Ｄにズレ量ΔＤだけずれた位置にあり、メイン像Ｖｍよりも低輝度である。二重像Ｖｄは、画像表示面１１に表示される画像Ａに含まれないものであるが虚像Ｖとしては現れる。言い換えると、画像Ａの一部である表示コンテンツＡ３は、表示コンテンツＡ３を含む表示光Ｌのウインドシールド２０１での反射面が表面か裏面であるかにより、メイン像Ｖｍとその二重像Ｖｄとして現れる。二重像Ｖｄは、視認者１から見てメイン像Ｖｍの背後に位置する。
　ズレ量ΔＤは、視認者１から見たときのメイン像Ｖｍと二重像Ｖｄの距離により表される。なお、ズレ量ΔＤは、距離に限らず、角度、例えば、視点位置からメイン像Ｖｍの所定位置までの線分と視点位置から二重像Ｖｄの所定位置までの線分がなす角度により表されてもよい。
　ズレ方向Ｄは、本例では、右上斜め方向である。ズレ方向Ｄは、表示光Ｌが到達する位置でのウインドシールド２０１の曲率により変わる。ズレ方向Ｄは、左上斜め方向であってもよいし、上方向であってもよい。
　ズレ量ΔＤとズレ方向Ｄは、実験又はシミュレーションにより得られて予め記憶部７２に記憶される。この実験又はシミュレーションにおいては、例えば、アイボックスの中心位置から虚像Ｖを見たときのメイン像Ｖｍと二重像Ｖｄのズレ量ΔＤとズレ方向Ｄが計測され、計測されたズレ量ΔＤとズレ方向Ｄが記憶部７２に記憶される。
　なお、図４と図５に示すレイヤーがない表示コンテンツは、メイン像Ｖｍと二重像Ｖｄの説明のために示したものであり、本実施形態においてはレイヤーがある表示コンテンツが表示される。以下に、具体的に説明する。
　図３のフローチャートに戻って、次に、レイヤー設定部７１ｂは、取得したズレ量ΔＤとズレ方向Ｄに基づきメイン像Ｖｍと二重像Ｖｄの間に複数のレイヤーＬ１～Ｌｎを設定するように元画像データを加工する（ステップＳ１０２）。そして、画像処理部７１は、加工した元画像データに基づき表示コンテンツＡ１を含む画像Ａを表示し（ステップＳ１０３）、当該画像生成処理を終了する。
　図６の下部に示すように、表示コンテンツＡ１は、本体像部Ａｍと、複数のレイヤーＬ１～Ｌｎ（ｎは任意の自然数）と、を含む。
　本体像部Ａｍは、上述した表示コンテンツＡ３（図４参照）と同様のものである。各レイヤーＬ１～Ｌｎは、本体像部Ａｍと同一の形状で、ズレ方向Ｄに等しい間隔Ｋでずれて配置されている。間隔Ｋは、ズレ量ΔＤに相当する画像表示面１１上での距離ΔＬをレイヤーＬ１～Ｌｎの数で割った距離となる。レイヤーＬ１～Ｌｎのうち、レイヤーＬ１の特定部Ｐ１（例えば、角部）は、本体像部Ａｍの特定部Ｐａに最も近く、レイヤーＬｎの特定部Ｐｎは、本体像部Ａｍの特定部Ｐａから最も遠い。
　各レイヤーＬ１～Ｌｎの輝度は、本体像部Ａｍに近いほど高く設定されている。すなわち、輝度の大小関係は、レイヤーＬ１の輝度＞レイヤーＬ２の輝度～＞レイヤーＬｎの輝度に設定されている。各レイヤーＬ１～Ｌｎ単体での輝度としては一様に設定されている。各レイヤーＬ１～Ｌｎの輝度の設定方法については後述する。
　レイヤーＬ１～Ｌｎの生成方法について説明すると、本体像部Ａｍをコピーしたものを本体像部Ａｍの背後のズレ方向Ｄに間隔Ｋだけ離した位置にペーストして輝度を本体像部Ａｍよりも下げることでレイヤーＬ１を生成する。レイヤーＬ１のうち本体像部Ａｍに重ならない領域がレイヤーＬ１として視認される領域となる。以下同様に、本体像部ＡｍをコピーしたものをレイヤーＬ１の背後のズレ方向Ｄに間隔Ｋだけ離した位置にペーストして輝度をレイヤーＬ１よりも下げることでレイヤーＬ２を生成する。レイヤーＬ２のうちレイヤーＬ１に重ならない領域がレイヤーＬ２として視認される領域となる。このように、レイヤーＬ１～Ｌｎが生成される。
