(57)【要約】【課題】視認性を向上させることができる表示装置、表示制御方法、およびプログラムを提供すること。【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、前記投光装置を制御する制御装置と、車両の走行車線の消失点を検出する消失点推定装置と、を備え、前記制御装置は、前記車両の乗員の注視点と、前記消失点推定装置により推定された前記消失点との距離が所定距離未満である場合に、前記車両の外部環境に基づいて形成される画像の位置を補正し、前記注視点と前記消失点との距離が所定距離以上である場合に、前記画像の位置の補正を抑制する、表示装置である。【選択図】図４
2020189627.tif 000002
【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、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、
前記投光装置を制御する制御装置と、
車両の走行車線の消失点を検出する消失点推定装置と、を備え、
前記制御装置は、前記車両の乗員の注視点と、前記消失点推定装置により推定された前記消失点との距離が所定距離未満である場合に、前記車両の外部環境に基づいて形成される画像の位置を補正し、前記注視点と前記消失点との距離が所定距離以上である場合に、前記画像の位置の補正を抑制する、
表示装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記車両が旋回状態である場合に前記画像の位置の補正を抑制する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記車両の速度が所定速度以下である場合に前記画像の位置の補正を抑制する、
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記車両が走行する道路が渋滞している場合に前記画像の位置の補正を抑制する、
請求項１から３のうち何れか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記車両の外部環境に基づいて、前記画像の位置の補正の度合を変更する、
請求項１から４のうち何れか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記画像の端部が、前記画像の表示可能領域の上端部または下端部に接する場合に、前記画像の位置の補正を抑制する、
請求項１から５のうち何れか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
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、前記投光装置を制御する制御装置と、車両の走行車線の消失点を検出する消失点推定装置と、を備える表示装置が、
前記車両の乗員の注視点と、前記消失点推定装置により推定された前記消失点との距離が所定距離未満である場合に、前記車両の外部環境に基づいて形成される画像の位置を補正し、
前記注視点と前記消失点との距離が所定距離以上である場合に、前記画像の位置の補正を抑制する、
表示制御方法。
【請求項８】
画像を含む光を投射する投光装置が、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、前記投光装置を制御する制御装置と、車両の走行車線の消失点を検出する消失点推定装置と、を備える表示装置に、
前記車両の乗員の注視点と、前記消失点推定装置により推定された前記消失点との距離が所定距離未満である場合に、前記車両の外部環境に基づいて形成される画像の位置を補正させ、
前記注視点と前記消失点との距離が所定距離以上である場合に、前記画像の位置の補正を抑制させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、表示制御方法、およびプログラムに関する。
【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、フロントウインドシールドの所定の位置に、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ＨＵＤ装置では、車両の外部環境に基づいて画像の表示位置が補正されるが、走行状況によっては位置の補正によって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、視認性を向上させることができる表示装置、表示制御方法、およびプログラム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】
この発明に係る表示装置、表示方法、およびプロブラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る表示装置は、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、前記投光装置を制御する制御装置と、車両の走行車線の消失点を検出する消失点推定装置と、を備え、前記制御装置は、前記車両の乗員の注視点と、前記消失点推定装置により推定された前記消失点との距離が所定距離未満である場合に、前記車両の外部環境に基づいて形成される画像の位置を補正し、前記注視点と前記消失点との距離が所定距離以上である場合に、前記画像の位置の補正を抑制する、表示装置である。
【０００７】
（２）：上記（１）の態様において、前記制御装置は、前記車両が旋回状態である場合に前記画像の位置の補正を抑制するものである。
【０００８】
（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記制御装置は、前記車両の速度が所定速度以下である場合に前記画像の位置の補正を抑制するものである。
【０００９】
（４）：上記（１）〜（３）のうち何れか一つの態様において、前記制御装置は、前記車両が走行する道路が渋滞している場合に前記画像の位置の補正を抑制するものである。
【００１０】
（５）：上記（１）〜（４）のうち何れか一つの態様において、前記制御装置は、前記車両の外部環境に基づいて、前記画像の位置の補正の度合を変更するものである。
【００１１】
（６）：上記（１）〜（５）のうち何れか一つの態様において、前記制御装置は、前記画像の端部が、前記画像の表示可能領域の上端部または下端部に接する場合に、前記画像の位置の補正を抑制するものである。
【００１２】
（７）：この発明の一態様に係る表示制御方法は、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、前記投光装置を制御する制御装置と、車両の走行車線の消失点を検出する消失点推定装置と、を備える表示装置が、前記車両の乗員の注視点と、前記消失点推定装置により推定された前記消失点との距離が所定距離未満である場合に、前記車両の外部環境に基づいて形成される画像の位置を補正し、前記注視点と前記消失点との距離が所定距離以上である場合に、前記画像の位置の補正を抑制する、表示制御方法である。
