(57)【要約】      （修正有）【課題】画像の視認性を向上させることができる表示装置を提供すること。【解決手段】画像を含む光を投射する投光装置１２０と、前記光の経路上に設けられた光学部材１２２と、前記光学部材１２２を通過した光を、光透過性を有する反射体２０に向けて反射する凹面鏡１２６と、を備え、前記光学部材１２２、前記凹面鏡１２６、および前記反射体２０を含む光学系において、縦方向の焦点距離が横方向の焦点距離よりも短い、表示装置１００。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を含む光を投射する投光装置と、
前記光の経路上に設けられた光学部材と、
前記光学部材を通過した光を、光透過性を有する反射体に向けて反射する凹面鏡と、
を備え、
前記光学部材、前記凹面鏡、および前記反射体を含む光学系において、縦方向の焦点距離が横方向の焦点距離よりも短い、
表示装置。
【請求項２】
前記縦方向の焦点距離は５メートル以下である、
請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記横方向の焦点距離は、前記縦方向の焦点距離の１．４倍以上である、
請求項１または２記載の表示装置。
【請求項４】
前記横方向の焦点距離は７メートル以上である、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の表示装置。
【請求項５】
画像を含む光を投射する投光装置と、
前記光の経路上に設けられ、所定の位置から前記光が虚像として形成される位置までの距離を調節可能な光学機構と、
前記光学機構における前記距離を調節する第１アクチュエータと、
前記光学機構を通過した光を、光透過性を有する反射体に向けて反射する凹面鏡と、
を備え、
前記光学機構、前記凹面鏡、および前記反射体を含む光学系において、縦方向の焦点距離が横方向の焦点距離よりも短い関係が、少なくとも、前記光学機構により調節される距離が最短距離である場合に成立する、
表示装置。
【請求項６】
前記光学機構により調節される距離が最短距離である場合、前記縦方向の焦点距離は５メートル以下である、
請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
前記光学機構により調節される距離が最短距離である場合、前記横方向の焦点距離は、前記縦方向の焦点距離の１．４倍以上である、
請求項５または６記載の表示装置。
【請求項８】
前記光学機構により調節される距離が最短距離である場合、前記横方向の焦点距離は７メートル以上である、
請求項５から７のうちいずれか１項記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フロントウインドシールドに運転者向けの基本的な情報に関する画像を表示するヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ（Head Up Display）装置と称する）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＨＵＤ装置を用いて、障害物や注意喚起、進行方向を示す各種マークを車両前方の風景と重ねて表示させることで、運転者は、運転時の視線の方向を前方に維持しながら、表示される各種情報を把握することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−９１１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、画像を風景と重ねて表示させるために、フロントウインドシールドのような光の透過性を有する物体に光を投射しており、輝度の異なる２つの画像が重なり合う二重像と呼ばれる現象が生じ、画像の視認性が低下する場合があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、画像の視認性を向上させることができる表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る表示装置は、以下の構成を採用した。
