(57)【要約】【課題】画像の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】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、虚像までの光学距離を調節可能な光学機構と、前記光学機構を通過した光を反射体に向けて反射する凹面鏡と、前記光学距離を調節する第１アクチュエータと、前記凹面鏡の反射角度を調節する第２アクチュエータと、車両の状態または前記車両の周囲の状況に基づいて目標光学距離および目標反射角度を決定し、前記第１アクチュエータを制御して前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、前記第２アクチュエータを制御して前記反射角度を前記目標反射角度に近づける制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記目標光学距離が所定距離以下となる場合、前記虚像が二重像となることを抑制する所定の制御を行う。【選択図】図３
2020056887.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結像する位置までの光学距離を調節可能な光学機構と、
前記光学機構を通過した光を反射体に向けて反射する凹面鏡と、
前記光学距離を調節する第１アクチュエータと、
前記凹面鏡の反射角度を調節する第２アクチュエータと、
車両の状態または前記車両の周囲の状況に基づいて目標光学距離および目標反射角度を決定し、前記第１アクチュエータを制御して前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、前記第２アクチュエータを制御して前記反射角度を前記目標反射角度に近づける制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記目標光学距離が所定距離以下となる場合、前記虚像が二重像となることを抑制する所定の制御を行う、
表示装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
上限距離および下限距離を有する所定距離範囲の中で、前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、
前記目標光学距離が所定距離以下であり、前記車両の周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記第１アクチュエータを制御して、前記目標光学距離が所定距離を超える第１の場合に比して、前記下限距離を大きくすることを、前記所定の制御として行う、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
上限距離および下限距離を有する所定距離範囲の中で、前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、
前記目標光学距離が所定距離以下であり、前記車両の周囲の明るさが閾値未満であり、前記目標光学距離が前記下限距離よりも短い第３の場合、前記第２アクチュエータを制御して前記目標光学距離が所定距離を超える第１の場合に比して、前記反射角度の増加度合を大きくすることを、前記所定の制御として行う、
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、
上限距離および下限距離を有する所定距離範囲の中で、前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、
前記目標光学距離が所定距離以下であり、前記車両の周囲の明るさが閾値未満であり、前記目標光学距離が前記下限距離よりも短い第３の場合、前記投光装置を制御して、前記目標光学距離が所定距離を超える第１の場合に比して、前記画像の輝度を小さくすることを、前記所定の制御として行う、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の表示装置。
【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結像する位置までの光学距離を調節可能な光学機構と、前記光学機構を通過した光を反射体に向けて反射する凹面鏡と、前記光学距離を調節する第１アクチュエータと、前記凹面鏡の反射角度を調節する第２アクチュエータと、を備える表示装置のコンピュータが、
車両の状態または前記車両の周囲の状況に基づいて目標光学距離および目標反射角度を決定し、
前記第１アクチュエータを制御して前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、
前記第２アクチュエータを制御して前記反射角度を前記目標反射角度に近づけ、
前記目標光学距離が所定距離以下となる場合、前記虚像が二重像となることを抑制する所定の制御を行う、
表示制御方法。
【請求項６】
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結像する位置までの光学距離を調節可能な光学機構と、前記光学機構を通過した光を反射体に向けて反射する凹面鏡と、前記光学距離を調節する第１アクチュエータと、前記凹面鏡の反射角度を調節する第２アクチュエータと、を備える表示装置のコンピュータに、
車両の状態または前記車両の周囲の状況に基づいて目標光学距離および目標反射角度を決定する処理と、
前記第１アクチュエータを制御して前記光学距離を前記目標光学距離に近づける処理と、
前記第２アクチュエータを制御して前記反射角度を前記目標反射角度に近づける処理と、
前記目標光学距離が所定距離以下となる場合、前記虚像が二重像となることを抑制する所定の制御を行う処理と、