　画像Ａに表示されるレイヤーＬ１～Ｌｎは、図７に示すように、レイヤーＭ１～Ｍｎ（ｎは任意の自然数）として虚像表示コンテンツＣに含まれている。レイヤーＭ１～Ｍｎは、メイン像Ｖｍと二重像Ｖｄの間に等間隔で配置されている。言い換えると、メイン像Ｖｍと二重像Ｖｄの間に等間隔でレイヤーＭ１～Ｍｎが配置されるように画像ＡのレイヤーＬ１～Ｌｎが生成される。レイヤーＭ１～Ｍｎによりメイン像Ｖｍと二重像Ｖｄの間を繋げて表示可能となり、メイン像Ｖｍと二重像Ｖｄの輝度差が目立ちにくくなる。よって、二重像Ｖｄによる虚像表示コンテンツＣの視認性の低下を抑制することができる。
　二重像Ｖｄはメイン像Ｖｍの二重像であるが、レイヤーＭ１～Ｍｎの二重像Ｖｄ１～Ｖｄｎも現れる。よって、虚像表示コンテンツＣは、メイン像Ｖｍとその二重像Ｖｄに加えて、レイヤーＭ１～Ｍｎとその二重像Ｖｄ１～Ｖｄｎを含む。二重像Ｖｄ１はレイヤーＭ１の二重像であり、二重像Ｖｄ２はレイヤーＭ２の二重像であり、二重像ＶｄｎはレイヤーＭｎの二重像である。二重像Ｖｄ１～Ｖｄｎは、二重像Ｖｄの背後に位置し、レイヤーＭ１～Ｍｎと同様に、ズレ方向Ｄに等しい間隔で配置されている。なお、この間隔は等しくなくてもよい。
　メイン像Ｖｍ、レイヤーＭ１～Ｍｎ及び二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度は、メイン像Ｖｍの輝度を最大としてメイン像Ｖｍからズレ方向Ｄに離れるにつれて輝度が低下するように設定されている。具体的には、図８の上段のグラフで示すように、メイン像Ｖｍの輝度を１とし、メイン像Ｖｍ、レイヤーＭ１～Ｍｎと二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎそれぞれの輝度をプロットしたとき、各プロットを結ぶ線が一次関数となるように輝度が設定される。二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度は、メイン像Ｖｍ及びレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度に応じて決まり、例えば、メイン像Ｖｍ及びレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度の約半分の輝度となる。
　以下、メイン像ＶｍとレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度の具体的な設定方法について説明する。この設定は、設計者により行われる。
　理想的には、図８の上段のグラフで示すように、メイン像Ｖｍ、レイヤーＭ１～Ｍｎ、二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度は、メイン像Ｖｍからズレ方向Ｄに離れるにつれて輝度が低下する一次関数として設定されることが好ましい。
　しかしながら、実際には、二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度は、ウインドシールド２０１への表示光の入射光線角度によって変わる。ここで、入射光線角度が決まるウインドシールド２０１の形状（曲率及び厚さ）は車種毎に異なる。このため、二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度は車種毎に異なる。よって、図８の中段のグラフで示すように、メイン像Ｖｍ及びレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度変化の傾き（エリアＡｒ１の傾き）と、二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度変化の傾き（エリアＡｒ２の傾き）が異なる場合があることがシミュレーションにより判明した。ここでは、メイン像Ｖｍ及びレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度変化の傾きの絶対値は、二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度変化の傾きの絶対値よりも大きい。