（１）：本発明の一態様は、画像を含む光を投射する投光装置と、前記光の経路上に設けられた光学部材と、前記光学部材を通過した光を、光透過性を有する反射体に向けて反射する凹面鏡と、を備え、前記光学部材、前記凹面鏡、および前記反射体を含む光学系において、縦方向の焦点距離が横方向の焦点距離よりも短い、表示装置である。
【０００７】
（２）：上記（１）の態様において、前記縦方向の焦点距離は５メートル以下であるもの。
【０００８】
（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記横方向の焦点距離は、前記縦方向の焦点距離の１．４倍以上であるもの。
【０００９】
（４）：上記（１）から（３）のうちいずれかの態様において、前記横方向の焦点距離は７メートル以上であるもの。
【００１０】
（５）：本発明の他の態様は、画像を含む光を投射する投光装置と、前記光の経路上に設けられ、所定の位置から前記光が虚像として形成される位置までの距離を調節可能な光学機構と、前記光学機構における前記距離を調節する第１アクチュエータと、前記光学機構を通過した光を、光透過性を有する反射体に向けて反射する凹面鏡と、を備え、前記光学機構、前記凹面鏡、および前記反射体を含む光学系において、縦方向の焦点距離が横方向の焦点距離よりも短い関係が、少なくとも、前記光学機構により調節される距離が最短距離である場合に成立する、表示装置である。
【００１１】
（６）：上記（５）の態様において、前記光学機構により調節される距離が最短距離である場合、前記縦方向の焦点距離は５メートル以下であるもの。
【００１２】
（７）：上記（５）または（６）の態様において、前記光学機構により調節される距離が最短距離である場合、前記横方向の焦点距離は、前記縦方向の焦点距離の１．４倍以上であるもの。
【００１３】
（８）：上記（５）から（７）のうちいずれかの態様において、前記光学機構により調節される距離が最短距離である場合、前記横方向の焦点距離は７メートル以上であるもの。
【発明の効果】
【００１４】
（１）〜（８）の態様によれば、画像の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る表示装置１００が搭載された車両Ｍの車室内の構成を例示した図である。
【図２】実施形態の操作スイッチ１３０について説明するための図である。
【図３】表示装置１００の部分構成図である。
【図４】二重像が生じた虚像ＶＩの一例を示す図である。
【図５】表示制御装置１５０を中心とした表示装置１００の構成例を示す図である。
【図６】表示装置１００における光学系の特性を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の表示装置の実施形態について説明する。表示装置は、車両（以下、車両Ｍと称する）に搭載され、風景に重畳させて画像を視認させる装置である。表示装置は、例えば、ＨＵＤ装置である。一例として、表示装置は、車両Ｍのフロントウインドシールドに画像を含む光を投光することで、観者に虚像を視認させる装置である。観者は、例えば車両Ｍの運転者である。これに限らず、表示装置は、運転者以外の乗員（例えば、助手席に着座する乗員）に虚像を視認させてもよい。
【００１７】
以下の説明において、適宜、ＸＹＺ座標系を用いて位置関係等を説明する。Ｚ方向は、鉛直方向を表しており、Ｘ方向は、Ｚ方向に直交する水平面の一方向を表しており、Ｙ方向は、水平面の他方向を表している。Ｚ方向は、車両Ｍの高さ方向を表し、Ｘ方向は、車両Ｍの奥行方向（進行方向）を表し、Ｙ方向は、車両Ｍの幅方向を表している。
【００１８】
［全体構成］