を実行させるためのプログラム。
【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、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】
本発明に係る表示装置、表示制御方法、およびプロブラムは、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、所定の位置から前記光が虚像として結像する位置までの光学距離を調節可能な光学機構と、前記光学機構を通過した光を反射体に向けて反射する凹面鏡と、前記光学距離を調節する第１アクチュエータと、前記凹面鏡の反射角度を調節する第２アクチュエータと、車両の状態または前記車両の周囲の状況に基づいて目標光学距離および目標反射角度を決定し、前記第１アクチュエータを制御して前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、前記第２アクチュエータを制御して前記反射角度を前記目標反射角度に近づける制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記目標光学距離が所定距離以下となる場合、前記虚像が二重像となることを抑制する所定の制御を行う表示装置である。
【０００７】
（２）：上記（１）の態様において、前記制御装置が、上限距離および下限距離を有する所定距離範囲の中で、前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、前記目標光学距離が所定距離以下であり、前記車両の周囲の明るさが閾値未満である第２の場合、前記第１アクチュエータを制御して、前記目標光学距離が所定距離を超える第１の場合に比して、前記下限距離を大きくすることを、前記所定の制御として行うものである。
【０００８】
（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記制御装置が、上限距離および下限距離を有する所定距離範囲の中で、前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、前記目標光学距離が所定距離以下であり、前記車両の周囲の明るさが閾値未満であり、前記目標光学距離が前記下限距離よりも短い第３の場合、前記第２アクチュエータを制御して前記目標光学距離が所定距離を超える第１の場合に比して、前記反射角度の増加度合を大きくすることを、前記所定の制御として行うものである。
【０００９】
（４）：上記（１）から（３）のうちいずれか１つの態様において、前記制御装置が、上限距離および下限距離を有する所定距離範囲の中で、前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、前記目標光学距離が所定距離以下であり、前記車両の周囲の明るさが閾値未満であり、前記目標光学距離が前記下限距離よりも短い第３の場合、前記投光装置を制御して、前記目標光学距離が所定距離を超える第１の場合に比して、前記画像の輝度を小さくすることを、前記所定の制御として行うものである。
【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結像する位置までの光学距離を調節可能な光学機構と、前記光学機構を通過した光を反射体に向けて反射する凹面鏡と、前記光学距離を調節する第１アクチュエータと、前記凹面鏡の反射角度を調節する第２アクチュエータと、を備える表示装置のコンピュータが、車両の状態または前記車両の周囲の状況に基づいて目標光学距離および目標反射角度を決定し、前記第１アクチュエータを制御して前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、前記第２アクチュエータを制御して前記反射角度を前記目標反射角度に近づけ、前記目標光学距離が所定距離以下となる場合、前記虚像が二重像となることを抑制する所定の制御を行う、表示制御方法である。
【００１１】
（６）：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結像する位置までの光学距離を調節可能な光学機構と、前記光学機構を通過した光を反射体に向けて反射する凹面鏡と、前記光学距離を調節する第１アクチュエータと、前記凹面鏡の反射角度を調節する第２アクチュエータと、を備える表示装置のコンピュータに、車両の状態または前記車両の周囲の状況に基づいて目標光学距離および目標反射角度を決定する処理と、前記第１アクチュエータを制御して前記光学距離を前記目標光学距離に近づける処理と、前記第２アクチュエータを制御して前記反射角度を前記目標反射角度に近づける処理と、前記目標光学距離が所定距離以下となる場合、前記虚像が二重像となることを抑制する所定の制御を行う処理と、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
（１）〜（６）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】
【００１３】
【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】表示制御装置１５０の一連の処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】昼間時における制御指令距離ＤＣＭＤと目標虚像視認距離ＤＴＡとの関係の一例を示す図である。
【図８】夜間時における制御指令距離ＤＣＭＤと目標虚像視認距離ＤＴＡとの関係の一例を示す図である。
【図９】昼間時における制御指令角度θＣＭＤと目標虚像視認距離ＤＴＡとの関係の一例を示す図である。