　そこで、図８の下段のグラフで示すように、メイン像Ｖｍ及びレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度変化の傾きを調整する最適化を図る。図８の下段のグラフにおいて、円形のプロットが最適化前のプロットであり、四角形のプロットが最適化後のプロットである。この最適化は、本例では、メイン像Ｖｍ及びレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度の傾きの絶対値を小さくする（輝度の減少率を小さくする）ことで実現される。これにより、メイン像Ｖｍ及びレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度変化の傾きと二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度変化の傾きを近似させるように最適化が図られる。よって、輝度変化を一次関数として設定することが可能となる。上記の最適化により、得られたメイン像ＶｍとレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度を記憶部７２に記憶させる。
　以上で、輝度の設定が完了となる。
　（効果）
　以上、説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　（１－１）プログラムＰＧは、表示光Ｌを被投射部材の一例であるウインドシールド２０１に投射することで現れる虚像Ｖの元になる画像Ａを表示する表示装置１０の制御を行うコンピュータの一例である制御部７０に、画像Ａとして文字、図形又は記号からなる本体像部Ａｍに陰影部の一例であるレイヤーＬ１～Ｌｎを付して表示するステップＳ１０３を実行させる。レイヤーＭ１～Ｍｎは、虚像Ｖとしては、本体像部Ａｍに対応するメイン像Ｖｍと当該メイン像Ｖｍからずれた位置に現れる二重像Ｖｄとの間にメイン像Ｖｍから二重像Ｖｄに近づくにつれて輝度が小さくなるように表示される。レイヤーＭ１～Ｍｎのうち二重像Ｖｄに最も近い位置での輝度（レイヤーＭｎの輝度）は、メイン像Ｖｍの輝度よりも二重像Ｖｄの輝度に近い値に設定されている。
　この構成によれば、メイン像Ｖｍと二重像Ｖｄの間にレイヤーＭ１～Ｍｎが表示されることにより、簡易に二重像Ｖｄに伴う視認性の低下を抑制することができる。
　特に、被投射部材が車両２００に搭載されるウインドシールド２０１である場合には、ウインドシールド２０１の厚みにより二重像が発生しやすい。このため、上記の構成により、二重像Ｖｄに伴う視認性の低下を抑制することは有益である。
　（１－２）複数のレイヤーＭ１～Ｍｎは、メイン像Ｖｍと二重像Ｖｄとの間に間隔を持って配置され、互いに輝度が異なる。複数のレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度は、メイン像Ｖｍから二重像Ｖｄに近づくほど小さい値に設定されている。
　この構成によれば、簡易に二重像Ｖｄに伴う視認性の低下を抑制することができる。
　（１－３）レイヤーＭ１～Ｍｎの輝度の変化は、メイン像Ｖｍから二重像Ｖｄに向かうにつれて小さくなる一次関数として設定される。
　この構成によれば、二重像Ｖｄに伴う視認性の低下を抑制することができる。
　（１－４）表示装置１０は、表示光Ｌを被投射部材の一例であるウインドシールド２０１に投射することで現れる虚像Ｖの元になる画像Ａを表示する表示部１３を備える。表示部１３は、画像Ａとして文字、図形又は記号からなる本体像部Ａｍに陰影部の一例であるレイヤーＬ１～Ｌｎを付して表示する。レイヤーＭ１～Ｍｎは、虚像Ｖとしては、本体像部Ａｍに対応するメイン像Ｖｍと当該メイン像Ｖｍからずれた位置に現れる二重像Ｖｄとの間にメイン像Ｖｍから二重像Ｖｄに近づくにつれて輝度が小さくなるように表示される。レイヤーＭ１～Ｍｎのうち二重像Ｖｄに最も近い位置での輝度（レイヤーＭｎの輝度）は、メイン像Ｖｍの輝度よりも二重像Ｖｄの輝度に近い値に設定されている。