図１は、実施形態に係る表示装置１００が搭載された車両Ｍの車室内の構成を例示した図である。車両Ｍには、例えば、車両Ｍの操舵を制御するステアリングホイール１０と、車外と車室内とを区分するフロントウインドシールド２０と、インストルメントパネル３０とが設けられる。フロントウインドシールド２０は、光透過性を有する部材である。表示装置１００は、例えば、運転席４０の前方のフロントウインドシールド２０の一部に設けられる表示可能領域Ａ１に画像を含む光を投光（投影）することで、運転席に着座した運転者に虚像ＶＩを視認させる。
【００１９】
表示装置１００は、例えば、運転者の運転を支援するための情報を画像化した像を、虚像ＶＩとして運転者に視認させる。運転者の運転を支援するための情報には、例えば、車両Ｍの速度、駆動力配分比率、エンジン回転数、運転支援機能の動作状態シフト位置、標識認識結果、交差点位置等の情報が含まれる。運転支援機能とは、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）、ＬＫＡＳ（Lane Keep Assist System）、ＣＭＢＳ（Collision Mitigation Brake System）、トラフィックジャムアシスト機能等である。
【００２０】
また、車両Ｍには、表示装置１００の他に、第２表示装置５０−１や第３表示装置５０−２が設けられてよい。第２表示装置５０−１は、例えば、インストルメントパネル３０における運転席４０の正面付近に設けられ、運転者がステアリングホイール１０の間隙から、或いはステアリングホイール１０越しに視認可能な表示装置である。また、第３表示装置５０−２は、例えば、インストルメントパネル３０の中央部に取り付けられる。第３表示装置５０−２は、例えば、車両Ｍに搭載されるナビゲーション装置（不図示）により実行されるナビゲーション処理に対応する画像を表示したり、テレビ電話における相手の映像等を表示したりする。また、第３表示装置５０−２は、テレビ番組を表示したり、ＤＶＤを再生したり、ダウンロードされた映画等のコンテンツを表示してもよい。
【００２１】
また、車両Ｍには、表示装置１００による表示のオン／オフの切り替え指示や、虚像ＶＩの位置を調節する指示を受け付ける操作スイッチ１３０が設けられる。操作スイッチ１３０は、例えば、運転席４０に着座した運転者が大きく体勢を変えることなく操作可能な位置に取り付けられている。例えば、操作スイッチ１３０は、第２表示装置５０−１の前方に設けられていてもよいし、ステアリングホイール１０が設けられたインストルメントパネル３０の突起（突出）部分に設けられていてもよいし、ステアリングホイール１０とインストルメントパネル３０とを連結するスポークに設けられていてもよい。
【００２２】
図２は、実施形態の操作スイッチ１３０について説明するための図である。操作スイッチ１３０は、例えば、メインスイッチ１３２と、第１調節スイッチ１３４と、第２調節スイッチ１３６とを含む。メインスイッチ１３２は、表示装置１００のオン・オフを切り替えるスイッチである。
【００２３】
第１調節スイッチ１３４は、虚像ＶＩの位置を、鉛直方向Ｚに関して上側（以下、上方向と称する）に移動させる操作を受け付けるスイッチである。虚像ＶＩは、例えば、運転者が運転席４０に着座した状態で、画像が投影されたフロントウインドシールド２０越しに視認可能な仮想的な画像である。虚像ＶＩは、後述する運転者の視線位置Ｐ１から運転者が表示可能領域Ａ１を見た場合、フロントウインドシールド２０を透過した車外の空間に存在するかのように表示可能領域Ａ１に表示される。運転者は、例えば、第１調節スイッチ１３４を押し続けることで、表示可能領域Ａ１内で虚像ＶＩの視認位置を上方向に継続して移動させることができる。
【００２４】
第２調節スイッチ１３６は、虚像ＶＩの位置を、鉛直方向Ｚに関して下側（以下、下方向と称する）に移動させる操作を受け付けるスイッチである。運転者は、第２調節スイッチ１３６を押し続けることで、表示可能領域Ａ１内で虚像ＶＩの視認位置を下方向に継続して移動させることができる。
【００２５】