【図１０】夜間時における制御指令角度θＣＭＤと目標虚像視認距離ＤＴＡとの関係の一例を示す図である。
【図１１】虚像ＶＩの見え方の一例を示す図である。
【図１２】虚像ＶＩの見え方の一例を示す図である。
【図１３】夜間時の画像の輝度と目標虚像視認距離ＤＴＡとの関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の表示装置、表示制御方法、およびプロブラム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。
【００１５】
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の奥行方向を表し、Ｙ方向は、車両Ｍの幅方向を表している。
【００１６】
［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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。表示装置１００は、投光装置１２０と操作スイッチ１３０と表示制御装置１５０とに加えて、レンズ位置センサ１６２と、凹面鏡角度センサ１６４と、環境センサ１６６と、車両状態センサ１６８と、物体センサ１７０と、光学系コントローラ１８０と、ディスプレイコントローラ１８２と、レンズアクチュエータ１９０と、凹面鏡アクチュエータ１９２とを備える。レンズアクチュエータ１９０は、「第１アクチュエータ」の一例であり、凹面鏡アクチュエータ１９２は、「第２アクチュエータ」の一例である。
【００３４】
レンズ位置センサ１６２は、光学機構１２２に含まれる各レンズの位置を検出し、その検出結果を示す信号を表示制御装置１５０に出力する。凹面鏡角度センサ１６４は、凹面鏡１２６の回転軸（Ｙ軸）回りの回転角度を検出し、その検出結果を示す信号を表示制御装置１５０に出力する。
【００３５】
環境センサ１６６は、例えば、照度センサ１６６ａを含む。照度センサ１６６ａは、車内または車外の照度ＬＭを検出し、その検出結果を示す信号を表示制御装置１５０に出力する。
【００３６】
車両状態センサ１６８は、例えば、車両Ｍの速度を検出したり、加速度を検出したり、鉛直軸回りの角速度（ヨーレート）を検出したり、車両Ｍの向きを検出したりする。車両状態センサ１６８は、検出結果を示す信号を表示制御装置１５０に出力する。
【００３７】
物体センサ１７０は、例えば、カメラやレーダ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）などを含み、車両Ｍの周辺に存在する物体を検出する。例えば、物体センサ１７０は、例えば、四輪自動車、オートバイク、自転車、歩行者、電柱、ガードレール、道路の落下物、道路標識、道路標示、区画線などを検出する。物体センサ１７０は、検出結果を示す信号を表示制御装置１５０に出力する。
【００３８】
表示制御装置１５０は、例えば、制御部１５２と、記憶部１５４とを備える。制御部１５２は、例えば、判定部１５２ａと、目標制御量決定部１５２ｂと、駆動制御部１５２ｃとを備える。制御部１５２の各構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の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、これらの複数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）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。プロセッサによって参照されるプログラムは、予め表示制御装置１５０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、その記憶媒体が表示制御装置１５０のドライブ装置に装着されることで記憶部１５４にインストールされてもよい。
【００３９】
記憶部１５４は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現される。記憶部１５４に含まれるＨＤＤやフラッシュメモリなどの非一過性の記憶媒体は、ＮＡＳ（Network Attached Storage）や外部ストレージサーバ装置といったネットワーク（例えばWide Area Network）を介して接続される他の記憶装置によって実現されてもよい。記憶部１５４は、例えば、プロセッサによって読み出されて実行されるプログラムの他に、各種処理結果を格納する。
【００４０】
判定部１５２ａは、照度センサ１６６ａにより出力された検出結果を示す信号を参照し、昼間であるのか夜間であるのかを判定する。例えば、判定部１５２ａは、照度センサ１６６ａにより検出された照度ＬＭ（例えば単位は［ｌｘ］または［ｌｍ／ｍ２］）が、ある閾値（以下、照度閾値ＬＭＴＨと称する）以上であるか否かを判定し、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ以上である場合、昼間であると判定し、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ未満である場合、夜間であると判定する。なお、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ以上であるタイミングで、実際の時刻が昼間に相当する時刻である必要はなく、車両Ｍの周囲が昼間と見做せる程度の明るさであれば、昼間と判定されてよい。夜間についても同様である。
【００４１】
目標制御量決定部１５２ｂは、車両状態センサ１６８による検出結果や物体センサ１７０による検出結果などに基づいて、目標とする虚像視認距離（以下、目標虚像視認距離ＤＴＡと称する）と、目標とする俯角（以下、目標俯角θＴＡと称する）とを決定する。