【００１３】
（８）：この発明の一態様に係るプログラムは、画像を含む光を投射する投光装置が、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、前記投光装置を制御する制御装置と、車両の走行車線の消失点を検出する消失点推定装置と、を備える表示装置に、前記車両の乗員の注視点と、前記消失点推定装置により推定された前記消失点との距離が所定距離未満である場合に、前記車両の外部環境に基づいて形成される画像の位置を補正させ、前記注視点と前記消失点との距離が所定距離以上である場合に、前記画像の位置の補正を抑制させる、プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
（１）〜（８）の態様によれば、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】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】風景に重畳される虚像ＶＩの一例を示す図である。
【図６】位置補正制御部１５２ａの処理について説明するための図である。
【図７】車両Ｍの外部環境による俯角θの変動について説明するための図である。
【図８】上下方向の変動幅Ｗの算出例を示す図である。
【図９】車両の旋回時の様子を説明するための図である。
【図１０】図９の車両Ｍの旋回状態における消失点ＶＰと注視点ＮＰとの距離について説明するための図である。
【図１１】虚像ＶＩの表示位置における補正抑制制御について説明するための図である。
【図１２】ピッチ角と補正ゲインとの関係を説明するための図である。
【図１３】実施形態の表示装置１００により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【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、表示制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。実施形態の表示装置は、例えば、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、ＨＵＤ装置と称することができる。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、例えば運転者であるが、運転者以外の乗員であってもよい。また、人が身体に装着するデバイスが有する透明な部材（バイザー、眼鏡のレンズ等）に投光し、または光透過性の表示装置が取り付けられたものであってもよい。以下の説明では、表示装置は、車両Ｍに搭載され、フロントウインドシールドに画像を含む光を投光する装置であるものとする。
【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。
また、以下の説明では、「虚像」を「画像」と称する場合がある。
【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（反射体の一例）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射する（投光する）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。運転支援機能には、例えば、予め設定された目的地まで車両Ｍを誘導するための方向指示機能、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）、ＬＫＡＳ（Lane Keep Assist System）、ＣＭＢＳ（Collision Mitigation Brake System）、およびトラフィックジャムアシスト機能等が含まれる。また、運転支援機能には、例えば、車両Ｍに搭載された電話の着信や発信、通話を制御する電話機能が含まれてもよい。
【００２０】
また、車両Ｍには、表示装置１００の他に、第１表示部５０−１や第２表示部５０−２が設けられてよい。第１表示部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。第１表示部５０−１は、例えば、運転者の運転を支援するための情報等を表示する。第２表示部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２表示部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、またはテレビ電話における相手の映像等を表示する。また、第２表示部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。また、第１表示部５０−１および第２表示部５０−２は、タッチパネル装置として、乗員からの操作を受け付けてもよい。受け付けた操作内容は、表示装置１００やその他の車載装置に出力される。
【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（操作部の一例）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。操作スイッチ１３０は、例えば、第１表示部５０−１の前方に設けられていてもよく、ステアリングホイール１０のボス部に設けられていてもよく、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、調節スイッチ１３４および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】
調節スイッチ１３４は、例えば、運転者の視線位置Ｐ１から表示可能範囲Ａ１を透過した空間にあるように視認される虚像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）に移動させる指示（調節操作）を受け付けるためのスイッチである。運転者は、調節スイッチ１３４を押し続けることで、表示可能範囲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】
調節スイッチ１３６は、前述した虚像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）に移動させる指示（調節操作）を受け付けるためのスイッチである。運転者は、調節スイッチ１３６を押し続けることで、表示可能範囲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、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）、視認される虚像ＶＩの輝度を上げるためのスイッチであってもよい。また、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の輝度を下げるためのスイッチであってもよい。調節スイッチ１３４、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スイッチや、専ら表示される虚像の輝度を調節するスイッチを含んでよい。