また、第１調節スイッチ１３４は、虚像ＶＩの位置を上方向に移動させるのに代えて（または加えて）、虚像ＶＩの輝度を大きくするための操作を受け付けるスイッチであってもよい。また、第２調節スイッチ１３６は、虚像ＶＩの位置を下方向に移動するのに代えて（または加えて）、視認される虚像ＶＩの輝度を小さくするための操作を受け付けるスイッチであってもよい。第１調節スイッチ１３４および第２調節スイッチ１３６が受け付ける指示の内容は、何らかの操作に基づいて切り替えられてもよい。何らかの操作とは、例えば、メインスイッチ１３２の長押し操作である。また、操作スイッチ１３０は、図２に示す各スイッチに加えて、例えば、表示内容を選択するための操作を受け付けるスイッチや、虚像ＶＩの輝度を調節するための操作を受け付けるスイッチを含んでいてもよい。
【００２６】
図３は、表示装置１００の部分構成図である。表示装置１００は、例えば、表示器１１０と、表示制御装置１５０とを備える。表示器１１０は、例えば、筐体１１５内に、投光装置１２０と、光学機構１２２と、平面鏡１２４と、凹面鏡１２６と、透光カバー１２８とを収納する。これらの他、表示装置１００は、各種センサやアクチュエータを備えるが、これらについては後述する。
【００２７】
投光装置１２０は、例えば、光源１２０Ａと、表示素子１２０Ｂとを備える。光源１２０Ａは、例えば、冷陰極管や発光ダイオードであり、運転者に視認させる虚像ＶＩに対応する可視光を出力する。表示素子１２０Ｂは、光源１２０Ａからの可視光の透過を制御する。表示素子１２０Ｂは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型の液晶表示装置（ＬＣＤ）である。また、表示素子１２０Ｂは、複数の画素のそれぞれを制御して、光源１２０Ａからの可視光の色要素ごとの透過度合を制御することで、虚像ＩＶに画像要素を含ませ、虚像ＩＶの表示態様（見え方）を決定する。以下では、表示素子１２０Ｂを透過し画像が含まれた可視光を画像光ＩＬという。なお、表示素子１２０Ｂは、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイであってもよく、この場合、光源１２０Ａは省略されてよい。
【００２８】
光学機構１２２は、例えば、一以上のレンズを含む。各レンズの位置は、例えば光軸方向に調節可能となっている。光学機構１２２は、例えば、投光装置１２０が出力する画像光ＩＬの経路上に設けられ、投光装置１２０から入射した画像光ＩＬを通過させて、フロントウインドシールド２０に向けて出射する。光学機構１２２は、例えば、レンズの位置を変更することで、運転者の視線位置Ｐ１から、画像光ＩＬが虚像ＶＩとして形成される形成位置（画像光ＩＬが虚像ＶＩとして結像する結像位置）Ｐ２までの距離（以下、虚像視認距離Ｄと称する）を調節することができる。運転者の視線位置Ｐ１は、凹面鏡１２６およびフロントウインドシールド２０によって反射され画像光ＩＬが集光する位置であり、この位置に運転者の目が存在することが想定される位置である。虚像視認距離Ｄは、厳密には上下方向の傾きを持つ線分の距離であるが、以下の説明において「虚像視認距離Ｄが７［ｍ］」などと表現する場合、その距離は水平方向の距離を意味してもよい。
【００２９】
平面鏡１２４は、光源１２０Ａから出射され表示素子１２０Ｂを通過した可視光（すなわち、画像光ＩＬ）を凹面鏡１２６に向かって反射させる。
【００３０】
凹面鏡１２６は、平面鏡１２４から入射した画像光ＩＬをフロントウインドシールド２０に向けて反射する。凹面鏡１２６は、車両Ｍの幅方向であるＹ軸回りに回転（回動）可能に支持される。
【００３１】
透光カバー１２８は、光透過性を有する部材であり、例えば、プラスチックのような合成樹脂によって形成される。透光カバー１２８は、筐体１１５の上面に形成された開口部を覆うように設けられる。また、インストルメントパネル３０にも開口部あるいは光透過性を有する部材が設けられる。これによって、凹面鏡１２６により反射された画像光ＩＬが、透光カバー１２８を透過し、フロントウインドシールド２０に入射することができると共に、埃や塵、水滴などの異物が筐体１１５内に入り込むことが抑制される。
【００３２】