【００４２】
虚像視認距離Ｄとは、上述したように、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Ｐ２までの光学的な距離である。虚像視認距離Ｄは、第１距離Ｄａと、第２距離Ｄｂとを足し合わせた距離である。図３に示すように、第１距離Ｄａは、凹面鏡１２６によって反射された画像光ＩＬが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に集光するまでの焦点距離のうち、フロントウインドシールド２０の画像光ＩＬの反射点から運転者の視線位置Ｐ１までの距離である。また、第２距離Ｄｂは、図３に示すように、フロントウインドシールド２０の画像光ＩＬの反射点から、虚像ＶＩの形成位置Ｐ２までの距離である。現在の虚像視認距離Ｄは、レンズ位置センサ１６２によって検出されたレンズの位置に基づいて決定される。
【００４３】
俯角θとは、図３に示すように、運転者の視線位置Ｐ１を通る水平方向（Ｘ方向）と、運転者によって虚像ＶＩが視認されるときの運転者の視線方向とのなす角である。言い換えれば、俯角θは、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から虚像ＶＩの形成位置Ｐ２までの線分とがなす角度と定義される。虚像ＶＩが下方に形成されているほど、すなわち、運転者の視線方向が下向きであるほど、俯角θは大きくなる。現在の俯角θは、凹面鏡角度センサ１６４によって検出された凹面鏡１２６の反射角度φに基づいて決定される。言い換えれば、俯角θは、凹面鏡１２６の反射角度φ（操作量）を決定するための制御量である。反射角度φは、図３に示すように、平面鏡１２４が反射した画像光ＩＬが凹面鏡１２６に入射する際の入射方向と、凹面鏡１２６が画像光ＩＬを反射する際の反射方向とのなす角である。
【００４４】
例えば、目標制御量決定部１５２ｂは、車両状態センサ１６８により検出された車両Ｍの速度に基づいて、目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを決定する。目標俯角θＴＡに応じて決定される凹面鏡１２６の反射角度φは、「目標反射角度」の一例である。
【００４５】
一般的に、運転者は、車両Ｍの速度が小さくなる状況では、車両Ｍに近い空間を視認し、車両Ｍの速度が大きくなる状況では、車両Ｍから遠い空間を視認する傾向にある。すなわち、運転者は、車両Ｍの速度が小さくなる状況では、表示可能領域Ａ１の下側を視認しやすく、車両Ｍの速度が大きくなる状況では、表示可能領域Ａ１の上側を視認しやすい。
【００４６】
従って、目標制御量決定部１５２ｂは、車両Ｍの速度が大きいほど目標虚像視認距離ＤＴＡを長くし、車両Ｍの速度が小さいほど目標虚像視認距離ＤＴＡを短くしてよい。また、目標制御量決定部１５２ｂは、車両Ｍの速度がゼロ、または停止とみなせる程度の速度である場合、後述する最小距離を目標虚像視認距離ＤＴＡに決定してよい。
【００４７】
また、目標制御量決定部１５２ｂは、車両Ｍの速度が大きいほど目標俯角θＴＡを小さくし、車両Ｍの速度が小さくなるほど目標俯角θＴＡを大きくする。このように、車両Ｍの速度に応じて目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを変更することで、車両Ｍの速度に応じて運転者が見る方向を変えた場合であっても、運転者の視線の先に虚像ＶＩを表示させることができる。
【００４８】
また、目標制御量決定部１５２ｂは、車両Ｍの速度に応じて目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを決定するのに代えて、あるいは加えて、物体センサ１７０によって検出された前走車両と車両Ｍとの相対距離に応じて、目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを決定してもよい。
【００４９】
一般的に、前走車両の後面には、リアバンパーやナンバープレート、表示灯、リアウインドシールドなどが設けられており、前走車両の後面を一つの風景画像として捉えた場合、その風景画像に含まれるテクスチャが均一でない傾向がある。このように、テクスチャが均一でなく、多種多様なテクスチャが混在した前走車両の後面に対して、虚像ＶＩを重畳させた場合、虚像ＶＩの内容（コンテンツ）が視認しにくい場合がある。
【００５０】
従って、目標制御量決定部１５２ｂは、テクスチャが複雑な前走車両の後面に虚像ＶＩが重畳されないような角度を、目標俯角θＴＡに決定する。より具体的には、目標制御量決定部１５２ｂは、テクスチャが均一であることが想定される風景画像（例えば、前走車両と車両Ｍとの間の道路面）に虚像ＶＩが重畳されるように、目標俯角θＴＡを決定する。これによって、虚像ＶＩは、前走車両の後面に対して重畳しない位置に表示される。
【００５１】
また、目標制御量決定部１５２ｂは、前走車両と車両Ｍとの相対速度や、前走車両と車両Ｍとの相対距離を前走車両と車両Ｍとの相対速度で除算したＴＴＣなどに応じて、目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡを決定してもよい。
【００５２】
駆動制御部１５２ｃは、目標制御量決定部１５２ｂにより決定された目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡに基づいて、光学系コントローラ１８０に制御指令値として指示する虚像視認距離Ｄおよび俯角θを決定し、虚像視認距離Ｄを示す第１制御信号と、俯角θを示す第２制御信号とを含む制御信号を光学系コントローラ１８０に出力する。以下、制御指令値である虚像視認距離Ｄを、制御指令距離ＤＣＭＤと称し、制御指令値である俯角θを、制御指令角度θＣＭＤと称して説明する。
