(57)【要約】【課題】立体映像の融像を容易にする虚像表示装置を提供する。【解決手段】虚像表示装置は、表示光を反射部３ａに反射させて、視認領域ＥＢから視認可能な虚像ＶＲ１，ＶＲ２を表示する。虚像表示装置は、表示光を発する表示画面を有する表示部を備える。また虚像表示装置は、表示画面に、視認領域のうち第１視点に向かうこととなる表示光を発する第１領域と、視認領域のうち第１視点とは異なる位置である第２視点に向かうこととなる表示光を発する第２領域と、を設定し、第１視点と第２視点との視差に基づく視差画像を、第１領域に視差画像ＰＩ１として、及び第２領域に視差画像ＰＩ２として、それぞれ表示するように、表示部を制御する画像制御部を備える。画像制御部は、表示画面上において、第１領域に表示される視差画像ＰＩ１の上方向ＵＤと、第２領域に表示される視差画像ＰＩ２の上方向ＵＤとを互いに異ならせる。【選択図】図７
2020086069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示光を反射部（３ａ）に反射させて、視認領域（ＥＢ）から視認可能な虚像（ＶＲ１，ＶＲ２）を表示する虚像表示装置であって、
前記表示光を発する表示画面（２１ａ）を有する表示部（２０）と、
前記表示画面に、前記視認領域のうち第１視点（ＶＰ１）に向かうこととなる前記表示光を発する第１領域（ＰＡ１）と、前記視認領域のうち前記第１視点とは異なる位置である第２視点（ＶＰ２）に向かうこととなる前記表示光を発する第２領域（ＰＡ２）と、を設定し、前記第１視点と前記第２視点との視差に基づく視差画像を、前記第１領域に第１視差画像（ＰＩ１）として、及び前記第２領域に第２視差画像（ＰＩ２）として、それぞれ表示するように、前記表示部を制御する画像制御部（４２）と、を備え、
前記画像制御部は、前記表示画面上において、前記第１領域に表示される前記第１視差画像の上方向（ＵＤ）と、前記第２領域に表示される前記第２視差画像の上方向と、が互いに異なるように、前記第１視差画像及び前記第２視差画像を表示させる虚像表示装置。
【請求項２】
前記第１視差画像の未回転データ及び前記第２視差画像の未回転データを用意するデータ用意部（４１）を、さらに備え、
前記画像制御部は、前記第１視差画像の未回転データを所定の第１回転量にて回転する処理を実施した上で、前記第１視差画像として前記表示画面上に表示すると共に、前記第２視差画像の未回転データを前記第１回転量とは異なる第２回転量にて回転する処理を実施した上で、前記第２視差画像として前記表示画面上に表示する請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項３】
表示光を反射部（３ａ）に反射させて、視認領域（ＥＢ）から視認可能な虚像（ＶＲ１，ＶＲ２）を表示する虚像表示装置であって、
前記表示光を発する表示画面（２１ａ）を有する表示部（２０）と、
前記表示画面に、前記視認領域のうち第１視点（ＶＰ１）に向かうこととなる前記表示光を発する第１領域（ＰＡ１）と、前記視認領域のうち前記第１視点とは異なる位置である第２視点（ＶＰ２）に向かうこととなる前記表示光を発する第２領域（ＰＡ２）と、を設定し、前記第１視点と前記第２視点との視差に基づく視差画像を、前記第１領域に第１視差画像（ＰＩ１）として、及び前記第２領域に第２視差画像（ＰＩ２）として、それぞれ表示するように、前記表示部を制御する画像制御部（４２）と、
前記第１視差画像の未回転データ及び前記第２視差画像の未回転データを用意するデータ用意部（４１）と、を備え、
前記画像制御部は、前記第１視差画像の未回転データを所定の第１回転量にて回転する処理を実施した上で、前記第１視差画像として前記表示画面上に表示すると共に、前記第２視差画像の未回転データを前記第１回転量とは異なる第２回転量にて回転する処理を実施した上で、前記第２視差画像として前記表示画面上に表示する虚像表示装置。
【請求項４】
前記画像制御部は、前記虚像を視認する観察者の調整操作を検出可能に構成され、その検出結果に基づいて、前記第１回転量及び前記第２回転量を、調整する請求項２又は３に記載の虚像表示装置。
【請求項５】
前記画像制御部は、前記第１回転量及び前記第２回転量の調整において、
前記第１回転量及び前記第２回転量のうち、片方を変更可能とし、もう片方を変更不能とする片方調整モードと、
前記第１回転量及び前記第２回転量の両方をまとめて同量変更可能とする両方調整モードと、を切り替え可能である請求項４に記載の虚像表示装置。
【請求項６】
前記両方調整モードは、前記片方調整モードの終了後に開始される請求項５に記載の虚像表示装置。
【請求項７】
前記第１視差画像による前記虚像の上方向と、前記第２視差画像による前記虚像の上方向との角度差は、２０［′］以下である請求項１から６のいずれか１項に記載の虚像表示装置。
【請求項８】
立体映像の表示に用いられ、左眼用の視差画像（ＰＩ１）と右眼用の視差画像（ＰＩ２）との融像状態を調整する操作を受け付ける融像調整操作装置であって、
前記左眼用の視差画像及び前記右眼用の視差画像のうち少なくとも片方を、回転させる回転スイッチ（６１ａ，６１ｂ）と、
前記回転スイッチが操作された結果を出力する出力部（６２）と、を備える融像調整操作装置。
【請求項９】
前記回転スイッチが、前記左眼用の視差画像及び前記右眼用の視差画像のうち、片方だけを回転させる片方調整モードと、
前記回転スイッチが、前記左眼用の視差画像及び前記右眼用の視差画像の両方をまとめて同量回転させる両方調整モードと、を切り替え可能に構成された請求項８に記載の融像調整操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、虚像表示装置及び融像調整操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示光を反射部に反射させて、視認領域から視認可能な虚像を表示する虚像表示装置が知られている。このような虚像表示装置には、視差画像を用いて立体映像を融像することも開示されている。特許文献１に開示の装置は、裸眼立体視用の表示画像（視差画像）を防風ガラス（ウインドシールド）に反射させる表示部と、防風ガラスの湾曲形状に応じた補正パターンに従って表示すべき画像を補正する補正部と、を備えている。
【０００３】
具体的に、右ハンドルの車両では防風ガラスにおいて、右端ほど湾曲が大きいことを前提とし、補正パターンは、防風ガラスに対して予め計測された歪みに応じて作成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１５５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、表示光が防風ガラス等に設けられた反射部に反射されると、これにより結像される虚像は、表示部、反射部及び視認領域の位置関係に基づいた表示光の経路に応じて、実体的に回転して表示されてしまうことが多い。視認領域に第１視点及び第２視点を設定し、各視点に対応する第１視差画像及び第２視差画像を表示する形態では、第１視差画像の表示光の経路と、第２視差画像の表示光の経路とが異なる。故に、第１視差画像による虚像の回転量と、第２視差画像による虚像の回転量も異なる。
【０００６】
したがって、各視点から視認される各虚像の上方向が相違することにより、各虚像を立体映像として融像させることがそもそもできないことや、融像できたとしても、その視認性が低いことが懸念されている。
【０００７】