　この構成によれば、表示装置１０において、簡易に二重像Ｖｄに伴う視認性の低下を抑制することができる。
　（１－５）ヘッドアップディスプレイ装置１００は、プログラムＰＧを記憶する記憶部７２と、表示光Ｌを放射する表示装置１０と、プログラムＰＧを実行することにより表示装置１０を制御する制御部７０と、を備える。さらに、ウインドシールド２０１は、厚さが略一定である透明部材であり、表示光Ｌを視認者１に向かう反射角で反射させる。この略一定は、例えば、ウインドシールド２０１の厚さが誤差範囲内、例えば、厚さの誤差が数パーセント以内（例えば、±１～３％以内）となることを含む。
　この構成によれば、ヘッドアップディスプレイ装置１００において、簡易に二重像Ｖｄに伴う視認性の低下を抑制することができる。
　また、ウインドシールド２０１は厚さが略一定のもので済む。
　（１－６）車両２００には、ヘッドアップディスプレイ装置１００が搭載される。
　この構成によれば、車両２００において、簡易に二重像Ｊｄに伴う視認性の低下を抑制することができる。
　（第２実施形態）
　本開示の第２実施形態に係るプログラム、表示装置、ヘッドアップディスプレイ装置、車両、表示方法の第２実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、複数のレイヤーが省略され、メイン像と二重像の間に隙間が生じないように数字をなす線の縦幅と横幅が大きく設定される点が上記第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
　図１２に示すように、虚像表示コンテンツＣ１は、車両速度を示す数字Ｎｂと、車両速度の単位Ｕｎと、を含む。数字Ｎｂは、１桁～３桁のアラビア数字である。単位Ｕｎは、時速を示す「ｋｍ／ｈ」であり、数字Ｎｂの下方に位置している。単位Ｕｎは、数字Ｎｂよりも小さい文字サイズで表示されている。虚像表示コンテンツＣ１は、上記のステップＳ１０３における画像Ａの表示により虚像Ｖとして表示される。
　なお、単位Ｕｎは、数字Ｎｂの右側方に位置していてもよい。
　虚像Ｖとしての数字Ｎｂは、メイン像Ｊｍとその二重像Ｊｄにより構成される。数字Ｎｂの線幅は縦ズレ量ΔＨ以上に設定されている。詳しくは、数字Ｎｂは、横方向に延びる横線部ＨＬと、縦方向に延びる縦線部ＶＬと、を含む。横線部ＨＬの縦幅Ｗ１は、縦ズレ量ΔＨ以上に設定されている。縦ズレ量ΔＨとは、メイン像Ｊｍと二重像Ｊｄの縦方向のズレ量である。
　図１３の上段に示すように、横線部ＨＬの縦幅Ｗ１が縦ズレ量ΔＨ以上（ΔＨ≦Ｗ１）に設定されることにより、縦方向においてメイン像Ｊｍと二重像Ｊｄの間に隙間が形成されない。よって、二重像Ｊｄに伴う虚像表示コンテンツＣ１の視認性の低下を抑制することができる。
　一方、図１３の下段に比較例として示すように、横線部ＨＬの縦幅Ｗ１が縦ズレ量ΔＨ未満に設定される場合には、縦方向においてメイン像Ｊｍと二重像Ｊｄの間に隙間Ｓｐ１が形成される。隙間Ｓｐ１が虚像表示コンテンツＣ２の視認性の低下を招く。
　図１２に示すように、縦線部ＶＬの横幅Ｗ２は、横ズレ量ΔＷ以上（ΔＷ≦Ｗ２）に設定されている。横ズレ量ΔＷとは、メイン像Ｊｍと二重像Ｊｄの横方向のズレ量である。横ズレ量ΔＷは縦ズレ量ΔＨよりも小さい。
　図１３の上段に示すように、縦線部ＶＬの横幅Ｗ２が横ズレ量ΔＷ以上に設定されることにより、横方向においてメイン像Ｊｍと二重像Ｊｄの間に隙間が形成されない。よって、二重像Ｊｄに伴う虚像表示コンテンツＣ１の視認性の低下を抑制することができる。