【００５３】
例えば、駆動制御部１５２ｃは、ある上限となる距離（以下、最大距離ＤＭＡＸと称する）と、ある下限となる距離（以下、最小距離ＤＭＩＮと称する）とを有する所定の距離範囲の中で、目標虚像視認距離ＤＴＡに最も近い距離を、制御指令距離ＤＣＭＤとする。最小距離ＤＭＩＮおよび最大距離ＤＭＡＸは、例えば、光学機構１２２などによって物理的に取りうることが可能な最小距離および最大距離に設定されてもよいし、これらの距離に対して、ある程度の余裕を持たせた距離に設定されてもよい。例えば、最小距離ＤＭＩＮは、１［ｍ］程度に設定され、最大距離ＤＭＡＸは、１５［ｍ］程度に設定されてよい。
【００５４】
また、駆動制御部１５２ｃは、ある上限となる角度（以下、最大角度θＭＡＸと称する）と、ある下限となる角度（以下、最小角度θＭＩＮと称する）とを有する所定の角度範囲の中で、目標俯角θＴＡに最も近い角度を、制御指令角度θＣＭＤとする。最小角度θＭＩＮおよび最大角度θＭＡＸは、例えば、光学機構１２２などによって物理的に取りうることが可能な最小角度および最大角度に設定されてもよいし、これらの角度に対して、ある程度の余裕を持たせた角度に設定されてもよい。
【００５５】
また、駆動制御部１５２ｃは、目標制御量決定部１５２ｂにより決定された目標虚像視認距離ＤＴＡおよび目標俯角θＴＡと、判定部１５２ａによる判定結果とに基づいて、運転者に虚像ＶＩの二重像を視認させにくくする、または二重像を気にならなくさせるように、制御指令値である制御指令距離ＤＣＭＤおよび制御指令角度θＣＭＤを決定してよい。以下、二重像を視認させにくくする、または二重像を気にならなくさせるに制御指令値を決定することを、二重像抑制制御と称して説明する。二重像抑制制御は、「所定の制御」の一例である。
【００５６】
また、駆動制御部１５２ｃは、投光装置１２０によって出力される画像の大きさを変更したり、画像の輝度を変更したりするための第３制御信号を、ディスプレイコントローラ１８２に出力してよい。
【００５７】
虚像ＶＩは、表示素子１２０Ｂ上に表示された画像が目標虚像視認距離ＤＴＡに応じて拡大あるいは縮小されたものである。目標虚像視認距離ＤＴＡ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、駆動制御部１５２ｃは、目標虚像視認距離ＤＴＡ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、目標虚像視認距離ＤＴＡ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第３制御信号を、ディスプレイコントローラ１８２に出力する。
【００５８】
また、駆動制御部１５２ｃは、車両状態センサ１６８による検出結果や物体センサ１７０による検出結果などに基づいて制御信号を生成するのに加えて、更に、操作スイッチ１３０に対する運転者の操作に基づいて制御信号を生成してもよい。
【００５９】
例えば、第１調節スイッチ１３４が操作された場合、駆動制御部１５２ｃは、表示可能領域Ａ１内において虚像ＶＩの位置を上方向に移動させるために、第１調節スイッチ１３４の操作量（操作回数或いは操作時間）を基に運転者が指定した角度を導出し、現在の俯角θから、導出した角度（運転者指定の角度）を減算した角度を目標俯角θＴＡに決定する。また、例えば、第２調節スイッチ１３６が操作された場合、駆動制御部１５２ｃは、表示可能領域Ａ１内において虚像ＶＩの位置を下方向に移動させるために、第２調節スイッチ１３６の操作量（操作回数或いは操作時間）を基に運転者が指定した角度を導出し、現在の俯角θから、導出した角度（運転者指定の角度）を加算した角度を目標俯角θＴＡに決定する。
【００６０】
光学系コントローラ１８０は、駆動制御部１５２ｃにより出力された制御信号に含まれる第１制御信号に基づいて、レンズアクチュエータ１９０を駆動させる。レンズアクチュエータ１９０は、モータ等を含み、光学機構１２２に含まれるレンズの位置を光軸方向に移動させて、虚像視認距離Ｄを調節する。
【００６１】
例えば、第１制御信号が示す制御指令距離ＤＣＭＤが、現在の虚像視認距離Ｄよりも短い場合、光学系コントローラ１８０は、レンズアクチュエータ１９０を駆動させて、光軸方向に関して、レンズの位置を平面鏡１２４側に近づける。これによって、第２距離Ｄｂが短くなり、虚像視認距離Ｄが短くなる。この結果、虚像ＶＩは、運転者から見て、より遠方に存在するように視認される。
【００６２】
また、第１制御信号が示す制御指令距離ＤＣＭＤが、現在の虚像視認距離Ｄよりも長い場合、光学系コントローラ１８０は、レンズアクチュエータ１９０を駆動させて、光軸方向に関して、レンズの位置を表示素子１２０Ｂ側に近づける。これによって、第２距離Ｄｂが長くなり、虚像視認距離Ｄが長くなる。この結果、虚像ＶＩは、運転者から見て、より近傍に存在するように視認される。
【００６３】
また、光学系コントローラ１８０は、駆動制御部１５２ｃにより出力された制御信号に含まれる第２制御信号に基づいて、凹面鏡アクチュエータ１９２を駆動させる。凹面鏡アクチュエータ１９２は、モータ等を含み、回転軸（Ｙ軸）回りに凹面鏡１２６を回動させて、凹面鏡１２６の反射角度φを調節する。
【００６４】
例えば、第２制御信号が示す制御指令角度θＣＭＤが、現在の俯角θよりも小さい場合、光学系コントローラ１８０は、凹面鏡アクチュエータ１９２を駆動させて、凹面鏡１２６の反射角度φを小さくする。図３に示すように、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、凹面鏡１２６の反射角度φが小さくなった場合、その画像光ＩＬは、フロントウインドシールド２０のより上端側（Ｚ方向上側）に入射することになる。この場合、フロントウインドシールド２０における画像光ＩＬの反射点は、フロントウインドシールド２０のより上端側（Ｚ方向上側）へと移動する。この結果、運転者の視線位置Ｐ１と反射点とを結ぶ線の延長線上に形成される虚像ＶＩは、表示可能領域Ａ１内において上方向に移動する。