この明細書の開示による目的のひとつは、立体映像の融像を容易にする虚像表示装置及び融像調整操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに開示された態様のひとつは、表示光を反射部（３ａ）に反射させて、視認領域（ＥＢ）から視認可能な虚像（ＶＲ１，ＶＲ２）を表示する虚像表示装置であって、
表示光を発する表示画面（２１ａ）を有する表示部（２０）と、
表示画面に、視認領域のうち第１視点（ＶＰ１）に向かうこととなる表示光を発する第１領域（ＰＡ１）と、視認領域のうち第１視点とは異なる位置である第２視点（ＶＰ２）に向かうこととなる表示光を発する第２領域（ＰＡ２）と、を設定し、第１視点と第２視点との視差に基づく視差画像を、第１領域に第１視差画像（ＰＩ１）として、及び第２領域に第２視差画像（ＰＩ２）として、それぞれ表示するように、表示部を制御する画像制御部（４２）と、を備え、
画像制御部は、表示画面上において、第１領域に表示される第１視差画像の上方向（ＵＤ）と、第２領域に表示される第２視差画像の上方向と、が互いに異なるように、第１視差画像及び第２視差画像を表示させる。
【０００９】
このような態様によると、表示部の表示画面において、第１視差画像が表示される第１領域から発せられる表示光は、視認領域のうち第１視点に向かい、第２視差画像が表示される第２領域から発せられる表示光は、視認領域のうち、第１視点とは異なる位置である第２視点へと向かう。第１視差画像の表示光の経路と第２視差画像の表示光の経路とが異なると共に、各表示光は、反射部に反射されて視認領域の各視点へ到達することとなる。このため、第１視差画像による虚像の上方向は、表示画面上の第１視差画像の上方向に対して、反射部での反射を原因として実体的に回転され、また、第２視差画像による虚像の上方向は、表示画面上の第２視差画像の上方向に対して、第１視差画像とは異なる回転量だけ回転される。
【００１０】
これに対し、表示部の表示画面上において、第１領域に表示される第１視差画像の上方向と、第２領域に表示される第２視差画像の上方向とは、互いに異なる。元々の表示画面上の上方向を異ならせておくことで、回転後の第１視差画像の虚像の上方向と、回転後の第２視差画像の虚像の上方向を、近づけることが可能となる。そうすると、第１視点と第２視点との視差に基づいた第１視差画像及び第２視差画像が、虚像として表示されても、当該視差により合致した表示形態となる。以上により、観察者に、第１視差画像の虚像と、第２視差画像の虚像とを、第１視点と第２視点との視差に基づいて融像させることが容易となり、観察者が立体映像を良好に認識することができる。
【００１１】
また、ここに開示された態様の他のひとつは、表示光を反射部（３ａ）に反射させて、視認領域（ＥＢ）から視認可能な虚像（ＶＲ１，ＶＲ２）を表示する虚像表示装置であって、
表示光を発する表示画面（２１ａ）を有する表示部（２０）と、
表示画面に、視認領域のうち第１視点（ＶＰ１）に向かうこととなる表示光を発する第１領域（ＰＡ１）と、視認領域のうち第１視点とは異なる位置である第２視点（ＶＰ２）に向かうこととなる表示光を発する第２領域（ＰＡ２）と、を設定し、第１視点と第２視点との視差に基づく視差画像を、第１領域に第１視差画像（ＰＩ１）として、及び第２領域に第２視差画像（ＰＩ２）として、それぞれ表示するように、表示部を制御する画像制御部（４２）と、
第１視差画像の未回転データ及び第２視差画像の未回転データを用意するデータ用意部（４１）と、を備え、
画像制御部は、第１視差画像の未回転データを所定の第１回転量にて回転する処理を実施した上で、第１視差画像として表示画面上に表示すると共に、第２視差画像の未回転データを第１回転量とは異なる第２回転量にて回転する処理を実施した上で、第２視差画像として表示画面上に表示する。
【００１２】
このような態様によると、表示部の表示画面において、第１視差画像が表示される第１領域から発せられる表示光は、視認領域のうち第１視点に向かい、第２視差画像が表示される第２領域から発せられる表示光は、視認領域のうち、第１視点とは異なる位置である第２視点へと向かう。第１視差画像の表示光の経路と第２視差画像の表示光の経路とが異なると共に、各表示光は、反射部に反射されて視認領域の各視点へ到達することとなる。このため、第１視差画像による虚像は、表示画面上の第１視差画像に対して、反射部での反射を原因として実体的に回転され、また、第２視差画像による虚像は、表示画面上の第２視差画像に対して、第１視差画像とは異なる回転量だけ回転される。
【００１３】
これに対し、用意した第１視差画像の未回転データは、所定の第１回転量にて回転する処理が実施された上で、第１視差画像として表示画面上に表示される。また、第２視差画像の未回転データは、所定の第２回転量にて回転する処理が実施された上で、第２視差画像として表示画面上に表示される。元々の表示画面上に表示される第１視差画像及び第２視差画像を互いに異なる第１回転量及び第２回転量にて回転させておくことで、反射部での反射を原因とした実体的な回転量が、第１視差画像と第２視差画像との間で異なっていたとしても、その実体的な回転量の差の少なくとも一部を相殺できる。そうすると、第１視点と第２視点との視差に基づいた第１視差画像及び第２視差画像が、虚像として表示されても、当該視差により合致した表示形態とすることができる。以上により、観察者に、第１視差画像の虚像と、第２視差画像の虚像とを、第１視点と第２視点との視差に基づいて融像させることが容易となり、観察者が立体映像を良好に認識することができる。
【００１４】
また、ここに開示された態様の他のひとつは、立体映像の表示に用いられ、左眼用の視差画像（ＰＩ１）と右眼用の視差画像（ＰＩ２）との融像状態を調整する操作を受け付ける融像調整操作装置であって、
左眼用の視差画像及び右眼用の視差画像のうち少なくとも片方を、回転させる回転スイッチ（６１ａ，６１ｂ）と、
回転スイッチが操作された結果を出力する出力部（６２）と、を備える。
【００１５】
このような態様によると、融像調整操作装置には、回転スイッチが設けられている。このような回転スイッチを操作した結果が出力されることによって、左眼用の視差画像及び右眼用の視差画像のうち少なくとも片方を、回転させることができる。視差画像を回転させる調整を可能としたことで、立体映像の表示において、例えば表示画面を直接見ないで、画像の表示光を反射部に反射させる等の表示形態を採用したとしても、反射部を原因とした立体映像の回転を修正して、融像を容易にすることができる。
【００１６】
なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態のＨＵＤ装置の車両への搭載状態を示す図である。
【図２】第１実施形態のＨＵＤ装置と視点との関係を示す図である。
【図３】第１実施形態の表示システムの概略構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態の表示部、マイクロレンズアレイ及びレンチキュラレンズを示す図である。
【図５】第１実施形態のレンチキュラレンズと短冊画像領域及び視差画像領域との対応関係を模式的に示す図である。
【図６】比較例の視差画像の上方向及び虚像の上方向の関係を模式的に示す図である。
【図７】第１実施形態の視差画像の上方向及び虚像の上方向の関係を模式的に示す図である。
【図８】反射部を原因とした虚像の実体的な回転現象を説明するための図であって、面法線の方向と入射面が一致している場合を示す図である。