【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。表示制御装置１５０と、後述する光学系コントローラ１７０と、後述するディスプレイコントローラ１７２とを合わせたものが、「制御装置」の一例である。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等を備えるが、これらについては後述する。また、表示器１１０には、光学機構１２２がない構成であってもよい。
【００２７】
投光装置１２０は、二次元の投射面を有し、画像を含む光を投射する。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。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。表示素子１２０Ｂは、例えば、二次元の投射面を含む薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型の液晶表示装置（ＬＣＤ）である。なお、表示素子１２０Ｂは、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）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（所定の位置の一例）から、画像光ＩＬが虚像として形成される形成位置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が集光される位置であり、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］」等と表現する場合、その距離は水平方向の距離を意味してもよい。
【００２９】
また、以下の説明において、俯角θを、運転者の視線位置Ｐ１を通る水平面と、運転者の視線位置Ｐ１から形成位置Ｐ２までの線分とがなす角度と定義する。虚像ＶＩが下方に形成されているほど、すなわち、運転者が虚像ＶＩを見る視線方向が下向きであるほど、俯角θは大きくなる。俯角θは、凹面鏡１２６の反射角度φと、表示素子１２０Ｂにおける元画像の表示位置とに基づいて決定される。反射角度φは、平面鏡１２４により反射された画像光ＩＬが凹面鏡１２６に入射する入射方向と、凹面鏡１２６が画像光ＩＬを出射する出射方向とのなす角である。
【００３０】
平面鏡１２４は、光源１２０Ａにより出射され表示素子１２０Ｂを通過した可視光（すなわち、画像光ＩＬ）を凹面鏡１２６の方向に反射させる。
【００３１】
凹面鏡１２６は、平面鏡１２４から入射した画像光ＩＬを反射し、フロントウインドシールド２０に向かって出射する。凹面鏡１２６は、車両Ｍの幅方向の軸であるＹ軸回りに回転（回動）可能に支持される。
【００３２】
透光カバー１２８は、凹面鏡１２６からの画像光ＩＬを透過させてフロントウインドシールド２０に到達させると共に、筐体１１５内に埃や塵、水滴等の異物が入り込むことを抑制する。透光カバー１２８は、筐体１１５の上側部材に形成された開口部に設けられる。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部材が設けられ、画像光ＩＬは、透光カバー１２８とインストルメントパネル３０の開口部或いは光透過性部材を透過してフロントウインドシールド２０に到達する。
【００３３】
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。
【００３４】
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４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４の例では、表示制御装置１５０に加えて、表示装置１００に含まれる位置センサ１６２と、凹面鏡角度センサ１６４と、環境センサ１６６と、消失点推定装置１６８と、注視点推定装置１６９と、操作スイッチ１３０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（光学機構アクチュエータの一例）１８０と、凹面鏡アクチュエータ１８２と、投光装置１２０と、運転支援制御装置２００と、車両挙動取得装置３００とを示している。
【００３５】
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。また、位置センサ１６２は、表示素子１２０Ｂの位置を検出してもよい。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。
【００３６】
環境センサ１６６は、例えば、物体認識センサ１６６ａを備える。物体認識センサ１６６ａは、例えば、車両Ｍに搭載されるカメラやレーダ装置、ファインダ（例えば、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging））等により、車両Ｍの周辺に存在する物体（例えば、他車両、歩行者等の障害物）を検出する。カメラは、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラは、車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラは、フロントウインドシールド２０上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラは、例えば、周期的に繰り返し車両Ｍの周辺を撮像する。カメラは、ステレオカメラであってもよい。レーダ装置は、車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置は、車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。ファインダは、車両Ｍの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダは、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダは、車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。物体認識センサ１６６ａは、カメラ、レーダ装置、およびファインダのうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識センサ１６６ａは、認識結果や、カメラ、レーダ装置、およびファインダの検出結果を、表示制御装置１５０に出力する。