【００６５】
また、例えば、第２制御信号が示す制御指令角度θＣＭＤが、現在の俯角θよりも大きい場合、光学系コントローラ１８０は、凹面鏡アクチュエータ１９２を駆動させて、凹面鏡１２６の反射角度φを大きくする。これによって、フロントウインドシールド２０における画像光ＩＬの反射点は、フロントウインドシールド２０のより下端側（Ｚ方向下側）へと移動する。この結果、運転者の視線位置Ｐ１と反射点とを結ぶ線の延長線上に形成される虚像ＶＩは、表示可能領域Ａ１内において下方向に移動する。
【００６６】
ディスプレイコントローラ１８２は、例えば、駆動制御部１５２ｃにより出力された第３制御信号に基づいて、投光装置１２０の表示素子１２０Ｂに画像の大きさを変更させる。例えば、ディスプレイコントローラ１８２は、表示素子１２０Ｂに画像の解像度を変更させることで画像の大きさを変更する。これによって、表示可能領域Ａ１に対する虚像ＶＩの相対的な大きさが変更される。
【００６７】
以下、表示制御装置１５０の一連の処理についてフローチャートを用いて説明する。図６は、表示制御装置１５０の一連の処理の一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、所定の周期で繰り返し行われてよい。
【００６８】
まず、判定部１５２ａは、照度センサ１６６ａにより検出された照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ以上であるのか否かを判定する（ステップＳ１００）。
【００６９】
判定部１５２ａは、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ以上である場合、昼間であると判定し（ステップＳ１０２）、照度ＬＭが照度閾値ＬＭＴＨ未満である場合、夜間であると判定する（ステップＳ１０４）。
【００７０】
駆動制御部１５２ｃは、判定部１５２ａにより夜間であると判定された場合、二重像抑制制御を行う（ステップＳ１０６）。
【００７１】
例えば、駆動制御部１５２ｃは、判定部１５２ａにより夜間であると判定され、目標制御量決定部１５２ｂにより決定された目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下である場合（「第１の場合」の一例）、二重像抑制制御として、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈを超える場合（「第２の場合」の一例）に比して、虚像視認距離Ｄとして取りうることが可能な距離範囲の中で下限とする最小距離ＤＭＩＮを大きくする。
【００７２】
所定距離ＤＴｈは、例えば、表示装置１００が搭載された車両Ｍを複数の運転者に試乗してもらい、試乗の間に虚像視認距離Ｄを順次変えていく中で、複数の運転者の大多数が、二重像が生じたことに気づかない、あるいは気にならないと申告したときの距離に設定される。大多数とは、全運転者の人数に対して、二重像が生じたことに気づかない、あるいは気にならないと申告した運転者の人数が、過半数以上、あるいは８、９割以上であるような人数であってよい。例えば、所定距離ＤＴｈは、７［ｍ］程度の距離に設定される。この場合、運転者が、虚像視認距離Ｄが７［ｍ］以上であると二重像を気にせず、虚像視認距離Ｄが７［ｍ］未満であると二重像を気にするものと見做してよい。なお、この７［ｍ］という数値は、あくまでも一例であり、表示装置１００の構成や表示装置１００が搭載される車両Ｍの種類、フロントウインドシールド２０の形状などが変更された場合に、複数の運転者に再度試乗してもらい、複数の運転者の意見を統計的に処理することで適宜変更されてよい。
【００７３】
図７は、昼間時における制御指令距離ＤＣＭＤと目標虚像視認距離ＤＴＡとの関係の一例を示す図である。また、図８は、夜間時における制御指令距離ＤＣＭＤと目標虚像視認距離ＤＴＡとの関係の一例を示す図である。図７に例示するように、判定部１５２ａにより昼間であると判定された場合、駆動制御部１５２ｃは、最小距離ＤＭＩＮから最大距離ＤＭＡＸまでの範囲で、目標虚像視認距離ＤＴＡと同じ値を、制御指令距離ＤＣＭＤに決定する。
【００７４】
一方、図８に例示するように、判定部１５２ａにより夜間であると判定された場合、駆動制御部１５２ｃは、最小距離ＤＭＩＮを所定距離ＤＴｈに変更し、その変更した最小距離ＤＭＩＮから最大距離ＤＭＡＸまでの範囲で、目標虚像視認距離ＤＴＡと同じ値を、制御指令距離ＤＣＭＤに決定する。これによって、例えば、虚像視認距離Ｄを、運転者によって二重像が認識されにくい７［ｍ］以上の距離とすることができるため、二重像が生じた場合であっても、運転者が二重像を認識しにくくなり、二重像が生じたことによって運転者が感じる煩わしさを軽減することができる。
【００７５】
また、例えば、駆動制御部１５２ｃは、判定部１５２ａにより夜間であると判定され、目標制御量決定部１５２ｂにより決定された目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下であり、更に、目標虚像視認距離ＤＴＡが最小距離ＤＭＩＮよりも短い場合（「第３の場合」の一例）、二重像抑制制御として、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈを超える場合に比して、制御指令角度θＣＭＤの増加度合を大きくする、すなわち、凹面鏡１２６の反射角度φの増加度合を大きくする。
【００７６】