【図９】反射部を原因とした虚像の実体的な回転現象を説明するための図であって、面法線の方向と入射面が一致していない場合を示す図である。
【図１０】反射部の曲率半径と回転倒れ差との関係を示すグラフである。
【図１１】瞳孔間隔と回転倒れ差との関係を示すグラフである。
【図１２】第１実施形態のＨＵＤ装置によるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１，２に示すように、本開示の第１実施形態による虚像表示装置は、車両１に用いられている。具体的に虚像表示装置は、当該車両１のインストルメントパネル２内に収容されることにより、当該車両１に搭載されているヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置）１０となっている。ＨＵＤ装置１０は、車両１のウインドシールド３に設定された反射部３ａへ画像を投影することにより、観察者としての乗員により視認可能な虚像ＶＲ１，ＶＲ２を表示する。すなわち、反射部３ａに入射し、反射された画像の表示光が、車両１の室内に設定された視認領域ＥＢに到達することにより、視認領域ＥＢにアイポイントが位置する乗員は、当該表示光を虚像ＶＲ１，ＶＲ２として知覚する。後に詳述するが、本実施形態において乗員は、左眼により視認される虚像ＶＲ１及び右眼により視認される虚像ＶＲ２が融像されて確認可能となる立体映像を認識することとなる。そして、乗員は、立体映像によって各種情報を得ることができる。
【００２０】
以下において、特に断り書きがない限り、前、後、上、下、左、右の方向は、水平面ＨＰ上の車両１を基準として記載される。
【００２１】
車両１のウインドシールド３は、例えばガラスないしは合成樹脂により透光性の板状に形成され、インストルメントパネル２よりも上方に配置されている。ウインドシールド３は、後方へ向かう程、インストルメントパネル２から上方へ離間するように、傾斜して配置されている。ウインドシールド３は、表示光が入射する反射部３ａを、滑らかな凹状湾曲を呈する曲面状に形成している。
【００２２】
このようなウインドシールド３の形状は、一般的に、車両１の用途ないしはデザイン等に基づいて車両メーカにより設定されている。例えば、ウインドシールド３の形状は、２次以上の係数をもつ多項式で表されるような、自由曲面形状となっている。
【００２３】
視認領域ＥＢは、ＨＵＤ装置１０により表示される虚像ＶＲ１，ＶＲ２が所定の規格を満たすように（例えば虚像全体が所定の輝度以上となるように）視認可能となる空間領域であって、アイボックスとも称される。視認領域ＥＢは、典型的には、車両１に設定されたアイリプスと重なるように設定される。アイリプスは、両眼それぞれに対して設定され、乗員のアイポイントの空間分布を統計的に表したアイレンジに基づいて、楕円体状に設定されている。
【００２４】
このようなＨＵＤ装置１０の具体的構成を、図３〜５も用いて、以下に説明する。ＨＵＤ装置１０は、ハウジング１１、表示部２０、マイクロレンズアレイ３０、レンチキュラレンズ３５、及び制御ユニット４０等により構成されている。また、ＨＵＤ装置１０は、融像調整操作装置６０、ＤＳＭ７０、描画ＥＣＵ７２等と共に、表示システム９を構成している。
【００２５】
図１，２に示すハウジング１１は、例えば合成樹脂ないしは金属により、遮光性を有する中空形状に形成され、表示部２０、マイクロレンズアレイ３０及びレンチキュラレンズ３５を収容している。ハウジング１１は、反射部３ａと上下に対向するように、上方に対して光学的に開口する窓部１２を、形成している。窓部１２は、透光性ないしは半透光性を有する防塵シート１３によって塞がれている。なお、制御ユニット４０は、ハウジング１１に収容されていてもよく、ハウジング１１外部に別途設置されていてもよい。
【００２６】
図２〜４に示す表示部２０は、ハウジング１１において比較的下方に配置されている。本実施形態の表示部２０は、液晶式の表示器となっている。表示部２０は、バックライトユニット２２及び画像表示パネル２１を有し、箱状のケーシングにこれらを収容して形成されている。
【００２７】
バックライトユニット２２は、例えばＬＥＤ等の光源から光を発することにより、画像表示パネル２１を照明する。バックライトユニット２２には、いわゆるエッジ型のバックライト、直下型のバックライト等、種々の構成が採用され得る。
【００２８】
画像表示パネル２１は、画像を実像表示する平板状の表示素子である。本実施形態では、画像表示パネル２１として、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いた液晶パネルであって、２次元方向に配列された複数の画素により表示画面２１ａを形成するアクティブマトリクス型の透過型液晶パネルが採用されている。
【００２９】
画像表示パネル２１は、長手方向及び短手方向を有する矩形状を呈している。画素が長手方向及び短手方向に沿って配列されることで、表示画面２１ａもまた矩形状を呈している。本実施形態では、表示画面２１ａにおける長手方向が、虚像ＶＲ１，ＶＲ２における左右方向に対応し、表示画面２１ａにおける短手方向が、虚像ＶＲ１，ＶＲ２における上下方向に対応している。
【００３０】
画像表示パネル２１には、一対の偏光板及び当該一対の偏光板に挿まれた液晶層等が積層されている。一対の偏光板はその偏光軸を互いに実質直交するように配置されている。液晶層では、画素毎の電圧印加により、印加電圧に応じて液晶層を透過する光の偏光方向を回転させることが可能となっている。こうして、画素毎に、表示画面２１ａ側の偏光板を透過する光の透過率を制御することが可能となっている。
【００３１】
したがって、画像表示パネル２１は、バックライトユニット２２側の表面である照明対象面を当該バックライトユニット２２により照明され、画素毎の透過率が制御されることで、表示画面２１ａに画像を表示することが可能となっている。隣り合う画素には、互いに異なる色のカラーフィルタ（例えば赤、緑及び青）が設けられており、これらの組み合わせにより、様々な色が表現されるようになっている。
【００３２】
表示画面２１ａは、その長手方向が左右方向に沿うように配置され、上方のウインドシールド３側を向いていることにより、表示光は、各画素から上方へと射出されるように発光する。
【００３３】
図２，４に示すマイクロレンズアレイ３０は、表示部２０と反射部３ａとの間の光路上に配置されている。当該光路上において、マイクロレンズアレイ３０は、レンチキュラレンズ３５よりも表示部２０側に配置されている。マイクロレンズアレイ３０は、例えばガラスないしは合成樹脂により形成され、透光性を有している。マイクロレンズアレイ３０は、画像表示パネル２１の画素に個別に対応するマイクロレンズ素子３１を例えば長手方向及び短手方向の２方向に配列して、板状に形成されている。マイクロレンズ素子３１の配列ピッチは、画素の配列ピッチと実質的に同一に設定されている。
【００３４】
各マイクロレンズ素子３１は、画像表示パネル２１側に、各マイクロレンズ素子３１間で共通の入射側光学面３２を、平面状に形成している。入射側光学面３２は、表示画面２１ａと近接又は当接するように配置されている。また、各マイクロレンズ素子３１は、反射部３ａ側に、各マイクロレンズ素子３１に個別の射出側光学面３３を、凸状に湾曲する滑らかな曲面状に形成している。この射出側光学面３３によって、表示画面２１ａから発せられた表示光が画素毎に集光される。
【００３５】