【００３７】
また、環境センサ１６６は、例えば、投光装置１２０や光学機構１２２の温度を検出する温度センサ、車両Ｍの周囲の照度を検出する照度センサを含んでもよい。また、環境センサ１６６は、車両のブレーキシステムやエンジンシステムに関する点検が必要になったこと、ヘッドライトがハイビームに設定されていること、ドアロックがされていないこと、ドアが完全に閉まっていないこと、フォグランプが点灯していること、車両Ｍに搭載された電話機能において着信が生じたこと、ナビゲーション装置に設定された目的地に向かうために右左折するタイミングに近づいたこと等を検出するセンサを含んでもよい。
【００３８】
消失点推定装置１６８は、例えば、車両Ｍに搭載されたカメラにより撮像された、車両Ｍの前方の撮像画像を解析し、車両Ｍが走行する道路の消失点の画像上での位置（座標）を推定する。消失点とは、無限遠点である。
【００３９】
注視点推定装置１６９は、例えば、車両Ｍに搭載された、車室内の乗員（運転者を含む）の顔画像を撮像する車室内カメラにより撮像された車室内画像を解析し、運転者の顔画像から視線の向きを推定する。具体的には、注視点推定装置１６９は、テンプレートマッチング等の手法を用いて車室内から運転者の頭部と目の位置関係、目における基準点と動点の組み合わせ等を検出する。そして、注視点推定装置１６９は、頭部に対する目の位置に基づいて顔の向きを導出する。また、注視点推定装置１６９は、基準点に対する動点の位置に基づいて、視線の向きを導出する。例えば、基準点が目頭である場合、動点は虹彩である。また、基準点が角膜反射領域である場合、動点は瞳孔である。また、注視点推定装置１６９は、消失点推定装置１６８で用いたカメラの撮像画像において、導出された運転者の視線の向きに対応付けられる位置（座標）を注視点として推定する。なお、車両Ｍの走行車線が直線である場合、注視点は、消失点の近傍エリア内に存在する。消失点近傍エリアとは、消失点から所定距離以内のエリアである。
【００４０】
光学系コントローラ１７０は、駆動制御部１５３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を駆動させて、虚像視認距離Ｄを調節する。また、光学系コントローラ１７０は、駆動制御部１５３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を駆動させて、凹面鏡の回転角度を調節する。
【００４１】
ディスプレイコントローラ１７２は、投光装置１２０を制御して、画像生成部１５１により生成され、表示態様制御部１５２により決定された表示態様に基づく画像を出力させる。画像には、例えば、定常的に表示される運転者の運転を支援するための情報に関する画像（以下、第１画像と称する）や、緊急時や所定の機能等の所定のイベントの発生時に表示される画像（以下、第２画像と称する）が含まれる。所定のイベントとは、例えば、車両Ｍの状態によって生じるイベントである。イベントには、運転支援制御装置２００による各種機能に応じたイベントや、環境センサ１６６により検出された情報により発生するイベント（点検指示や警告）が含まれる。第２画像とは、例えば、車線逸脱警報に関する画像や、車両Ｍが前走車両に接近していることを通知する画像、衝突軽減ブレーキが作動したことを示す画像、その他のワーニング画像等である。第２画像は、第１画像に割り込ませて表示されてもよく、第１画像とともに表示されてもよい。
【００４２】
また、ディスプレイコントローラ１７２は、表示態様制御部１５２により出力された制御信号に基づいて、投光装置１２０から投射させる光の投射面における投射位置を調節する。投射面における投射位置の調節は、ソフトウェア制御によって行われるため、モータ等を駆動するハードウェアによる駆動制御よりも速い。これにより、凹面鏡アクチュエータ１８２を駆動させて凹面鏡１２６の反射角度φを変更して俯角θを調節するよりも高速に俯角θを調節することができる。俯角θを調節することで、表示可能領域Ａ１に対する虚像ＶＩの表示位置を上下に移動させることができる。
【００４３】
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。また、レンズアクチュエータ１８０は、表示素子１２０Ｂの位置を画像光ＩＬに沿って物理的に移動させてもよい。これにより、虚像視認距離Ｄが調節される。例えば、レンズアクチュエータ１８０は、車両Ｍの速度が大きくなるほど、最大虚像視認距離を越えない範囲で虚像視認距離Ｄを長くし、車両Ｍの速度が小さくなるほど、最小虚像視認距離を越えない範囲で虚像視認距離Ｄを短くする。
【００４４】
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。
【００４５】
実施形態において、投光装置１２０における可視光の透過態様（例えば表示素子１２０Ｂにおける元画像の表示位置）と、凹面鏡１２６の回転角度とが、運転者に視認される虚像ＩＶの見え方を決定する。例えば、投光装置１２０における可視光の透過態様と、凹面鏡１２６の回転角度とのうち、少なくとも一方が変化すると、虚像ＶＩの俯角θが変化する。
【００４６】
運転支援制御装置２００は、車両Ｍの運転者による運転操作を支援する運転支援機能を実行する。運転支援機能が実行される場合、例えば、車両Ｍは、運転者による運転操作子（例えば、ステアリングホイール１０、アクセルペダル、ブレーキペダル）の操作によらずに、操舵制御または速度制御のうち、一方または双方を制御する。運転支援制御装置２００は、例えば、運転支援機能として、ＡＣＣを実行する際には、車両Ｍに搭載される環境センサ１６６や物体認識センサ１６６ａを介して入力される情報に基づいて、車両Ｍと、前走車両との車間距離を一定に保った状態で走行するように、前走車両との車間距離に基づく加減速制御（速度制御）を行う。また、運転支援制御装置２００は、運転支援機能として、ＬＫＡＳを実行する際には、車両Ｍが、現在走行中の走行車線を維持（レーンキープ）しながら走行するように操舵制御を行う。また、運転支援制御装置２００は、運転支援機能として、ＣＭＢＳを実行する際には、車両Ｍと前走車両との車間距離が所定距離未満になった場合に、車両Ｍの減速制御または停止制御を行う。また、運転支援制御装置２００は、例えば、運転支援機能の状態を表示制御装置１５０に出力する。また、運転支援制御装置２００は、ＬＫＡＳやＣＭＢＳを実行する前に運転者に警告するための情報（警告情報）を表示制御装置１５０に出力する。警告情報とは、例えば、車線逸脱警報、前走車両接近警報等である。運転支援制御装置２００により上述した各種機能が実行される場合、各種機能に応じたイベントが発生する。
【００４７】