　一方、図１３の下段に比較例として示すように、縦線部ＶＬの横幅Ｗ２が横ズレ量ΔＷ未満に設定される場合には、横方向においてメイン像Ｊｍと二重像Ｊｄの間に隙間Ｓｐ２が形成される。隙間Ｓｐ２が虚像表示コンテンツＣ２の視認性の低下を招く。
　図１２に示すように、虚像Ｖとしての単位Ｕｎは、メイン像Ｌｍとその二重像Ｌｄにより構成される。単位Ｕｎの線幅は、数字Ｎｂの線幅よりも小さく、縦ズレ量ΔＨ未満となっている。よって、縦方向のメイン像Ｌｍと二重像Ｌｄの間に隙間が形成される。
　数字Ｎｂ（メイン像Ｊｍ）の輝度は、単位Ｕｎ（メイン像Ｌｍ）の輝度よりも高く設定されている。よって、単位Ｕｎでの隙間は目立ちづらい。
　なお、本例では、横方向のメイン像Ｌｍと二重像Ｌｄの間には隙間が形成されていないが、隙間が形成されてもよい。
　（効果）
　以上、説明した第２実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　（２－１）プログラムＰＧは、表示光Ｌをウインドシールド２０１に投射することで現れる虚像Ｖの元になる画像Ａを表示する表示装置１０の制御を行うコンピュータの一例である制御部７０に、画像Ａを表示することにより、速度を示す字の一例である数字Ｎｂを含む虚像表示コンテンツＣ１を表示するステップを実行させる。数字Ｎｂをなす線の縦幅Ｗ１は、縦ズレ量ΔＨ以上に設定される。縦ズレ量ΔＨは、虚像表示コンテンツＣ１におけるメイン像Ｊｍと当該メイン像Ｊｍからずれた位置に現れる二重像Ｊｄとの縦方向のズレ量である。
　この構成によれば、メイン像Ｊｍと二重像Ｊｄの間に縦方向の隙間が形成されることが抑制され、簡易に二重像Ｊｄに伴う視認性の低下を抑制することができる。
　特に、二重像Ｊｄの縦ズレは、厚さ一定の中間膜２０６を有するウインドシールド２０１を搭載した車両２００では発生しやすい。このため、縦幅Ｗ１を大きくすることにより二重像Ｊｄを感じづらくなる。
　また、虚像表示コンテンツＣ１をメイン像Ｊｍと二重像Ｊｄにより飾り文字風に表示させることができる。
　特に、表示光Ｌが投射される被投射部材が車両２００に搭載されるウインドシールド２０１である場合には、ウインドシールド２０１の厚みにより二重像Ｖｄが発生しやすい。このため、上記の構成により、二重像Ｖｄに伴う視認性の低下を抑制することは有益である。
　（２－２）数字Ｎｂをなす線の横幅Ｗ２は横ズレ量ΔＷ以上に設定される。横ズレ量ΔＷは、メイン像Ｊｍと二重像Ｊｄとの横方向のズレ量である。
　この構成によれば、メイン像Ｊｍと二重像Ｊｄの間に横方向の隙間が形成されることが抑制され、簡易に二重像Ｊｄに伴う視認性の低下を抑制することができる。
　特に、車両２００が、軽自動車又はコンパクトカーで見られる、ウインドシールド２０１の横方向の曲率半径が小さい、すなわち、カーブがきつい車両である場合、メイン像と二重像の横ズレも発生しやすい。このため、このようなケースでは、特に、横幅Ｗ２を大きくすることは有益である。
　また、上記特許文献１のように、ウインドシールドの中間膜の厚さが高さ方向に変化するくさび形状の構成では、高さ方向の二重像のズレ量を減らすことができるが、車幅方向の二重像のズレ量を減らすことができない。この点、上記構成では、車幅方向の二重像のズレによる視認性の低下を抑制できるため有益である。
　（２－３）画像Ａに含まれる速度の単位Ｕｎの輝度は、数字Ｎｂの輝度よりも小さく設定される。
　この構成によれば、単位Ｕｎの二重像Ｌｄが視認しづらくなり、二重像Ｌｄに伴う単位Ｕｎの視認性の低下を抑制できる。
　また、単位Ｕｎは数字Ｎｂよりも文字サイズを小さくし、かつ、単位Ｕｎの文字幅は縦ズレ量ΔＨ未満に設定される。
　この構成によれば、単位Ｕｎの文字が潰れてしまうことが抑制される。