図２，４に示すレンチキュラレンズ３５は、表示部２０と反射部３ａとの間の光路上に配置されている。当該光路上において、レンチキュラレンズ３５は、マイクロレンズアレイ３０よりも反射部３ａ側に配置されている。レンチキュラレンズ３５は、例えばガラスないしは合成樹脂により形成され、透光性を有している。レンチキュラレンズ３５は、複数のシリンドリカルレンズ素子３６を例えば長手方向の１方向（これを配列方向ＡＤと称する）に配列して、板状に形成されている。シリンドリカルレンズ素子３６の配列ピッチは、マイクロレンズ素子３１及び画素の配列ピッチよりも、十分に大きく設定されている。
【００３６】
各シリンドリカルレンズ素子３６は、短手方向に沿って延伸するように配置されている。各シリンドリカルレンズ素子３６は、画像表示パネル２１側に、各シリンドリカルレンズ素子３６間で共通の入射側光学面３７を、マイクロレンズアレイ３０と対向するように平面状に形成している。また、各シリンドリカルレンズ素子３６は、反射部３ａ側に、各シリンドリカルレンズ素子３６に個別の射出側光学面３８を、その配列方向ＡＤを含む縦断面において凸状に湾曲する凸シリンドリカル面状に形成している。
【００３７】
そして、図５に示すように、画像表示パネル２１の表示画面２１ａ上には、各シリンドリカルレンズ素子３６に対して個別に対応する短冊状の短冊画像領域ＳＡが設定されている。各短冊画像領域ＳＡは、各シリンドリカルレンズ素子３６の外輪郭を、表示画面２１ａ上に仮想的に投影した投影外輪郭に囲まれた領域として（換言すると表示制御上の仮想領域として）、設定されている。シリンドリカルレンズ素子３６は、互いに重複せずに隙間なく配列されているので、短冊画像領域ＳＡも、互いに重複せずに隙間なく配列されている。各短冊画像領域ＳＡは、配列方向ＡＤに複数の画素を含むような幅に設定されている。
【００３８】
各短冊画像領域ＳＡから射出される表示光が、当該短冊画像領域ＳＡに個別に対応するシリンドリカルレンズ素子３６に入射するようになっている。シリンドリカルレンズ素子３６による屈折作用によって、同一の短冊画像領域ＳＡに属し、配列方向ＡＤに互いにずれた位置の各画素から射出される各表示光は、レンチキュラレンズ３５を透過することに伴って、配列方向ＡＤを含む縦断面において互いに異なる方向へ屈折されることとなる。
【００３９】
図３に示す制御ユニット４０は、いわゆるコンピュータであり、少なくとも１つのプロセッサ、メモリ装置、入出力インターフェースを含む電子回路を主体として構成されている。プロセッサは、メモリ装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行する演算回路である。メモリ装置は、例えば半導体メモリ等によって提供され、プロセッサによって読み取り可能なコンピュータプログラムを非一時的に格納するための非遷移的実体的記憶媒体である。
【００４０】
制御ユニット４０は、表示部２０と通信可能に接続されている。加えて、制御ユニット４０は、通信を用いた電気信号の入力によって、融像調整操作装置６０、ＤＳＭ７０、及び描画ＥＣＵ７２等からの各種情報を取得可能に構成されている。なお、制御ユニット４０と各要素との間の通信においては、有線通信、無線通信を問わず各種の好適な通信方式が採用され得る。
【００４１】
制御ユニット４０は、データ用意部４１及び画像制御部４２等を、コンピュータプログラムの実行により演算処理を行なう機能部（制御部ともいう）として備える。データ用意部４１は、画像制御部４２において用いられるデータを用意する。具体的に、データ用意部４１は、後述する視差画像ＰＩ１，ＰＩ２の未回転データを、例えば描画ＥＣＵ７２から取得することにより、用意する。なお、未回転データとは、視差画像ＰＩ１，ＰＩ２が実体的な回転を伴わずに表示されることを前提として生成されたデータである。
【００４２】
描画ＥＣＵ７２は、いわゆるコンピュータであり、少なくとも１つのプロセッサ、メモリ装置、入出力インターフェースを含む電子回路を主体として構成されている。描画ＥＣＵ７２は、車両１の各種機器又は車外から取得した情報に基づいて、ＨＵＤ装置１０に表示するための視差画像ＰＩ１，ＰＩ２の未回転データを、生成する。
【００４３】
画像制御部４２は、画像表示パネル２１の表示画面２１ａに表示される画像を制御する。図５に示すように、画像制御部４２は、上述の如く、表示画面２１ａの各短冊画像領域ＳＡを仮想的に設定し、さらに各短冊画像領域ＳＡをシリンドリカルレンズ素子３６の配列方向ＡＤに分割した細切りの視差画像領域ＰＡ１，ＰＡ２を仮想的に設定した上で、表示画面２１ａに表示される画像を制御する。同一の短冊画像領域ＳＡに属する視差画像領域ＰＡ１，ＰＡ２は、典型的には、視認領域ＥＢに設定される視点ＶＰ１，ＶＰ２の全数と同数となるように、設定される。
【００４４】
特に本実施形態では、左眼に対応する左眼用の視点ＶＰ１と、右眼に対応する右眼用の視点ＶＰ２との合計２つの視点が、視認領域ＥＢの互いに異なる位置に設定されているので、各短冊画像領域ＳＡは２分割される。すなわち、同一の短冊画像領域ＳＡに属する視差画像領域ＰＡ１，ＰＡ２は、左眼用の視差画像領域ＰＡ１と、右眼用の視差画像領域ＰＡ２の２つ設定される。表示画面２１ａ全体からみれば、左眼用の視差画像領域ＰＡ１と、右眼用の視差画像領域ＰＡ２とが、配列方向ＡＤに沿って１つずつ交互に並んでいることになる。
【００４５】
同一の短冊画像領域ＳＡに属する各視差画像領域ＰＡ１，ＰＡ２では、視認領域ＥＢに設定される各視点ＶＰ１，ＶＰ２と個別に対応付けられた視差画像ＰＩ１，ＰＩ２が表示される。本実施形態では、左眼用の視差画像領域ＰＡ１において、左眼用の視差画像ＰＩ１が表示され、右眼用の視差画像領域ＰＡ２において、右眼用の視差画像ＰＩ２が表示される。各視差画像領域ＰＡ１，ＰＡ２に表示された各視差画像ＰＩ１，ＰＩ２からの表示光が、シリンドリカルレンズ素子３６において互いに異なる方向へ屈折されることにより、その後の反射部３ａでの互いに異なる位置での反射を経て、視認領域ＥＢにおいて個別に対応する視点ＶＰ１，ＶＰ２の位置に到達する。
【００４６】
こうした視差画像ＰＩ１，ＰＩ２が、各短冊画像領域ＳＡにおいて同様に表示される。これにより、左眼用の視点ＶＰ１には、各短冊画像領域ＳＡ内の視差画像領域ＰＡ１の表示光が、各シリンドリカルレンズ素子３６を経て向かうこととなる。これにより、左眼用の視点ＶＰ１では、左眼用の各視差画像領域ＰＡ１に表示された画像が、繋ぎ合わされたように一体的に、左眼用の視差画像ＰＩ１の虚像ＶＲ１として、表示される。同様に、右眼用の視点ＶＰ２には、各短冊画像領域ＳＡ内の視差画像領域ＰＡ２の表示光が、各シリンドリカルレンズ素子３６を経て向かうこととなる。これにより、右眼用の視点ＶＰ２では、右眼用の各視差画像領域ＰＡ２に表示された画像が、繋ぎ合わされたように一体的に、右眼用の視差画像ＰＩ２の虚像ＶＲ２として、表示される。
【００４７】
したがって、各シリンドリカルレンズ素子３６は、これと個別に対応する短冊画像領域ＳＡから射出される表示光を、複数（本実施形態では２つ）の視点ＶＰ１，ＶＰ２に分割する視点分割素子として機能する。本実施形態では、シリンドリカルレンズ素子３６の配列方向ＡＤが左右方向に沿っており、配列方向ＡＤにパワーを有している。そして、図２に示すように、視認領域ＥＢにおける視点ＶＰ１，ＶＰ２の位置も互いに左右方向にずれている。
【００４８】