車両挙動取得装置３００は、運転者により運転中の車両Ｍの挙動を取得する。車両挙動取得装置３００は、例えば、車速取得部３１０と、旋回状態判定部３２０と、悪路判定部３３０とを備える。車速取得部３１０は、車両Ｍの速度または加速度を検出する。旋回状態判定部３２０は、例えば、ヨーレートセンサによって車両Ｍの鉛直軸回りの角速度や、車両Ｍの操舵角を検出する。そして、旋回状態判定部３２０は、検出した角速度が第１閾値以上または操舵角が第２閾値以上である場合に車両Ｍが旋回状態であると判定し、角速度が第１閾値未満および操舵角が第２閾値未満である場合に車両Ｍが旋回状態でないと判定する。
【００４８】
悪路判定部３３０は、例えば、車両ＭのＹ軸回りのピッチ角を検出するピッチ角センサや車両Ｍの高さや車体の傾きを検出するハイトセンサ（車高センサ）を備える。ハイトセンサは、例えば、車両Ｍの前後左右の車輪に設置される。そして、悪路判定部３３０は、検出したピッチ角センサやハイトセンサの検出結果に基づいて、車両Ｍの走行車線の路面状態が悪路であるか否かを判定する。悪路とは、例えば、道路上の段差や凹凸等により、車両の揺れが所定量以上である場合、傾斜角が所定角以上の坂道等である。例えば、悪路判定部３３０は、ピッチ角センサによるピッチ角の変化量が第３閾値以上である場合、またはハイトセンサにより検出された車両Ｍの高さの変化量が第４閾値以上である場合に、車両Ｍが走行している道路（車線）が悪路であると判定する。また、悪路判定部３３０は、ピッチ角の変化量が第３閾値未満で、且つ車両Ｍの高さの変化量が第４閾値未満である場合に悪路でないと判定する。また、悪路判定部３３０は、所定時間でのピッチ角または車両Ｍの高さの増減回数が所定回数以上である場合に悪路であると判定し、所定回数未満である場合に悪路でないと判定してもよい。
【００４９】
［表示制御装置］
次に、表示制御装置１５０について説明する。表示制御装置１５０は、例えば、画像生成部１５１と、表示態様制御部１５２と、駆動制御部１５３と、記憶部１５４とを備える。記憶部１５４を除く各構成要素は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等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。また、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）等のハードウェア（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、予め表示制御装置１５０のＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶部１５４に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭ等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表示制御装置１５０の記憶部１５４にインストールされてもよい。
【００５０】
表示制御装置１５０は、例えば、操作スイッチ１３０（メインスイッチ１３２）によりオン状態にする信号を受け付けた場合に、画像生成部１５１、表示態様制御部１５２、および駆動制御部１５３のそれぞれの機能を実行可能とし、オフ状態にする信号を受け付けた場合に、上述したそれぞれの機能を停止させる。
【００５１】
画像生成部１５１は、表示装置１００がオン状態である場合に、風景に重畳させて運転者に視認させる第１画像を生成する。また、画像生成部１５１は、例えば、風景に重畳させる画像に第２画像を割り込ませる条件を満たす場合に、第１画像に代えて（または加えて）、第２画像を生成する。なお、表示される第１画像および第２画像の出力は、運転者が操作スイッチ１３０や他の操作部、または第２表示部５０−２に表示されるＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等を用いて設定されてもよい。運転者により設定された設定情報は、記憶部１５４等に格納される。また、画像生成部１５１は、例えば、運転支援制御装置２００により警告情報が出力された場合に、警告情報を出力するイベントの発生に基づく１または複数の画像を生成する。画像には、例えば、コンテンツやコンテンツの内容を識別するアイコン、マーク、道路標識等が含まれる。
【００５２】
表示態様制御部１５２は、画像生成部１５１により生成された画像の表示態様を設定し、設定された表示態様で画像を表示させるための制御情報を生成する。表示態様とは、風景に重畳させて運転者に視認させる虚像ＶＩ（第１画像、第２画像）の表示の有無、表示される場合における画像の位置（俯角θ）、大きさ、輝度、虚像視認距離Ｄのうち表示位置によって調節する分の制御量等である。また、表示態様制御部１５２は、位置センサ１６２により検出されたレンズ位置、凹面鏡角度センサ１６４により検出された凹面鏡１２６の回転角度に基づいて、虚像ＶＩの表示態様を変更する。表示態様制御部１５２は、生成した制御情報を、例えば、ディスプレイコントローラ１７２や駆動制御部１５３等に出力する。
【００５３】
また、表示態様制御部１５２は、例えば、位置補正制御部１５２ａと、抑制制御部１５２ｂとを備える。位置補正制御部１５２ａは、環境センサ１６６により検出される情報や、車両挙動取得装置３００により取得される情報（例えば、車速、旋回状態判定結果、悪路判定結果）の内容に基づいて、車両Ｍの外部環境を取得し、取得した外部環境が所定の条件を満たす場合に、虚像ＶＩの表示位置を補正するための制御情報を生成し、生成した制御情報をディスプレイコントローラ１７２に出力する。外部環境には、例えば、車両Ｍの挙動、姿勢、渋滞等の周囲の環境等が含まれる。また、位置補正制御部１５２ａは、車両Ｍの挙動により生じる俯角θの変動を打ち消すように、投光装置１２０から投射させる光の投射面における投射位置を調節するための制御情報を生成してもよい。抑制制御部１５２ｂは、所定の条件を満たす場合に、位置補正制御部１５２ａのおける補正制御を抑制する。表示態様制御部１５２の機能の詳細については、後述する。
【００５４】
駆動制御部１５３は、表示態様制御部１５２により出力された制御情報に基づいて、光学機構１２２に含まれる一以上のレンズの位置、または表示素子１２０Ｂの位置を移動させるための制御信号や、凹面鏡１２６の回転角度を調節させるための制御信号を生成し、生成した制御信号を光学系コントローラ１７０に出力する。また、駆動制御部１５３は、位置センサ１６２により検出されたレンズ位置や表示素子１２０Ｂの位置、凹面鏡角度センサ１６４により検出された凹面鏡１２６の回転角度に基づいて、表示態様制御部１５２により指示された位置（俯角θ、虚像視認距離Ｄ）に虚像ＶＩが視認されるように、制御信号を生成し、生成した制御信号を光学系コントローラ１７０に出力する。
【００５５】
記憶部１５４は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。記憶部１５４には、例えば、設定情報、およびその他の情報が記憶される。