フロントウインドシールド２０に入射した画像光ＩＬは、フロントウインドシールド２０によって反射され、運転者の視線位置Ｐ１に集光する。このとき、運転者の視線位置Ｐ１に運転者の眼が位置していた場合、運転者は、画像光ＩＬによって写し出される画像が車両Ｍの前方に表示されているように感じる。
【００３３】
ここで、一般的な二重像の仕組みについて説明する。便宜上、実施形態の各部の名称および符号をそのまま使用して説明する。凹面鏡１２６により反射された画像光ＩＬが、フロントウインドシールド２０に入射する際、ある厚みをもったフロントウインドシールド２０が光透過性を有していることから、その画像光ＩＬは、フロントウインドシールド２０の表面（車内側の面）２０−１と、裏面（車外側の面）２０−２との其々で反射される。この場合、フロントウインドシールド２０の表面２０−１で反射された画像光ＩＬの虚像ＶＩ（以下、第１虚像ＶＩ１）の一部と、フロントウインドシールド２０の裏面２０−２で反射された画像光ＩＬの虚像ＶＩ（以下、第２虚像ＶＩ２）の一部とが互いに位置ずれを伴って重なり合い、その重なり合った第１虚像ＶＩ１および第２虚像ＶＩ２が二重像として運転者によって視認され得る。
【００３４】
図４は、二重像が生じた虚像ＶＩの一例を示す図である。図示のように、例えば、文字などを含む画像が画像光ＩＬとして投光装置１２０によって出力された場合、フロントウインドシールド２０の表面２０−１によって反射された画像光ＩＬが運転者の視線位置Ｐ１で集光することで、第１虚像ＶＩ１が形成され、更に、フロントウインドシールド２０の裏面２０−２によって反射された画像光ＩＬが運転者の視線位置Ｐ１で集光することで、第２虚像ＶＩ２が形成される。図３に例示するように、凹面鏡１２６が反射した画像光ＩＬは、水平方向（Ｘ方向）に傾けられたフロントウインドシールド２０に対して下方から入射するため、フロントウインドシールド２０の裏面２０−２における画像光ＩＬの反射点は、表面２０−１における画像光ＩＬの反射点よりも上側に位置することになる。この結果、第２虚像ＶＩ２は、第１虚像ＶＩ１に対して上側にシフトして形成される。車室内の空気とフロントウインドシールド２０の屈折率の違いから、第２虚像ＶＩ２は、第１虚像ＶＩ１に比して輝度が小さくなる。すなわち、第２虚像ＶＩ２は、第１虚像ＶＩ１に比して、より背景が透過した状態で表示される。
【００３５】
これに対し、実施形態の表示装置１００では、光学機構１２２、凹面鏡１２６、およびフロントウインドシールド２０を含む光学系において、縦方向の焦点距離が横方向の焦点距離よりも短い関係が、少なくとも、虚像視認距離Ｄが最短距離Ｄｍｉｎである場合に成立するように構成されていることにより、二重像が観者により認識される程度を緩和する。詳細については、表示制御装置１５０の後に説明する。
【００３６】
表示制御装置１５０は、運転者に視認させる虚像ＶＩの表示を制御する。図５は、表示制御装置１５０を中心とした表示装置１００の構成例を示す図である。図５の例では、表示制御装置１５０に加えて、投光装置１２０と、操作スイッチ１３０と、レンズ位置センサ１６２と、凹面鏡角度センサ１６４と、光学系コントローラ１７０と、ディスプレイコントローラ１７２と、レンズアクチュエータ（第１アクチュエータの一例）１８０と、凹面鏡アクチュエータ１８２とを示している。先に表示制御装置１５０以外の各構成について説明する。
【００３７】
レンズ位置センサ１６２は、光学機構１２２に含まれる一以上のレンズの位置を検出する。凹面鏡角度センサ１６４は、凹面鏡１２６のＹ軸回りの回転角度を検出する。
【００３８】
光学系コントローラ１７０は、表示制御装置１５０により出力された制御信号に基づいて、レンズアクチュエータ１８０を駆動して、虚像視認距離Ｄを調節する。虚像視認距離Ｄは、例えば、数［ｍ］から十数［ｍ］（或いは数十［ｍ］）の範囲内で調節可能となっている。以下調節可能な範囲の下限を最短距離Ｄｍｉｎ、上限を最長距離Ｄｍａｘと表記する。また、光学系コントローラ１７０は、表示制御装置１５０により出力された制御信号に基づいて凹面鏡アクチュエータ１８２を駆動して、凹面鏡の反射角度φを調節する。
【００３９】