　（２－４）表示装置１０は、表示光Ｌをウインドシールド２０１に投射することで現れる虚像Ｖの元になる画像Ａを表示する表示部１３を備える。表示部１３は、画像Ａを表示することにより、速度を示す数字Ｎｂを含む虚像表示コンテンツＣ１を表示する。数字Ｎｂをなす線の縦幅Ｗ１は、縦ズレ量ΔＨ以上に設定される。縦ズレ量ΔＨは、虚像表示コンテンツＣ１におけるメイン像Ｊｍと当該メイン像Ｊｍからずれた位置に現れる二重像Ｊｄとの縦方向のズレ量である。
　この構成によれば、簡易に二重像Ｊｄに伴う視認性の低下を抑制することができる。
　なお、本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。
　（変形例）
　上記第１実施形態においては、メイン像Ｖｍ、レイヤーＭ１～Ｍｎ及び二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度変化は、メイン像Ｖｍからズレ方向Ｄに離れるにつれて輝度が低下する一次関数として設定されていたが、これに限らず、図９の上段のグラフで示すように、対数関数として設定されてもよい。この対数関数は、フェヒナーの法則を反映させて決定してもよい。フェヒナーの法則とは、人間の受ける心理的な感覚量（視認者が感じる虚像Ｖの明るさ）は、刺激の強度ではなく、その対数に比例して知覚されるという法則である。よって、フェヒナーの法則を反映させた対数関数を用いることで、人間の感覚として、より輝度変化が滑らかになるようにレイヤーＭ１～Ｍｎを表示することができる。
　この変形例でも、理想的には、図９の上段のグラフで示すように、輝度変化は対数関数として設定されることが好ましい。しかしながら、二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度は、ウインドシールド２０１への入射光線角度によって変わる。よって、図９の中段のグラフで示すように、二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度変化（図中の一点鎖線で囲む領域）は、メイン像Ｖｍ及びレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度変化との関係で対数関数に即したようにならない。
　そこで、図９の下段のグラフで示すように、メイン像Ｖｍ、レイヤーＭ１～Ｍｎ及び二重像Ｖｄ，Ｖｄ１～Ｖｄｎの輝度変化において対数関数が成り立つように最適化を図る。図９の下段のグラフにおいて、円形のプロットが最適化前のプロットであり、四角形のプロットが最適化後のプロットである。これにより、輝度変化を対数関数として設定することが可能となる。
　上記第１実施形態において、本体像部Ａｍは、縦横比（横：縦）において、横（前項）の値を縦（後項）の値よりも大きくすることにより、本体像部Ａｍを横に引き延ばした状態としてもよい。詳しくは、図１０の左上に示すように、本体像部Ａｍが縦横比のバランスがよい状態（縦横比が１：１）であっても、図１０の右上に示すように、虚像表示コンテンツＣとしては二重像Ｖｄ１～Ｖｄｎの存在により、縦長となってしまい、虚像Ｖとしてはバランスが悪くなってしまう。
　そこで、図１０の左下に示すように、本体像部Ａｍを横に引き延ばすことにより、本体像部Ａｍの横幅Ｗ３が距離Ｑだけ長くなる。
　従って、図１０の右下に示すように、虚像表示コンテンツＣとしての縦横比のバランスを良く、縦横比を１：１に近づけることができる。
　上記各実施形態においては、虚像表示コンテンツＣ，Ｃ１は、数字とローマ字を含む文字で構成されていたが、記号又は図形を含んでいてもよい。すなわち、虚像表示コンテンツＣ，Ｃ１は、文字、図形及び記号のうち何れか１つ以上を含んでいてもよい。
　上記第１実施形態において、ズレ取得部７１ａは、虚像Ｖを撮像したカメラからの画像データを受けてズレ量ΔＤとズレ方向Ｄを取得してもよい。
　また、上記第１実施形態においては、レイヤー設定部７１ｂは、取得したズレ量ΔＤとズレ方向Ｄに基づきメイン像Ｖｍと二重像Ｖｄの間に複数のレイヤーＬ１～Ｌｎを設定するように元画像データを加工していたが、元画像データに予め複数のレイヤーＬ１～Ｌｎが設定されていてもよい。この場合、ズレ取得部７１ａは省略される。