【００５６】
次に、表示装置１００により風景に重畳され、虚像ＶＩとして運転者に視認可能な画像の一例について説明する。図５は、風景に重畳される虚像ＶＩの一例を示す図である。図５の例では、表示装置１００によって、フロントウインドシールド２０の表示可能領域Ａ１内で視認される、風景と重畳された虚像ＶＩの一例を示している。図５の例において、車両Ｍは、車線Ｌ１上を走行するものとする。また、車線Ｌ２は、車線Ｌ１と連結されているものとする。
【００５７】
図５の例では、第１画像の一例である車両Ｍの速度を示す虚像ＶＩが示されている。なお、虚像ＶＩには、車両Ｍの速度に代えて（または加えて）、第１画像または第２画像による複数の情報が表示されてよい。図５の例において、表示態様制御部１５２は、表示装置１００の起動後（オン状態）に、車両状態に応じた画像として、車両Ｍの速度を示す画像を生成し、生成した画像を投光装置１２０から出力させる。ここで、車両Ｍは、車線Ｌ１の延在方向（図中Ｘ方向）に沿って走行しているため、結果として、消失点推定装置１６８により推定された消失点ＶＰの近傍付近に車両Ｍの速度を示す虚像ＶＩが重畳される。一般的に車両Ｍが車線Ｌ１の延在方向に沿って走行している場合において、運転者は運転時に車両Ｍの前方の車線Ｌ１上であって、消失点ＶＰに近い位置に注視点ＮＰが置かれるため、走行車線Ｌ１の消失点ＶＰの近傍付近に虚像ＶＩを表示させることで、虚像ＶＩの視認性を向上させることができる。なお、表示可能領域Ａ１における虚像ＶＩの表示位置は、例えば、操作スイッチ１３０の調節スイッチ１３４および１３６を用いて運転者が設定することができる。
【００５８】
また、位置補正制御部１５２ａは、環境センサ１６６や車両挙動取得装置３００により取得される車両Ｍの外部環境に基づいて、虚像ＶＩの位置を補正する。図６は、位置補正制御部１５２ａの処理について説明するための図である。図６の例では、設定情報により設定された虚像ＶＩの表示位置に対して、上方向の補正領域ＣＡ１と、下方向の補正領域ＣＡ２とが示されている。表示可能領域Ａ１は、運転者による設定または車速等により変更可能な範囲である。例えば、位置補正制御部１５２ａは、車速取得部３１０により得られる車両Ｍの速度が大きくなるほど、表示可能領域Ａ１の範囲内で、虚像ＶＩの表示位置を設定された位置から上方向に移動させる。これは、速度が大きくなるほど運転者の注視点が前方の遠い位置に位置付けられるからである。また、位置補正制御部１５２ａは、車両Ｍの速度が大きい状態から小さい状態に戻す場合に、虚像ＶＩの表示位置を基準位置に戻すように下方向に移動させる。このときの虚像ＶＩの位置の補正は、例えば、凹面鏡アクチュエータ１８２により凹面鏡１２６の反射角度φを調節することで実行される。
【００５９】
また、位置補正制御部１５２ａは、車両Ｍの外部環境により俯角θの変動（より具体的には、虚像ＶＩの振れ）が生じる場合に、その変動を抑制するための振れ補正を行ってもよい。図７は、車両Ｍの外部環境による俯角θの変動について説明するための図である。図７において、車両Ｍは、道路Ｌ１上を等速で走行しているものとし、道路Ｌ１には、段差ＳＴが存在するものとする。また、時刻Ｔ１、Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）のそれぞれにおける車両ＭをＭ（Ｔ１）、Ｍ（Ｔ２）で示し、俯角θをθ（Ｔ１）、θ（Ｔ２）で示すものとする。また、車両Ｍの左右の前輪をＷｆｌ、Ｗｆｒとし、左右の後輪をＷｒｌ、Ｗｒｒとする。
【００６０】
時刻Ｔ１の場合、車両Ｍ（Ｔ１）は、水平方向（図中Ｘ方向）に沿って走行している。この場合、表示装置１００は、設定情報に基づき、運転者の視線位置Ｐ１から虚像視認距離Ｄだけ離れた位置で、且つ、俯角θ（Ｔ１）となる位置に虚像ＶＩを表示しているものとする。
【００６１】
ここで、時刻Ｔ２の場合、車両Ｍ（Ｔ２）は、左右の前輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒが段差ＳＴの下段に存在し、左右の後輪Ｗｒｌ、Ｗｒｒが段差の上段に存在するため、車両Ｍ（Ｔ２）が前傾した状態となる。この場合、虚像ＶＩの位置は、虚像視認距離Ｄが一定で、且つ、俯角が表示装置１００により俯角θ（Ｔ１）に車両Ｍ（Ｔ２）の前傾した角度（例えば、車両Ｍに対するピッチ角に近似した角度）が加わった俯角θ（Ｔ２）の位置となる（θ（Ｔ１）＜θ（Ｔ２））。このような場合には、運転者から見る虚像ＶＩが下方向に振れるため視認性が低下する場合がある。なお、この現象は、車両Ｍが下り坂を走行している場合も発生する。したがって、位置補正制御部１５２ａは、上述したような車両Ｍの周辺環境が変化した場合に、俯角θ（Ｔ１）が一定になるように位置補正を行う。
【００６２】
具体的には、位置補正制御部１５２ａは、俯角θ（Ｔ１）からθ（Ｔ２）に遷移した場合の上下方向の変動幅を算出し、算出した変動幅がゼロ（０）に近似するように俯角の調節を行う。図８は、上下方向の変動幅Ｗの算出例を示す図である。なお、時刻Ｔ１およびＴ２における車両Ｍの姿勢や段差ＳＴを通過したことによる振動等により、運転者の姿勢や目の位置は異なるが、その変化量は虚像視認距離Ｄに比べて極小であるため考慮しないものとして説明する。したがって、以下の算出から得られる変動幅Ｗは、実際の変動幅の近似値となる。
【００６３】
図８の例において、位置補正制御部１５２ａは、俯角θ（Ｔ１）における水平面から虚像ＶＩの中央位置までの距離（上下方向の高さ）ｈ１を算出する。距離ｈ１は、例えば、ｈ１＝Ｄｓｉｎθ（Ｔ１）により算出される。また、位置補正制御部１５２ａは、俯角θ（Ｔ２）における水平面から虚像ＶＩの中央位置までの距離ｈ２を算出する。距離ｈ２は、例えば、ｈ２＝Ｄｓｉｎθ（Ｔ２）により算出される。なお、俯角θ（Ｔ２）は、例えば、環境センサ１６６に含まれるピッチ角センサにより検出されるピッチ角と表示態様制御部１５２で決定される俯角θ１とに基づいて導出されてもよく、前輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒと後輪Ｗｒｌ、Ｗｒｒに設けられたハイトセンサにより検出された値に基づいて導出されてもよい。そして、位置補正制御部１５２ａは、距離ｈ２とｈ１との差分（ｈ２−ｈ１）により変動幅Ｗを算出する。
【００６４】
また、位置補正制御部１５２ａは、上述した算出手法に代えて、予め俯角θ（Ｔ１）と俯角θ（Ｔ２）との差分値または距離ｈ２とｈ１との差分値に、変動幅Ｗが対応付けられたルックアップテーブル（ＬＵＴ）を記憶部１５４に記憶しておき、俯角θ（Ｔ１）、θ（Ｔ２）や距離ｈ１、ｈ２を取得したときに、その差分値からＬＵＴを参照して、対応付けられた変動幅Ｗを取得してもよい。
【００６５】