なお、シリンドリカルレンズ素子３６により分割される視点は、「点」表現しているが、幾何学的な「点」というよりは、視るための「位置」を意味している。したがって、視認領域ＥＢにおける各視点ＶＰ１，ＶＰ２は、実際には、有限の領域をもつものとなっている。本実施形態では、例えば、視認領域ＥＢのうち左側半分が、左眼に対応した左眼用の視点ＶＰ１に設定され、視認領域ＥＢのうち右側半分が右眼に対応した右眼用の視点ＶＰ２に設定されている。
【００４９】
乗員の左眼が左眼用の視点ＶＰ１に重なることによって、左眼からは左眼用の視差画像ＰＩ１の虚像ＶＲ１がウインドシールド３を挟んで視認領域ＥＢとは反対側に視認される。また、乗員の右眼が右眼用の視点ＶＰ２に重なることによって、右眼からは右眼用の視差画像ＰＩ１の虚像ＶＲ１がウインドシールド３を挟んで視認領域ＥＢとは反対側に視認される。画像制御部４２により、左眼用の視差画像ＰＩ１と、右眼用の視差画像ＰＩ２との間には、両視点ＶＰ１，ＶＰ２の左右の位置のずれに基づいた視差が設定されている。
【００５０】
こうした視差の影響を受け、表示光によって乗員に認識される映像は、虚像ＶＲ１，ＶＲ２そのものというよりは、虚像ＶＲ１，ＶＲ２とは異なる距離に浮かび上がる立体映像となる。ただしそれは、虚像ＶＲ１，ＶＲ２の融像が良好に行われることが前提となる。すなわち乗員は、両眼視において、左眼の網膜に結像される像と、右眼の網膜に結像される像とを融像することによって、立体映像を認識することができる。
【００５１】
さて、左眼用の視差画像領域ＰＡ１から発せられ、左眼に対応した視点ＶＰ１に至る表示光と、右眼用の視差画像領域ＰＡ２から発せられ、右眼に対応した視点ＶＰ２に至る表示光とは、上記左右の位置のずれに基づいて、互いに異なる経路を経る。具体的に、前者の表示光と、後者の表示光とは、ウインドシールド３の反射部３ａにおいて、例えば左右にずれた位置で反射されることとなる。反射部３ａは、上述のように滑らかな凹状湾曲を呈する曲面状となっているため、互いに左右にずれた位置では、その面法線ＶＮの方向に差異が存在する。
【００５２】
ここで、このような表示光の経路に対して、仮に、表示画面２１ａ上の左眼用の視差画像ＰＩ１の上方向ＵＤと、右眼用の視差画像ＰＩ２の上方向ＵＤとを、同じ方向に表示する比較例の場合（図６参照）を考える。ここでいう上方向ＵＤとは、観察者（すなわち乗員）が当該画像を見た場合に、上として最も違和感少なく認識できる方向であり、例えば「Ａ」という文字が表示された場合であれば、当該文字の鋭角の突出方向が該当する。
【００５３】
そうすると、図８，９に示すように、左眼用の視差画像ＰＩ１の表示光が反射される反射部３ａの位置の面法線ＶＮの方向が入射面上にない場合には、左眼用の視差画像ＰＩ１の虚像ＶＲ１の上方向ＵＤは、当該反射部３ａを原因として回転する。また、右眼用の視差画像ＰＩ２の表示光が反射される反射部３ａの位置の面法線ＶＮの方向が入射面上にない場合には、右眼用の視差画像ＰＩ２の虚像ＶＲ２の上方向ＵＤは、当該反射部３ａを原因として回転する。ここで、各表示光に対する面法線ＶＮの方向には差異が存在しているので、左眼用の虚像ＶＲ１の上方向ＵＤの実体的な回転量（以下、実体回転量）と、右眼用の虚像ＶＲ２の上方向ＵＤの実体回転量とが異なる。故に比較例では、図７に示すように、左眼用の虚像ＶＲ１と右眼用の虚像ＶＲ２との間で、上方向ＵＤがばらばらになる。すなわち、両虚像ＶＲ１，ＶＲ２間で回転倒れ差が生じる。この結果、乗員が両虚像ＶＲ１，ＶＲ２を良好に融像することが困難となり、立体映像がそもそも認識できない、又は認識できたとしても、眼や脳に大きな負担がかかり、疲労が発生するといった事態が想定される。
【００５４】
そこで、図７に示すように、本実施形態において画像制御部４２は、表示画面２１ａ上において、左眼用の視差画像領域ＰＡ１に表示される視差画像ＰＩ１の上方向ＵＤと、右眼用の視差画像領域ＰＡ２に表示される視差画像ＰＩ２の上方向ＵＤとが、互いに異なるように、画像表示パネル２１を制御する。
【００５５】
具体的に、画像制御部４２は、左眼用の視差画像ＰＩ１の未回転データを、視点ＶＰ１に対して個別に設定された回転量（以下、設定回転量）分だけ回転させる回転処理を実施した上で、左眼用の視差画像領域ＰＡ１に回転後の当該視差画像ＰＩ１を表示する。また、画像制御部４２は、右眼用の視差画像ＰＩ１の未回転データを、視点ＶＰ２に対して個別に設定された設定回転量分だけ回転させる回転処理を実施した上で、右眼用の視差画像領域ＰＡ２に当該視差画像ＰＩ２を表示する。これら設定回転量は、左眼用の視差画像ＰＩ１と右眼用の視差画像ＰＩ２との間で異なるものである。各設定回転量は、予めメモリ装置に記憶されているか、画像制御部４２によって随時算出される。
【００５６】
表示画面２１ａ上の上方向ＵＤが、予め異なるように制御されることによれば、上記実体回転量の差が、設定回転量の差によって相殺される。故に、左眼用の虚像ＶＲ１の上方向ＵＤと、右眼用の虚像ＶＲ２との上方向ＵＤとを、近づけることができる。このため、乗員による両虚像ＶＲ１，ＶＲ２の融像が容易となる。各虚像ＶＲ１，ＶＲ２の実体的な回転とは逆まわりに、未回転データを回転させて表示画面２１ａ上の各視差画像ＰＩ１，ＰＩ２を表示させることによって、良好な融像を実現することができる。
【００５７】
なお、図６，７では、表示画面２１ａ上の視差画像ＰＩ１，ＰＩ２は、完全に分離した別の領域に模式的に図示されているが、実際には、上述のように、配列方向ＡＤに交互に並ぶ細切りの視差画像領域ＰＡ１，ＰＡ２に、細切りに分割された状態で表示される。また、実際には、表示光が反射部３ａに反射されることを原因として、虚像ＶＲ１，ＶＲ２が入射面に垂直な面を対称軸として反転する（図９も参照）ので、その影響も考慮して、表示画面２１ａ上の視差画像ＰＩ１，ＰＩ２が表示される。
【００５８】
またなお、図６，７では、虚像ＶＲ１，ＶＲ２は、完全に分離した別の領域に模式的に図示されているが、実際には、視差分の左右のずれが伴なうものの、殆ど重なった位置に表示される。さらに、図６，７における上方向ＵＤの矢印は、実際に表示されるものではない。
【００５９】
ここで、より詳細な理解のために、ウインドシールド３の反射部３ａの形状が、例えば以下の数式１で表される場合を考える。ここで、座標系（ｘ，ｙ）が定義される（図８，９も参照）。ｘは、車両１における左右方向（以下、ｘ方向とも称する）の座標であり、ｙは、車両１における上下方向（以下、ｙ方向とも称する）の座標である。Ｚは、ｘ方向及びｙ方向に垂直な方向の座標である。
Ｚ＝Ａ１・ｘ＋Ａ２・ｙ＋Ａ３・ｘ２＋Ａ４・ｘ・ｙ＋Ａ５・ｙ２    （数式１）
【００６０】
ｘ方向の面法線ＶＮ（面法線のｘ方向成分）は、以下の数式２で与えられる。
ｄＺ／ｄｘ＝Ａ１＋２・Ａ３・ｘ＋Ａ４・ｙ                      （数式２）
【００６１】
左眼と右眼との間隔（すなわち瞳孔間隔）の一般的な値は６５ｍｍである。そして、左眼用の視差画像の表示光が反射される反射部３ａ内の位置と、右眼用の視差画像の表示光が反射される反射部３ａ内の位置とが、ｘ方向に６５ｍｍ離れているとする。そうすると、両位置間における面法線ＶＮの差ΔＮは、以下の数式３で表される。
ΔＮ＝ｄＺ（３２．５，０）／ｄｘ−ｄＺ（−３２．５，０）／ｄｘ
＝１３０・Ａ３                                              （数式３）
【００６２】
ウインドシールド３の反射部３ａにおける曲率半径が一般的な２０００ｍｍのとき、Ａ３は、以下の数式４で表される。
Ａ３＝１／（２・２０００）＝０．０００２５                    （数式４）
【００６３】