　レイヤーＭ１～Ｍｎ，Ｌ１～Ｌｎの数は、画像の精細度によって変更可能である。
　メイン像Ｖｍ，Ｊｍ，ＬｍとレイヤーＭ１～Ｍｎの輝度は、ＨＳＬ値のうち輝度以外の色相、彩度、又はＲＧＢ値に関連付けて設定されてもよい。
　上記第１実施形態においては、メイン像Ｖｍと二重像Ｖｄとの間に陰影部としてレイヤーＭ１～Ｍｎが表示されていたが、レイヤーＭ１～Ｍｎに代えて、図１１に示すように、メイン像Ｖｍと二重像Ｖｄとの間に連続的に陰影部としてグラデーション部Ｎ１が表示されてもよい。グラデーション部Ｎ１は、メイン像Ｖｍから二重像Ｖｄに近づくにつれて輝度が小さくなるグラデーションを持つように表示されている。グラデーション部Ｎ１の二重像Ｎ２も同様にグラデーションを持つように現れる。
　上記第２実施形態においては、横幅Ｗ２は横ズレ量ΔＷ以上に設定されていたが、これに限らず、横幅Ｗ２は横ズレ量ΔＷ未満に設定されていてもよい。
　上記第２実施形態においては、単位Ｕｎの輝度は数字Ｎｂの輝度よりも小さく設定されていたが、これに限らず、単位Ｕｎの輝度は数字Ｎｂの輝度と同じに設定されていてもよい。
　上記第２実施形態において、画像処理部７１は、虚像Ｖを撮影するカメラからのデータ等からズレ量ΔＤを取得し、取得したズレ量ΔＤに応じて数字Ｎｂの線幅を決定してもよい。
　上記各実施形態において、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示装置１０からの表示光Ｌを凹面鏡３０に向けて反射する折り返しミラーを備えていてもよい。折り返しミラーは、平面鏡又は凹面鏡である。
　上記各実施形態においては、ヘッドアップディスプレイ装置１００は車両２００に搭載されていたが、車両２００以外の飛行機、船等の乗り物に搭載されていてもよいし、さらに、乗り物に搭載されていなくてもよい。
　また、被投射部材はウインドシールド２０１に限らず、専用のコンバイナであってもよい。
　上記各実施形態においては、ウインドシールド２０１の中間膜２０６は、厚さが略一定で形成されていたが、これに限らず、上記特許文献１と同様に、断面視くさび形状で形成されていてもよい。
　上記第２実施形態においては、数字Ｎｂをなす線の縦幅Ｗ１は、縦ズレ量ΔＨ以上に設定されていたが、これに限らず、数字Ｎｂ以外の文字をなす線の縦幅が縦ズレ量ΔＨ以上に設定されてもよい。同様に、数字Ｎｂ以外の文字をなす線の横幅が横ズレ量ΔＷ以上に設定されてもよい。
　上記各実施形態において、字の描画処理は、都度、原型となるフォント(画像データ)から変形処理をしてもよいし、格納されるフォントを、都度、変形処理を施してもよい。
１　視認者
１０　表示装置
１１　画像表示面
１２　照明部
１３　表示部
３０　凹面鏡
５０　窓部
６０　筐体
６１　開口部
７０　制御部
７１　画像処理部
７１ａ　ズレ取得部
７１ｂ　レイヤー設定部
７２　記憶部
１００　ヘッドアップディスプレイ装置
２００　車両
２０１　ウインドシールド
２０５　外側ガラス
２０６　中間膜
２０７　内側ガラス
Ａ　画像
Ａ１，Ａ３　表示コンテンツ
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３　虚像表示コンテンツ
Ｄ　ズレ方向
ΔＤ　ズレ量
ΔＨ　縦ズレ量
Ｋ　間隔
Ｌ　表示光
ΔＬ，Ｑ　距離
Ｌ１，Ｌ２，Ｍ１，Ｍ２，Ｌｎ，Ｍｎ，Ｌ１～Ｌｎ，Ｍ１～Ｍｎ　レイヤー
Ｎ１　グラデーション部
Ｎ２，Ｊｄ，Ｌｄ，Ｖｄ，Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｄｎ，Ｖｄ１～Ｖｄｎ　二重像
Ｐ１，Ｐａ，Ｐｎ　特定部
Ｖ　虚像
ΔＷ　横ズレ量
Ｗ１　縦幅
Ｗ２，Ｗ３　横幅
ＨＬ　横線部