位置補正制御部１５２ａは、取得した変動幅Ｗがゼロ（０）に打ち消されるように上方向の補正領域ＣＡ１を超えない範囲で俯角θの補正制御を行う。なお、俯角θの補正制御において、凹面鏡アクチュエータ１８２を用いて補正する場合には、モータの駆動時間等の影響で応答が遅くなるため、車両Ｍの挙動の変化のタイミングと、俯角θの補正制御のタイミングとに時間のずれが生じ、車両Ｍの揺れ方向とは逆に虚像ＶＩが上下に振れ動いてしまう可能性がある。そこで、位置補正制御部１５２ａは、応答性が高いディスプレイコントローラ１７２による表示制御により、投光装置１２０から投射させる光の投射面における投射位置を調節することで、俯角θの補正制御を行う。具体的には、位置補正制御部１５２ａは、ディスプレイコントローラ１７２を制御して、虚像ＶＩの位置を変動幅Ｗだけ上方向に移動させる。また、位置補正制御部１５２ａは、上述した上方向への揺れ補正と同様に、下方向への揺れ補正も行う。これにより、位置補正制御部１５２ａは、車両Ｍの挙動の変動によって生じる俯角の変動を抑制することができる。また、上述した位置補正制御は、表示素子１２０Ｂによる画像の表示制御によって実現できるため応答性が高く、凹面鏡アクチュエータ１８２により凹面鏡１２６の反射角度φを調節するよりも迅速に行うことができる。そのため、車両Ｍの挙動の変化に対応して、より適切なタイミングで振れ補正を行うことができる。
【００６６】
なお、位置補正制御部１５２ａは、変動幅Ｗが閾値以上であるか否かを判定し、変動幅Ｗが閾値以上である場合に、上述した俯角θの補正制御を行ってもよい。
【００６７】
抑制制御部１５２ｂは、上述した位置補正制御部１５２ａによる補正制御において、所定の条件を満たす場合に補正制御の実行を抑制する。例えば、抑制制御部１５２ｂは、所定の条件として、車両Ｍの乗員の注視点が、車両Ｍの走行車線の消失点から外れる場合に、位置補正制御部１５２ａによる補正制御の実行を抑制する。注視点が消失点から外れるとは、例えば、カメラにより撮像された車両Ｍの前方画像上における注視点と消失点との二次元の距離が所定距離以上となることである。補正制御の実行を抑制するとは、例えば、虚像ＶＩの位置の補正を行わない、または位置の補正の度合を小さくすることである。これにより、注視していない領域に表示された虚像ＶＩが車両Ｍの外部環境や挙動に基づいて動くことにより運転者に違和感が生じることを抑制するがことができる。
【００６８】
ここで、注視点と消失点との距離が所定距離以上となる車両Ｍの挙動としては、例えば、車両Ｍが右左折している場合やカーブ路を走行している場合が含まれる。したがって、抑制制御部１５２ｂは、旋回状態判定部３２０により車両Ｍの挙動が旋回状態であると判定された場合に、位置補正制御部１５２ａによる虚像ＶＩの位置の補正を抑制してもよい。図９は、車両の旋回時の様子を説明するための図である、図９の例では、車両Ｍが車線Ｌ１から車線Ｌ２に右折を開始し、車両挙動取得装置３００により車両Ｍが旋回状態である判定された時点の様子を示している。図９に示す車両Ｍの旋回状態において、運転者は、消失点ＶＰの近傍付近ではなく、右折先の車線Ｌ２付近を注視する。図１０は、図９の車両Ｍの旋回状態における消失点ＶＰと注視点ＮＰとの距離について説明するための図である。図９に示す右折場面において、運転者の注視点ＮＰは右折先の車線Ｌ２上であり、消失点ＶＰと注視点ＮＰとの距離ＤＰは所定距離以上となったものとする。この場合、抑制制御部１５２ｂは、位置補正制御部１５２ａによる虚像ＶＩの位置の補正を抑制する。
【００６９】
また、抑制制御部１５２ｂは、車速取得部３１０により得られる車両Ｍの速度が所定速度以下である場合に、位置補正制御部１５２ａによる位置の補正を抑制してもよい。所定速度とは、例えば、１０［ｋｍ／ｈ］程度である。つまり、車両Ｍが停止時または低速走行時には、運転者の注視点は、例えば、車室内の第２表示部５０−２や他の方向、もしくは車両近くの前方位置に置かれると推定される。そのため、注視点と消失点との距離は、所定距離以上に離れる。したがって、抑制制御部１５２ｂは、車両Ｍの発進時または車両Ｍの低速走行時において、虚像ＶＩの表示位置の補正制御を抑制することで、車両Ｍのゆっくりとした姿勢の変化に合わせて表示位置が移動することを抑制することで、運転者に違和感なく虚像ＶＩを視認させることができる。また、停止時または低速走行時において、運転者に虚像ＶＩを視認させる重要度は低くなるため、低速走行時または停止時における位置補正を抑制しても影響が少ない。また、停止時または低速走行時に、虚像ＶＩの位置の補正を抑制することで、位置補正の処理負荷を軽減させることができる。
【００７０】
ここで、車両Ｍが低速となる車両Ｍの挙動としては、例えば、車両Ｍの走行車線が渋滞である場合が含まれる。したがって、抑制制御部１５２ｂは、例えば、物体認識センサ１６６ａによる認識結果により、車両Ｍの走行車線が渋滞であるか否かを判定し、走行車線が渋滞であると判定された場合に、位置補正制御部１５２ａによる位置の補正を抑制してもよい。
【００７１】
また、抑制制御部１５２ｂは、悪路判定部３３０により車両Ｍが走行する道路が悪路である判定された場合に、位置補正制御部１５２ａによる虚像ＶＩの位置の補正を抑制してもよい。これにより、例えば、道路の凹凸が連続する場合に、虚像ＶＩの位置の補正を抑制することで、位置補正の処理負荷を軽減させることができる。
【００７２】
また、例えば、虚像ＶＩの端部が表示可能領域Ａ１の上端部に接している場合に、位置補正制御部１５２ａは、それ以上、虚像ＶＩを上方向に移動させることができない。また同様に、虚像ＶＩの端部が表示可能領域Ａ１の下端部に接している場合に、位置補正制御部１５２ａは、それ以上、虚像ＶＩを下方向に移動させることができない。したがって、抑制制御部１５２ｂは、虚像ＶＩの端部が、表示可能領域Ａ１の上端部または下端部に接する場合に、画像の位置の補正を抑制してもよい。
【００７３】
図１１は、虚像ＶＩの表示位置における補正抑制制御について説明するための図である。図１１の例では、表示可能領域Ａ１の下端部に虚像ＶＩの下端部が接するように表示されている。なお、図１１に示すような表示態様は、例えば、車両Ｍの外部環境（例えば、上り坂を走行している場合の姿勢）による位置補正制御部１５２ａの補正制御、または、運転者による調節スイッチ１３６の操作により実現される。抑制制御部１５２ｂは、表示可能領域Ａ１の下端部に虚像ＶＩの端部が接している場合に、虚像ＶＩをこれ以上下方向に移動させることができないため、位置補正制御部１５２ａによる位置の補正を抑制する。なお、抑制制御部１５２ｂは、位置補正制御部１５２ａによる下方向の位置の補正のみを抑制し、上方向の位置の補正を、表示可能範囲Ａ１または上方向の補正領域ＣＡ１の範囲で許容してもよい。
【００７４】
ここで、図１１に示すように表示可能領域Ａ１の下端部に虚像ＶＩの端部が接するように表示される場合には、俯角θが最大になる。したがって、抑制制御部１５２ｂは、俯角θの大きさが最大角度である場合に、位置補正制御部１５２ａによる位置の補正を抑制してもよい。
【００７５】