ディスプレイコントローラ１７２は、画像生成部１５１から供給される制御信号に基づく画像を含む光を、投光装置１２０に投射させる。
【００４０】
レンズアクチュエータ１８０は、光学系コントローラ１７０からの駆動信号を取得し、取得した駆動信号に基づいて、モータ等を駆動させて光学機構１２２に含まれる一以上のレンズの位置を移動する。これにより、虚像視認距離Ｄが調節される。
【００４１】
凹面鏡アクチュエータ１８２は、光学系コントローラ１７０からの駆動信号を取得し、取得した駆動信号に基づいて、モータ等を駆動させて凹面鏡アクチュエータ１８２をＹ軸回りに回転させて、凹面鏡１２６の反射角度φを調節する。これにより、俯角θが調節される。
【００４２】
表示制御装置１５０は、例えば、画像生成部１５１と、距離制御部１５４と、俯角制御部１５５とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。表示制御装置１５０の構成要素の区分は、あくまで便宜的なものであり、ソフトウェアやハードウェアが図示するように明確に分かれていることを意味するものではない。
【００４３】
画像生成部１５１は、画像を生成する。なお、「生成する」とは便宜的な表現であり、単に記憶部から画像データを読み出してディスプレイコントローラ１７２に出力する動作を指してもよい。画像生成部１５１は、例えば、車両Ｍの速度、駆動力配分比率、エンジン回転数、運転支援機能の動作状態、シフト位置などを運転者に認識させるための画像を生成する。また、画像生成部１５１は、車両Ｍにおいて生じるイベント（例えば、ナビゲーション装置による車線変更案内の出力）に応じた画像を生成してもよい。
【００４４】
距離制御部１５４は、虚像視認距離Ｄを調節するための制御信号を光学系コントローラ１７０に出力する。例えば、距離制御部１５４は、車両Ｍの速度が大きくなるほど虚像視認距離Ｄを大きくし、車両Ｍの速度が小さくなるほど虚像視認距離Ｄを小さくする。これは、速度が大きいほど運転者は遠方を視認する傾向があることに合わせたものである。車両Ｍが停止している場合は速度がゼロであるから、距離制御部１５４は、虚像視認距離Ｄを最短距離Ｄｍｉｎに調節する。
【００４５】
俯角制御部１５５は、凹面鏡１２６の反射角度φを調節するための制御信号を光学系コントローラ１７０に出力する。例えば、俯角制御部１５５は、操作スイッチ１３０に対する操作に基づいて、反射角度φを調節する。また、俯角制御部１５５は、虚像視認距離Ｄが大きくなるほど、反射角度φを小さくし、俯角θを小さくする。
【００４６】
虚像ＶＩは、表示素子１２０Ｂ上に表示された画像が虚像視認距離Ｄに応じて拡大あるいは縮小されたものである。虚像視認距離Ｄを可変とした場合、表示素子１２０Ｂ上に表示された画像（表示領域）の大きさが同一であっても、運転者は、大きさの違う虚像ＶＩを視認し得る。そのため、画像生成部１５１は、虚像視認距離Ｄを変更した場合であっても、運転者に視認させる虚像ＶＩの大きさを一定に保つために、虚像視認距離Ｄに応じた大きさの画像を、表示素子１２０Ｂ上に表示させるための制御信号を、ディスプレイコントローラ１７２に出力する。
【００４７】
以下、再び、表示装置１００における光学機構１２２、凹面鏡１２６、およびフロントウインドシールド２０を含む光学系の特性について説明する。前述したように、この光学系において、縦方向の焦点距離が横方向の焦点距離よりも短い関係が、少なくとも、虚像視認距離Ｄが最短距離Ｄｍｉｎである場合に成立する。このように構成されているのは、観者にとって二重像が最も気になるのは、虚像視認距離Ｄが最短距離Ｄｍｉｎである場合だからである。
【００４８】
図６は、表示装置１００における光学系の特性を模式的に示す図である。図示するように、表示素子１２０Ｂにおいてマトリクス状、ハニカム状などで配列された画素により表示される線のうち、縦線ＬＶがはっきり見える距離Ｄ１は、横線ＶＨがはっきり見える距離Ｄ２よりも短い。ここで、横線とは、横方向、すなわち図１、３におけるＹ方向に沿って描画される線であり、縦線とは、縦方向、すなわちＹ方向に直交する任意の方向に沿って描画される線である（例えばＸ方向成分とＺ方向成分を持つ）。また、距離Ｄ１および距離Ｄ２は、それぞれ表示素子１２０Ｂ全体の中心点を起点とした距離である。