図９は、昼間時における制御指令角度θＣＭＤと目標虚像視認距離ＤＴＡとの関係の一例を示す図である。また、図１０は、夜間時における制御指令角度θＣＭＤと目標虚像視認距離ＤＴＡとの関係の一例を示す図である。目標虚像視認距離ＤＴＡは、目標俯角θＴＡと反対の傾向（例えば反比例）で増加減するため、横軸は、マイナスの目標俯角θＴＡ、あるいは逆数の目標俯角θＴＡと読み替えてもよい。また、図１０では、図８に例示するように、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下の領域では、最小距離ＤＭＩＮが所定距離ＤＴｈと同じ値に変更されているものとする。すなわち、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下の領域では、必然的に目標虚像視認距離ＤＴＡが最小距離ＤＭＩＮよりも短くなる。
【００７７】
図９に例示するように、判定部１５２ａにより昼間であると判定された場合、駆動制御部１５２ｃは、最小角度θＭＩＮから最大角度θＭＡＸまでの範囲で、目標俯角θＴＡと同じ値を、制御指令角度θＣＭＤに決定する。
【００７８】
一方、図１０に例示するように、判定部１５２ａにより夜間であると判定された場合、駆動制御部１５２ｃは、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈを超える領域では、最小角度θＭＩＮから最大角度θＭＡＸまでの範囲で、目標俯角θＴＡと同じ値を、制御指令角度θＣＭＤに決定し、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下の領域では、最小角度θＭＩＮから最大角度θＭＡＸまでの範囲で、目標俯角θＴＡに重みαを乗算したり加算したりした演算値と同じ値を、制御指令角度θＣＭＤに決定する。これによって、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下の領域では、目標俯角θＴＡよりも大きい角度に制御指令角度θＣＭＤが決定される。この結果、本来であれば制御指令距離ＤＣＭＤを所定距離ＤＴｈ以下とすべきところ、運転者に二重像を視認させにくくするために制御指令距離ＤＣＭＤを所定距離ＤＴｈ以下としない場合、俯角θをより大きくさせて、表示可能領域Ａ１における虚像ＶＩの表示位置を下方向に移動させることができる。
【００７９】
上述したように、夜間時に目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下である場合、駆動制御部１５２ｃが、二重像抑制制御として、目標虚像視認距離ＤＴＡに反して制御指令距離ＤＣＭＤを決定するため、例えば、前方の物体（例えば前走車両など）が存在する空間に虚像ＶＩが形成され、虚像ＶＩが前方の物体と重なって視認されることが生じ得る。例えば、前方の物体が前走車両である場合、前走車両の後面はテクスチャが均一でなく、多種多様なテクスチャが混在していることから、虚像ＶＩが前走車両に埋め込まれているかのように運転者が感じる場合がある。
【００８０】
そのため、目標制御量決定部１５２ｂは、虚像ＶＩが前走車両に埋め込まれていると運転者に感じさせないために、制御指令角度θＣＭＤを目標俯角θＴＡよりも大きくすることで、前走車両と車両Ｍとの間の道路面などに虚像ＶＩを重畳させる。
【００８１】
図１１および図１２は、虚像ＶＩの見え方の一例を示す図である。図中Ｍ１は、前走車両を表している。図１１は、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下となる状況下で、駆動制御部１５２ｃが、制御指令角度θＣＭＤを目標俯角θＴＡよりも大きくしていない場面を表している。このような場面では、虚像ＶＩは、表示可能領域Ａ１内において、前走車両Ｍ１と重なった位置に表示される。また、図１２は、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下となる状況下で、駆動制御部１５２ｃが、制御指令角度θＣＭＤを目標俯角θＴＡよりも大きくしている場面を表している。このような場面では、虚像ＶＩは、表示可能領域Ａ１内において、前走車両Ｍ１と重ならない位置に表示される。
【００８２】
また、例えば、駆動制御部１５２ｃは、判定部１５２ａにより夜間であると判定され、目標制御量決定部１５２ｂにより決定された目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下であり、更に、目標虚像視認距離ＤＴＡが最小距離ＤＭＩＮよりも短い場合、二重像抑制制御として、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈを超える場合に比して、画像の輝度を小さくするための第３制御信号を生成してよい。
【００８３】
図１３は、夜間時の画像の輝度と目標虚像視認距離ＤＴＡとの関係の一例を示す図である。図示のように、例えば、駆動制御部１５２ｃは、判定部１５２ａにより夜間であると判定された場合、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈを超える領域では、画像の輝度を第１輝度値Ｂ１とし、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下の領域では、目標虚像視認距離ＤＴＡが短くなるのに応じて、画像の輝度値を小さくする。第１輝度値Ｂ１は、昼間時の画像の輝度以下であってよい。これによって、虚像視認距離Ｄが、二重像が視認されやすい距離である場合（ＤＴＡ＜ＤＴｈ）、フロントウインドシールド２０の裏面２０−２が反射した画像光ＩＬにより形成される第２虚像ＶＩ２の輝度を小さくすることができるため、運転者に二重像を視認させにくくすることができる。
【００８４】