また、抑制制御部１５２ｂは、車両Ｍの外部環境に基づいて、位置補正制御部１５２ａにおける補正の度合を制御してもよい。また、補正の度合とは、車両Ｍの外部環境に基づく虚像ＶＩの位置の補正量の大きさ、または補正の抑制量の大きさである。例えば、抑制制御部１５２ｂは、ピッチ角の大きさ、車速の大きさ、操舵角の大きさ等に基づいて、補正ゲイン（補正量の大きさ）を調節する。
【００７６】
図１２は、ピッチ角と補正ゲインとの関係を説明するための図である。図１２において、横軸はピッチ角を示し、縦軸は補正ゲインを示している。抑制制御部１５２ｂは、例えば車両Ｍが水平に走行している場合に環境センサ１６６から得られるピッチ角θｐをゼロ（０）とし、段差や坂道等を走行することによりピッチ角θｐが変動した場合の補正ゲインを変化させる。なお、図１３において、ピッチ角θｐが正の場合は水平より下方向の角度を示し、負の場合は水平より上方向の角度を示すものとする。例えば、抑制制御部１５２ｂは、ピッチ角θｐが、−θｐ１以上でθｐ１以下である場合には、位置補正制御部１５２ａによる補正制御の実行を抑制せずに、予め決められた補正ゲインで車両Ｍの外部環境に基づく虚像ＶＩの表示位置を補正させる。また、抑制制御部１５２ｂは、ピッチ角が−θｐ１から−θｐ２に向かって小さくなるほど、またはθｐ１からθｐ２に向かって大きくなるほど、補正ゲインが小さくなるように、位置補正制御部１５２ａによる位置の補正を抑制する。また、抑制制御部１５２ｂは、ピッチ角θｐが−θｐ２より小さく、θｐ２より大きい場合、位置補正制御部１５２ａによる位置の補正を実行させない。これにより、より適切な位置に虚像ＶＩを表示させることができるため、運転者の視認性を向上させることができる。また、上述した処理により、虚像ＶＩの表示位置が、表示可能領域の端部（限界位置）に近づくほど、補正ゲインが小さくなるため、虚像ＶＩの移動範囲が限界位置に近付いていることを運転者に認識させ易くすることができる。
【００７７】
［処理フロー］
図１３は、実施形態の表示装置１００により実行される処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１３の処理は、例えば、操作スイッチ１３０により表示装置１００がオン状態になった後、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００７８】
まず、画像生成部１５１は、車両Ｍの外部環境と、記憶部１５４に記憶された設定情報とに基づいて、風景に重畳させる画像を生成する（ステップＳ１００）。次に、表示態様制御部１５２は、設定情報等に基づいて、生成された画像の表示態様を決定する（ステップＳ１０２）。次に、駆動制御部１５３は、表示態様制御部１５２により決定された表示態様に基づいて、光学系コントローラ１７０により凹面鏡アクチュエータ１８２を制御させて、表示態様で示された俯角で虚像ＶＩが視認可能となるように、凹面鏡１２６の反射角度φを調節させる（ステップＳ１０４）。次に、表示態様制御部１５２は、ディスプレイコントローラ１７２により、投光装置１２０から表示態様に基づき生成された画像を含む光を投射させる（ステップＳ１０６）。
【００７９】
次に、表示態様制御部１５２は、車両挙動取得装置３００により取得された車両Ｍの挙動に基づいて、車両Ｍの外部環境が所定の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０８）。車両Ｍの外部環境が所定の条件を満たす場合、表示態様制御部１５２は、消失点推定装置１６８により推定された車両Ｍの走行車線の消失点と、注視点推定装置１６９により推定された運転者の注視点とを取得する（ステップＳ１１０）。次に、表示態様制御部１５２は、カメラにより撮像された画像上における消失点と注視点との距離が所定距離未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。消失点と注視点との距離が所定距離未満である場合、位置補正制御部１５２ａは、車両Ｍの外部環境に基づく画像の位置の補正を行う（ステップＳ１１４）。また、消失点と注視点との距離が所定距離以上である場合、抑制制御部１５２ｂは、位置補正制御部１５２ａによる位置の補正を抑制する（ステップＳ１１６）。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。また、ステップＳ１０８の処理により、車両Ｍの外部環境が所定の条件を満たさない場合、本フローチャートの処理を終了する。
【００８０】
上述した実施形態によれば、表示装置１００において、画像を含む光を投射する投光装置１２０と、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１２２と、投光装置１２０を制御する表示制御装置１５０と、を備え、表示制御装置１５０は、車両Ｍの乗員の注視点と、車両Ｍの走行車線の消失点との距離が所定距離未満である場合に、車両Ｍの外部環境に基づいて形成される画像の位置を補正し、前記注視点と前記消失点との距離が所定距離以上である場合に、前記画像の位置の補正を抑制することで、画像の視認性を向上させることができる。具体的には、実施形態によれば、車両Ｍの外部環境に基づく画像の位置を補正する場合に、消失点から運転者の注視点が外れる場合には、画像の位置の補正を抑制する。また、実施形態によれば、車両Ｍの旋回時、発進時、低速走行時、悪路や坂道の走行時等の所定の条件下において、画像の位置の補正を抑制する。これにより、違和感のある画像の移動を抑制し、運転者による画像の視認性を向上させることができる。
【００８１】
上述した実施形態において、表示装置１００は、例えば、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、運転者の位置とフロントウインドシールド２０との間に設けられるコンバイナ等の光透過性反射部材に画像を投影してもよい。
【００８２】
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】
【００８３】
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１表示部、５０−２…第２表示部、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、１５２…表示態様制御部、１５２ａ…位置補正制御部、１５２ｂ…抑制制御部、１５３…駆動制御部、１５４…記憶部、１６２…位置センサ、１６４…凹面鏡角度センサ、１６６…環境センサ、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、２００…運転支援制御装置、３００…車両挙動取得装置、Ｍ…車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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