したがって、回転倒れ差Δθは、以下の数式５で表される。数式５において、角度［′］の単位は、分（１度の６０分の１）を表している。なお、図１０，１１では分の単位を［ａｒｃ−ｍｉｎ］と記載している。
Δθ＝ａｔａｎ（ΔＮ）＝１１１［′］                          （数式５）
【００６４】
図１０には、反射部３ａの曲率半径とΔθとの関係が示されている。これによれば、曲率半径が小さい程、Δθが大きくなることがわかる。
【００６５】
さて、双眼鏡等の光学的性能に関する規格（ＪＩＳＢ７１２１：２００７）においては、像の倒れ差の許容値として、４０分（一般品Ａの場合）が規定されている。すなわち、立体映像を良好に融像するためには、両虚像ＶＲ１，ＶＲ２の回転倒れ差が、２０分以下になるように逆算して、表示画面２１ａ上の左眼用の視差画像ＰＩ１の上方向ＵＤと、右眼用の視差画像ＰＩ２の上方向ＵＤとの設定回転量の差を設定することが好ましい。
【００６６】
これに基づけば、両視差画像ＰＩ１，ＰＩ２間の設定回転量の差は、ａｔａｎ（ΔＮ）−２０［′］以上、かつ、ａｔａｎ（ΔＮ）＋２０［′］以下の範囲に設定することができる。
【００６７】
また、瞳孔間隔には、個人差が存在する。図１１に示すように、瞳孔間隔が変わると、回転ずれ量も変化する。このため、瞳孔間隔の個人差に応じて、設定回転量が調整可能であることが好ましい。本実施形態のＨＵＤ装置１０において融像調整は、制御ユニット４０と通信可能に接続された融像調整操作装置６０を用いて実施されるようになっている。
【００６８】
融像調整操作装置６０は、虚像ＶＲ１，ＶＲ２を視認する乗員の操作を受け付ける装置である。融像調整操作装置６０は、例えばステアリング４、インストルメントパネル２の中央部分等、車両１において虚像ＶＲ１，ＶＲ２を視認する乗員が操作し易い位置に設置されている。
【００６９】
融像調整操作装置６０は、複数のスイッチ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ及び出力部６２等により構成されている。複数のスイッチには、左回転スイッチ６１ａ及び右回転スイッチ６１ｂ等の回転スイッチ、並びに確定スイッチ６１ｃが含まれている。左回転スイッチ６１ａは、ＨＵＤ装置１０が表示する虚像ＶＲ１，ＶＲ２のうち少なくとも片方を左まわりに回転させるスイッチ、換言すると上述の設定回転量を変更するスイッチである。右回転スイッチ６１ｂは、ＨＵＤ装置１０が表示する虚像ＶＲ１，ＶＲ２を右まわりに回転させるスイッチ、換言すると上述の設定回転量を変更するスイッチである。確定スイッチ６１ｃは、乗員が設定した設定回転量を確定するスイッチである。
【００７０】
本実施形態において、各スイッチ６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、乗員の押下操作によって作動する機械式のプッシュスイッチとなっている。融像調整操作装置６０において、左回転スイッチ６１ａは、最も左側に配置され、右回転スイッチ６１ｂは、最も右側に配置され、確定スイッチ６１ｃは、左回転スイッチ６１ａと右回転スイッチ６１ｂとの間に配置されている。
【００７１】
出力部６２は、各スイッチ６１ａ，６１ｂ，６１ｃが操作された結果を出力する。出力部６２は、各スイッチ６１ａ，６１ｂ，６１ｃの押下状態及び非押下状態を判別し、電気的なアナログ信号又はデジタル信号を生成する回路、及び当該回路の信号を外部に出力可能とする端子等により構成されている。
【００７２】
画像制御部４２は、例えば車両１のエンジンスイッチがオンになると、融像調整処理を開始するようになっている。この融像調整処理について、図１２のフローチャートを用いて以下に説明する。
【００７３】
ステップＳ１０では、画像制御部４２は、サンプルの視差画像ＰＩ１，ＰＩ２を起動し、表示画面２１ａに表示する。例えば初期状態として、左眼用のサンプルの視差画像ＰＩ１及び右眼用のサンプルの視差画像ＰＩ１を、回転処理をしない未回転データのまま表示画面２１ａに表示する。回転処理をしない場合、表示画面２１ａ上において、左眼用のサンプルの視差画像ＰＩ１の上方向ＵＤと、右眼用のサンプルの視差画像ＰＩ２の上方向ＵＤとが、同じ方向に表示される。換言すると、左眼用の虚像ＶＲ１の上方向ＵＤと、右眼用の虚像ＶＲ２の上方向ＵＤとは、不一致の状態となっている。ステップＳ１０の処理後、ステップＳ２０へ移る。
【００７４】
ステップＳ２０では、画像制御部４２は、左眼用のサンプルの視差画像ＰＩ１及び右眼用のサンプルの視差画像ＰＩ２のうち、片方だけを回転可能とし、もう片方を回転不能（すなわち固定状態）とする。この状態を、片方回転モードと称する。以下では、左眼用のサンプルの視差画像ＰＩ１が回転可能であり、右眼用のサンプルの視差画像ＰＩ２が回転不能であるものとして説明を続ける。ステップＳ２０の処理後、ステップＳ３０へ移る。
【００７５】
ステップＳ３０では、画像制御部４２は、融像調整操作装置６０からの操作を受け付ける。片方回転モードでは、回転スイッチ６１ａ，６１ｂが操作されると、調整操作が検出され、この結果に基づいて、回転可能な視差画像ＰＩ１だけ、すなわち左眼用のサンプルの視差画像ＰＩ１だけが回転する。具体的に、左回転スイッチ６１ａが操作されると、左眼用の視差画像ＰＩ１及び虚像ＶＲ１だけが左まわりに回転し、右回転スイッチ６１ｂが操作されると、左眼用の視差画像ＰＩ１及び虚像ＶＲ１だけが右まわりに回転する。他方、右眼用の視差画像ＰＩ２及び虚像ＶＲ２は、一切回転しない。したがって、両視差画像ＰＩ１，ＰＩ２の設定回転量の差を直接的かつ直感的に調整することができる。
【００７６】
また、乗員は、回転スイッチ６１ａ，６１ｂの操作によって両視差画像ＰＩ１，ＰＩ２を融像できるようになったら、確定スイッチ６１ｃを操作することにより、融像できることをＨＵＤ装置１０に伝達することができる。ステップＳ３０の処理後、ステップＳ４０へ移る。
【００７７】
ステップＳ４０では、画像制御部４２は、乗員が左眼用の虚像ＶＲ１と右眼用の虚像ＶＲ２とを、融像できているか否かを判定する。具体的に本実施形態では、確定スイッチ６１ｃが操作されている場合、融像できていると判定し、確定スイッチ６１ｃが操作されてない場合、融像できていないと判定する。ステップＳ４０にて肯定判定が下された場合、ステップＳ５０へ移る。ステップＳ４０にて否定判定が下された場合、ステップＳ３０へ戻り、操作の受付を継続する。
【００７８】
ステップＳ５０では、画像制御部４２は、左眼用のサンプルの視差画像ＰＩ１及び右眼用のサンプルの視差画像ＰＩ２のうち、両方を回転可能とする。すなわち、画像制御部４２は、片方回転モードを終了し、両方回転モードを開始する。ステップＳ５０の処理後、ステップＳ６０へ移る。
【００７９】
ステップＳ６０では、画像制御部４２は、再び融像調整操作装置６０からの操作を受け付ける。両方回転モードでは、回転スイッチ６１ａ，６１ｂが操作されると、調整操作が検出され、この結果に基づいて、両視差画像ＰＩ１，ＰＩ２が実質的に同量回転する。したがって、立体映像全体の上方向ＵＤを、調整することができる。
【００８０】
また、乗員は、立体映像全体の上方向ＵＤを合わせたら、確定スイッチ６１ｃを操作することにより、調整を完了することができる。ステップＳ６０の処理後、ステップＳ７０へ移る。
【００８１】
ステップＳ７０では、画像制御部４２は、初期状態での視差画像ＰＩ１の上方向ＵＤと、調整後の視差画像ＰＩ２の上方向ＵＤとの角度差から、視差画像ＰＩ１の設定回転量を設定する。視差画像ＰＩ２についても同様の設定が行われる。画像制御部４２は、設定した各設定回転量を、メモリ装置に書き込む。ステップＳ７０を以って、融像調整処理を終了し、画像制御部４２は、通常の表示を開始する。