以上説明した実施形態によれば、画像光ＩＬを投射する投光装置１２０と、画像光ＩＬの経路上に設けられ、運転者の視線位置Ｐ１から虚像ＶＩの形成位置Ｐ２までの虚像視認距離Ｄを調節可能な光学機構１２２と、光学機構１２２を通過した光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と、光学機構１２２に含まれるレンズの位置を光軸方向に移動させることで虚像視認距離Ｄを調節するレンズアクチュエータ１９０と、車両状態センサ１６８による検出結果や物体センサ１７０による検出結果などに基づいて、目標虚像視認距離ＤＴＡと目標俯角θＴＡとを決定する目標制御量決定部１５２ｂと、目標制御量決定部１５２ｂにより決定された目標虚像視認距離ＤＴＡに応じて制御指令距離ＤＣＭＤを決定するとともに、目標俯角θＴＡに応じて制御指令角度θＣＭＤを決定し、決定した制御指令距離ＤＣＭＤを示す第１制御信号と、決定した制御指令角度θＣＭＤを示す第２制御信号とを含む制御信号を、光学系コントローラ１８０に出力する駆動制御部１５２ｃと、を備え、駆動制御部１５２ｃが、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下となる場合に、二重像抑制制御を行うため、二重像が生じた場合であっても、運転者に二重像を認識させにくくすることができる。この結果、画像（虚像ＶＩ）の視認性を向上させることができる。
【００８５】
また、上述した実施形態によれば、目標虚像視認距離ＤＴＡに応じて制御指令距離ＤＣＭＤを決定する際に、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下である場合、二重像抑制制御として、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈを超える場合に比して、制御指令距離ＤＣＭＤの取りうることが可能な距離範囲の最小距離ＤＭＩＮを大きくするため、運転者の視線位置Ｐ１から所定距離ＤＴｈ以上離された位置に虚像ＶＩを形成することができる。この結果、二重像が生じた場合であっても、車両Ｍに乗車し得る大多数の運転者は二重像が気にならなくなる。
【００８６】
また、上述した実施形態によれば、目標虚像視認距離ＤＴＡに応じて制御指令距離ＤＣＭＤを決定する際に、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下であり、目標虚像視認距離ＤＴＡが最小距離ＤＭＩＮよりも短い場合、二重像抑制制御として、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈを超える場合に比して、制御指令角度θＣＭＤの増加度合を大きくする、すなわち、凹面鏡１２６の反射角度φの増加度合を大きくするため、車両Ｍの前方の物体と重ならない位置に虚像ＶＩを形成することができる。この結果、虚像ＶＩが車両Ｍの前方の物体に埋め込まれていると運転者に感じさせにくくすることができる。
【００８７】
また、上述した実施形態によれば、目標虚像視認距離ＤＴＡに応じて制御指令距離ＤＣＭＤを決定する際に、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈ以下であり、目標虚像視認距離ＤＴＡが最小距離ＤＭＩＮよりも短い場合、二重像抑制制御として、目標虚像視認距離ＤＴＡが所定距離ＤＴｈを超える場合に比して、画像の輝度を小さくするため、運転者に二重像を視認させにくくすることができる。
【００８８】
なお、上述した実施形態では、駆動制御部１５２ｃが、少なくとも判定部１５２ａにより夜間であると判定された場合、二重像抑制制御を行うものとして説明したがこれに限られず、判定部１５２ａにより昼間であると判定された場合に、二重像抑制制御を行ってもよい。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
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結像する位置までの光学距離を調節可能な光学機構と、
前記光学機構を通過した光を反射体に向けて反射する凹面鏡と、
前記光学距離を調節する第１アクチュエータと、
前記凹面鏡の反射角度を調節する第２アクチュエータと、
プログラムを記憶するストレージと、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
車両の状態または前記車両の周囲の状況に基づいて目標光学距離および目標反射角度を決定し、
前記第１アクチュエータを制御して前記光学距離を前記目標光学距離に近づけ、
前記第２アクチュエータを制御して前記反射角度を前記目標反射角度に近づけ、
前記目標光学距離が所定距離以下となる場合、前記虚像が二重像となることを抑制する所定の制御を行う、
ように構成されている、表示装置。
【００９２】
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】
【００９３】
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、１５２…制御部、１５２ａ…判定部、１５２ｂ…目標制御量決定部、１５２ｃ…駆動制御部、１５４…記憶部、１６２…レンズ位置センサ、１６４…凹面鏡角度センサ、１６６…環境センサ、１６８…車両状態センサ、１７０…物体センサ、１８０…光学系コントローラ、１８２…ディスプレイコントローラ、１９０…レンズアクチュエータ、１９２…凹面鏡アクチュエータ、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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