【００４９】
虚像視認距離Ｄが最短距離Ｄｍｉｎに調節されている場合、距離Ｄ１は例えば５メートル以下であり、距離Ｄ２は例えば７メートル以上となるように光学系が構成されている。この結果、距離Ｄ２は距離Ｄ１の１．４倍以上となる。これによって、このように構成されていない場合に比して、二重像がより遠くに認識されるため、二重像が気になる程度が抑制され、画像の視認性を向上させることができる。
【００５０】
本出願の発明者らが実験により得た知見によれば、本来認識させたい第１虚像ＶＩ１は縦方向の焦点距離に応じた位置で認識され、認識させたくない第２虚像ＶＩ２は横方向の焦点距離に応じた位置で認識される。このため、第２虚像ＶＩ２の位置を観者から遠ざけることで、二重像の影響を緩和することができる。但し、余り遠いと虚像ＶＩの鮮明さが失われるため、距離Ｄ２は距離Ｄ１の１．４倍以上であり且つ１．４倍を大きく上回らない程度（例えば１．７倍以下）に設定されると好適である。
【００５１】
なお、距離Ｄ１と距離Ｄ２の差は、例えば、虚像視認距離Ｄが長くなるのに応じて大きくなるが、虚像視認距離Ｄに比例して大きくなる訳ではなく、その結果、距離Ｄ２と距離Ｄ１の倍率は、虚像視認距離Ｄが長くなるのに応じて小さくなるように構成されてよい。
【００５２】
以上、説明した実施形態によれば、光学機構１２２、凹面鏡１２６、およびフロントウインドシールド２０を含む光学系において、縦方向の焦点距離が横方向の焦点距離よりも短い関係が成立することで、画像の視認性を向上させることができる。
【００５３】
表示装置１００は、距離可変機構を備えない表示装置、すなわち、光学機構１２２が固定的な光学部材であり、レンズアクチュエータ１８０を備えないものであってもよい。この場合、虚像視認距離Ｄは一定であり、前述した距離Ｄ１とＤ２の関係が定常的に成立する。
【００５４】
また、表示装置１００は、フロントウインドシールド２０に直接画像を投影するのに代えて、運転者から見てフロントウインドシールド２０の手前側に設けられたコンバイナに画像を投影してもよい。コンバイナは、光透過性を有する部材であり、例えば、透明なプラスチックディスクである。コンバイナは、「反射体」の他の例である。
【００５５】
また、表示装置１００は、フロントウインドシールド２０に光を投射する代わりに、フロントウインドシールド２０の手前や表面、内部に取り付けられた光の透過性を有する表示装置に光を投射してもよい。光の透過性を有する表示装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどを含む。また、表示装置は、人が身体に装着するデバイスが有する透明な部材（例えばバイザーや眼鏡のレンズなど）に光を投射してもよい。
【００５６】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０…ステアリングホイール、２０…フロントウインドシールド、３０…インストルメントパネル、４０…運転席、５０−１…第２表示装置、５０−２…第３表示装置、１００…表示装置、１１０…表示器、１１５…筐体、１２０…投光装置、１２２…光学機構、１２４…平面鏡、１２６…凹面鏡、１２８…透光カバー、１３０…操作スイッチ、１５０…表示制御装置、１５１…画像生成部、１５４…距離制御部、１５５俯角制御部、１６２…レンズ位置センサ、１６４…凹面鏡角度センサ、１７０…光学系コントローラ、１７２…ディスプレイコントローラ、１８０…レンズアクチュエータ、１８２…凹面鏡アクチュエータ、Ｍ…車両
【図１】
2020067461.tif 000003
【図２】
2020067461.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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