【００８２】
通常の表示においては、例えば車両１の速度、燃料残量等の車両１の状態を示す情報、又は視界補助情報、道路情報等のナビゲーション情報等が立体映像を用いて表示される。ただし、全ての表示を立体映像として表示することは、必ずしも要求されない。
【００８３】
このように、本実施形態では、片方回転モードにおける設定回転量の差の調整と、両方回転モードにおける立体映像全体の上方向の調整とが、個別に実施可能となっている。
【００８４】
本実施形態において、画像制御部４２は、通常の表示中においても、設定回転量を補正して、両視差画像ＰＩ１，ＰＩ２を表示することが可能となっている。具体的に、画像制御部４２は、ドライバステータスモニタ（Driver Status Monitor、以下ＤＳＭ）７０から入力された情報により、設定回転量を補正する。
【００８５】
ＤＳＭ７０は、乗員の顔を撮像し、その画像を解析することで、乗員の左眼の位置及び右眼の位置を検出し、さらには、乗員の居眠りやわき見を監視する。ＤＳＭ７０は、例えばインストルメントパネル２、ウインドシールド３の上方等、車両１において、乗員の顔を撮影し易い位置に設置されている。ＤＳＭ７０は、照明部、カメラ及び画像解析部等により構成されている。
【００８６】
照明部は、乗員の顔を照明光により照明する。照明光は、乗員に感知され難いことが好ましいので、照明部には、照明光として近赤外光を用いた近赤外光源が採用されている。カメラは、乗員の顔を撮影対象として撮影する。カメラは、撮像素子、及び撮像素子上に撮影対象を結像するためのレンズ部を有している。撮像素子には、例えばＣＭＯＳセンサ等、近赤外光に良好な感度を持ち、検出する像の解像度が高い素子が採用されている。画像解析部は、撮像素子による画像データを解析する。解析により得られた乗員の左眼の位置及び右眼の位置が画像制御部４２へ向けて逐次出力される。
【００８７】
画像制御部４２は、通常の表示中において、ＤＳＭ７０から乗員の左眼の位置及び右眼の位置を取得し、これら位置の融像調整処理の実施時からの変位量に基づいて、設定回転量を補正する。例えば、乗員が首を傾げた場合には、実質的にｘ方向における瞳孔間隔が小さくなるので、設定回転量の差が小さくなるような補正を実施する。
【００８８】
なお、本実施形態では、左眼用の視点ＶＰ１、左眼用の視差画像領域ＰＡ１及び左眼用の視差画像ＰＩ１がそれぞれ第１視点、第１領域及び第１視差画像に対応し、右眼用の視点ＶＰ２、右眼用の視差画像領域ＰＡ２及び右眼用の視差画像ＰＩ２がそれぞれ第２視点、第２領域及び第２視差画像に対応している。ただし、左と右とを入れ替えて対応させることも可能である。
【００８９】
（作用効果）
以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に改めて説明する。
【００９０】
第１実施形態によると、表示部２０の表示画面２１ａにおいて、視差画像ＰＩ１が表示される視差画像領域ＰＡ１から発せられる表示光は、視認領域ＥＢのうち視点ＶＰ１に向かい、視差画像ＰＩ２が表示される視差画像領域ＰＡ２から発せられる表示光は、視認領域ＥＢのうち、視点ＶＰ１とは異なる位置である視点ＶＰ２へと向かう。視差画像ＰＩ１の表示光の経路と視差画像ＰＩ２の表示光の経路とが異なると共に、各表示光は、反射部３ａに反射されて視認領域ＥＢの各視点ＶＰ１，ＶＰ２へ到達することとなる。このため、視差画像ＰＩ１による虚像ＶＲ１の上方向ＵＤは、表示画面２１ａ上の視差画像ＰＩ１の上方向ＵＤに対して、反射部３ａでの反射を原因として実体的に回転され、また、視差画像ＰＩ２による虚像ＶＲ２の上方向ＵＤは、表示画面２１ａ上の視差画像ＰＩ２の上方向ＵＤに対して、視差画像ＰＩ１とは異なる回転量だけ回転される。
【００９１】
これに対し、表示部２０の表示画面２１ａ上において、視差画像領域ＰＡ１に表示される視差画像ＰＩ１の上方向ＵＤと、視差画像領域ＰＡ２に表示される視差画像ＰＩ２の上方向ＵＤとは、互いに異なる。元々の表示画面２１ａ上の上方向ＵＤを異ならせておくことで、回転後の虚像ＶＲ１の上方向ＵＤと、回転後の虚像ＶＲ２の上方向ＵＤを、近づけることが可能となる。そうすると、視点ＶＰ１と視点ＶＰ２との視差に基づいた視差画像ＰＩ１及び視差画像ＰＩ２が、虚像ＶＲ１，ＶＲ２として表示されても、当該視差により合致した表示形態となる。以上により、観察者に、視差画像ＰＩ１の虚像ＶＲ１と、視差画像ＰＩ２の虚像ＶＲ２とを、視点ＶＰ１と視点ＶＰ２との視差に基づいて融像させることが容易となり、観察者が立体映像を良好に認識することができる。
【００９２】
また、第１実施形態によると、用意した視差画像ＰＩ１の未回転データは、所定の第１回転量にて回転する処理が実施された上で、視差画像ＰＩ１として表示画面２１ａ上に表示される。また、視差画像ＰＩ２の未回転データは、所定の第２回転量にて回転する処理が実施された上で、視差画像ＰＩ２として表示画面２１ａ上に表示される。元々の表示画面２１ａ上に表示される視差画像ＰＩ１及び視差画像ＰＩ２を互いに異なる第１回転量及び第２回転量にて回転させておくことで、反射部３ａでの反射を原因とした実体的な回転量が、視差画像ＰＩ１と視差画像ＰＩ２との間で異なっていたとしても、その実体的な回転量の差の少なくとも一部を相殺できる。そうすると、視点ＶＰ１と視点ＶＰ２との視差に基づいた視差画像ＰＩ１及び視差画像ＰＩ２が、虚像ＶＲ１，ＶＲ２として表示されても、当該視差により合致した表示形態とすることができる。以上により、観察者に、視差画像ＰＩ１の虚像ＶＲ１と、視差画像ＰＩ２の虚像ＶＲ２とを、視点ＶＰ１と視点ＶＰ２との視差に基づいて融像させることが容易となり、観察者が立体映像を良好に認識することができる。
【００９３】
また、第１実施形態によると、虚像ＶＲ１，ＶＲ２を視認する観察者の調整操作の検出結果に基づいて、第１回転量及び第２回転量が調整される。このようにすると、観察者が実際に虚像ＶＲ１，ＶＲ２を視認して、融像状態を確認しながら調整を実施することができるので、立体映像を良好に認識されることができる。
【００９４】
さらには、瞳孔間隔の個人差に基づいて、視差画像ＰＩ１の表示光の経路及び視差画像ＰＩ２の表示光の経路が変わることにより、虚像ＶＲ１，ＶＲ２の実体的な回転量は変わってしまうが、上記調整により、瞳孔間隔の個人差に基づく回転量の変化を補正することが可能となる。ゆえに、観察者それぞれの瞳孔間隔に合わせた良好な立体映像を認識させることができる。
【００９５】
また、第１実施形態によると、第１回転量及び第２回転量の調整において、片方調整モードと両方調整モードとが切り替え可能である。片方回転モードでは、第１回転量及び第２回転量のうち、片方を変更可能とし、もう片方を変更不能とすることにより、設定回転量の差が調整される。両方回転モードでは、第１回転量及び第２回転量の両方をまとめて同量変更可能とすることにより、立体映像全体の上方向が調整される。このように、設定回転量の差の調整と、立体映像全体の上方向の調整とを、個別に実施可能であるので、円滑に融像の調整を実施することができる。
【００９６】
また、立体映像を全く融像できていない状態で立体映像全体の上方向を調整することは、極めて困難であるが、第１実施形態によると、両方調整モードは、片方調整モードの終了後に開始される。すなわち、先に設定回転量の差の調整を実施することにより、立体映像を多少なりとも融像できる状態にしておき、その上で立体映像全体の上方向を調整することで、円滑に融像の調整を実施することができる。