ＰＧ　プログラム
ＶＬ　縦線部
Ａｍ　本体像部
Ｎｂ　数字
Ｊｍ，Ｌｍ，Ｖｍ　メイン像
Ｕｎ　単位
Ｓｐ１，Ｓｐ２　隙間

Claims (11)

  1. 　表示光を被投射部材に投射することで現れる虚像の元になる画像を表示する表示装置の制御を行うコンピュータに、
    　前記画像として文字、図形又は記号からなる本体像部に陰影部を付して表示するステップを実行させ、
    　前記陰影部は、前記虚像としては、前記本体像部に対応するメイン像と当該メイン像からずれた位置に現れる二重像との間に前記メイン像から前記二重像に近づくにつれて輝度が小さくなるように表示され、
    　前記陰影部のうち前記二重像に最も近い位置での輝度は、前記メイン像の輝度よりも前記二重像の輝度に近い値に設定されている、
    　プログラム。
  2. 　前記陰影部は、前記メイン像と前記二重像との間に間隔を持って配置され、互いに輝度が異なる複数のレイヤーを備え、
    　前記複数のレイヤーの輝度は、前記メイン像から前記二重像に近づくほど小さい値に設定されている、
    　請求項１に記載のプログラム。
  3. 　前記陰影部は、前記メイン像と前記二重像との間に連続的に、前記メイン像から前記二重像に近づくにつれて輝度が小さくなるグラデーションを持って表示される、
    　請求項１に記載のプログラム。
  4. 　前記陰影部の輝度の変化は、前記メイン像から前記二重像に向かうにつれて小さくなる一次関数として設定される、
    　請求項１に記載のプログラム。
  5. 　前記陰影部の輝度の変化は、前記メイン像から前記二重像に向かうにつれて小さくなる対数関数として設定される、
    　請求項１に記載のプログラム。
  6. 　前記被投射部材は、車両に搭載されるウインドシールドである、
    　請求項１に記載のプログラム。
  7. 　表示光を被投射部材に投射することで現れる虚像の元になる画像を表示する表示部を備え、
    　前記表示部は、前記画像として文字、図形又は記号からなる本体像部に陰影部を付して表示し、
    　前記陰影部は、前記虚像としては、前記本体像部に対応するメイン像と当該メイン像からずれた位置に現れる二重像との間に前記メイン像から前記二重像に近づくにつれて輝度が小さくなるように表示され、
    　前記陰影部のうち前記二重像に最も近い位置での輝度は、前記メイン像の輝度よりも前記二重像の輝度に近い値に設定されている、
    　表示装置。
  8. 　請求項１から６の何れか１項に記載のプログラムを記憶する記憶部と、
    　前記表示光を放射する表示装置と、
    　前記プログラムを実行することにより前記表示装置を制御する制御部と、を備える、
    　ヘッドアップディスプレイ装置。
  9. 　前記被投射部材は、厚さが略一定である透明部材であり、前記表示光を視認者に向かう反射角で反射させる、
    　請求項８に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  10. 　請求項８に記載のヘッドアップディスプレイ装置が搭載された車両。
  11. 　表示光を被投射部材に投射することで現れる虚像の元になる画像を表示する表示方法であって、
    　前記画像として文字、図形又は記号からなる本体像部に陰影部を付して表示するステップを含み、
    　前記陰影部は、前記虚像としては、前記本体像部に対応するメイン像と当該メイン像からずれた位置に現れる二重像との間に前記メイン像から前記二重像に近づくにつれて輝度が小さくなるように表示され、
    　前記陰影部のうち前記二重像に最も近い位置での輝度は、前記メイン像の輝度よりも前記二重像の輝度に近い値に設定されている、
    　表示方法。
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