【００９７】
また、第１実施形態によると、視差画像ＰＩ１による虚像ＶＲ１の上方向ＵＤと、視差画像ＰＩ２による虚像ＶＲ２の上方向ＵＤとの角度差は、２０［′］以下である。このように視差画像ＰＩ１及び視差画像ＰＩ２を表示することにより、立体映像がそもそも認識できない、又は認識できたとしても、眼や脳に大きな負担がかかり、疲労が発生するといった事態を回避することができる。
【００９８】
また、第１実施形態によると、融像調整操作装置６０には、回転スイッチ６１ａ，６１ｂが設けられている。このような回転スイッチ６１ａ，６１ｂを操作した結果が出力されることによって、左眼用の視差画像ＰＩ１及び右眼用の視差画像ＰＩ２のうち少なくとも片方を、回転させることができる。視差画像ＰＩ１，ＰＩ２を回転させる調整を可能としたことで、立体映像の表示において、例えば表示画面２１ａを直接見ないで、画像の表示光を反射部３ａに反射させる等の表示形態を採用したとしても、反射部３ａを原因とした立体映像の回転を修正して、融像を容易にすることができる。
【００９９】
また、第１実施形態によると、左眼用の視差画像ＰＩ１及び右眼用の視差画像ＰＩ２の融像状態の調整において、片方調整モードと両方調整モードとが切り替え可能である。片方回転モードでは、回転スイッチ６１ａ，６１ｂが、左眼用の視差画像ＰＩ１及び右眼用の視差画像ＰＩ２のうち、片方だけを回転させることにより、回転倒れ差が調整される。両方回転モードでは、回転スイッチ６１ａ，６１ｂが、左眼用の視差画像ＰＩ１及び右眼用の視差画像ＰＩ２の両方をまとめて同量回転させることにより、立体映像全体の上方向が調整される。このように、回転スイッチ６１ａ，６１ｂの機能を切り替えることで操作する者がスイッチの多さに戸惑うことを抑制しつつ、回転倒れ差の調整と、立体映像全体の上方向の調整とを、個別に実施可能であるので、円滑に融像の調整を実施することができる。
【０１００】
（他の実施形態）
以上、一実施形態について説明したが、本開示は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【０１０１】
具体的に変形例１としては、反射部３ａは、表示光を反射するものであれば、ウインドシールド３以外に設けられる要素と対応付けられてもよい。例えば車両１の別体のコンバイナを、車両１内に設置して、当該コンバイナに反射部３ａが設けられていてもよい。また例えば、表示部２０とウインドシールド３との間の光路上に、反射鏡（例えば凹面鏡）を設置した形態において、反射鏡及びウインドシールド３がそれぞれ反射部３ａとして機能していてもよい。
【０１０２】
変形例２としては、レンチキュラレンズ３５に代えて、視点分割素子として機能する視差バリアにより、視点を分割するようにしてもよい。
【０１０３】
変形例３としては、表示部２０には、液晶式の表示器以外の表示器が採用されてもよい。表示部２０には、レーザ光束を走査することによりスクリーンに画像を描画するレーザスキャナ方式の表示器が採用されていてもよい。この場合、スクリーンが表示画面２１ａに相当する。また、表示部２０には、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたＤＬＰ（Digtal Light Processing；登録商標）方式の表示器が採用されてもよい。この場合、ＤＭＤが表示画面２１ａに相当する。
【０１０４】
変形例４としては、表示部２０及び表示画面２１ａは、複数の分割体に分割されていてもよい。例えば、１つの分割体に第１領域を設定し、他の１つの分割体に第２領域を設定することができる。具体的に、左眼用の表示器と右眼用の表示器を別々に用意することができる。あるいは、左眼用の表示画面２１ａを有する透光性の自発光ディスプレイと、右眼用の表示画面２１ａを有する透光性の自発光ディスプレイとを、２枚重ねることによって、２つの表示画面２１ａを有する１つの表示器を形成することもできる。
【０１０５】
変形例５としては、視点は、左眼用の視点ＶＰ１及び右眼用の視点ＶＰ２の２つに限られない。例えば、視認領域ＥＢに多数の視点を設定した超多眼表示が採用されてもよい。すなわち、第３，４，５，・・・の視点、視差画像領域及び視差画像が存在していてもよい。この場合に、左右方向だけでなく、上下方向にずれた複数の視点が設定されていてもよい。また、この場合に、表示画面２１ａ上において、互いに上方向が同じ視差画像が一部含まれていてもよい。
【０１０６】
変形例６としては、データ用意部４１は、ＨＵＤ装置１０内のメモリ装置に記憶された視差画像ＰＩ１，ＰＩ２の未回転データを、当該メモリ装置から読み出すことによって用意してもよい。また、データ用意部４１は、視差画像ＰＩ１，ＰＩ２の未回転データを、自ら生成するようにしてもよい。
【０１０７】
変形例７としては、融像調整操作装置６０において、回転スイッチ６１ａ，６１ｂは、機械式のダイヤルスイッチであってもよい。また、各スイッチ６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、機械式でなく、タッチパネル式ディスプレイに画像として一時的又は恒常的に表示される画像スイッチであってもよい。
【０１０８】
変形例８としては、融像調整操作装置６０は、上記画像スイッチを表示可能に形成されたカーナビゲーション装置、スマートフォン等であってもよい。
【０１０９】
変形例９としては、融像調整処理は、融像調整操作装置６０での押下操作に代えて、観察者のジェスチャ操作を受け付けることによって実施されてもよい。ジェスチャ操作は、ＤＳＭ７０又は専用の車内カメラ等により検出することができる。
【０１１０】
変形例１０としては、融像調整処理は、車両１のエンジンスイッチがオン状態になる毎に実施されなくてもよい。例えば車両１の購入時又は暇な時等に予め融像の調整しておき、その時に記憶された設定回転量を、虚像表示装置の起動時に呼び出すようにしてもよい。
【０１１１】
変形例１１としては、片方調整モードと、両方調整モードとは、手動操作で切り替え可能としてもよい。
【０１１２】
変形例１２としては、虚像表示装置は、航空機、船舶、あるいはゲーム筐体等の移動しない筐体等の各種の乗り物に適用することができる。また、虚像表示装置は、ヘッドマウントディスプレイ等の携帯情報端末に適用することができる。
【０１１３】
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウエア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の装置及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウエア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
３ａ  反射部、１０  ＨＵＤ装置（虚像表示装置）、２０  表示部、２１ａ  表示画面、４１  データ用意部、４２  画像制御部、６０  融像調整操作装置、６１ａ，６１ｂ  回転スイッチ、６２  出力部、ＥＢ  視認領域、ＰＡ１，ＰＡ２  視差画像領域、ＰＩ１，ＰＩ２  視差画像、ＶＰ１，ＶＰ２  視点、ＶＲ１，ＶＲ２  虚像、ＵＤ  上方向
【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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