(57)【要約】【課題】投影範囲の調整に伴う乗員の違和感を低減可能なヘッドアップディスプレイ装置の提供。【解決手段】虚像表示システムは、車両において用いられ、ヘッドアップディスプレイ装置として、運転者等の乗員の前景に虚像Ｖｉを重畳表示する。虚像表示システムは、虚像Ｖｉとして表示される表示像の光を射出するプロジェクタと、車両のウィンドシールドＷＳのうちでプロジェクタから射出された光の投影が可能な投影範囲ＰＡを、機械的に移動させる調整機構とを備えている。プロジェクタによって投影される表示像の状態は、調整機構による投影範囲ＰＡの移動に合わせて、虚像Ｖｉの表示位置が維持されるように制御される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（Ａ）において用いられ、乗員の前景に虚像（Ｖｉ）を重畳表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記虚像として表示される表示像（Ｐｉ）の光を射出するプロジェクタ（５１）と、
前記車両に設けられた投影部材（ＷＳ）のうちで前記プロジェクタから射出された光の投影が可能な投影範囲（ＰＡ）を、機械的に移動させる調整機構（５４）と、
前記調整機構による前記投影範囲の移動に合わせて、前記虚像の表示位置が維持されるように、前記プロジェクタによって投影される前記表示像の状態を制御する状態制御部（７３，２４１）と、
を備えるヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記乗員のアイポイント（ＥＰ）の位置情報を取得する情報取得部（７１，２４３）、をさらに備え、
前記調整機構は、前記アイポイントの移動に合わせて、前記アイポイントに対応した対応投影位置（ＡＬｅ）に前記投影範囲を移動させ、
前記状態制御部は、
前記アイポイントの移動に伴い、前記アイポイントに対応した対応表示位置（ＩＰｅ）に前記虚像が表示されるように、前記表示像の状態を一旦変更し、
前記調整機構による前記対応投影位置への前記投影範囲の移動に合わせて、前記対応表示位置での前記虚像の表示が維持されるように、前記表示像の状態を変更前の状態に戻す請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記状態制御部は、前記表示像の状態変更だけでは前記対応表示位置まで前記虚像を移動できない場合でも、前記投影範囲が前記対応投影位置へ向けて移動する期間にて、前記虚像が前記対応表示位置に近づくように前記表示像の状態を制御する請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記状態制御部は、前記投影範囲の移動によって前記虚像が前記対応表示位置に到達した場合に、継続される前記対応投影位置への前記投影範囲の移動に合わせて、前記対応表示位置での前記虚像の表示が維持されるように前記表示像の状態を制御する請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
前記状態制御部は、
前記アイポイントの移動に伴う前記虚像の表示位置の移動量に基づき、前記投影範囲の移動の要否を判定し、
前記投影範囲の移動が不要である場合に、前記対応表示位置に前記虚像が表示されるように、前記表示像の状態を変更する請求項２〜４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記調整機構は、前記虚像として表示される表示物（１０）の中に、現在の前記投影範囲では少なくとも一部が表示されない欠損表示物（１５）がある場合に、当該欠損表示物の全体を表示可能にする調整投影位置（ＡＬａ）へ向けて、前記投影範囲を移動させる請求項１〜５のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
前記状態制御部は、前記投影範囲が前記調整投影位置へ向けて移動する期間にて、前記表示物の表示位置が維持されるように、前記表示像の状態を制御する請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項８】
前記車両の走行シーンに対応した前記表示物を表示対象として選定する表示選定部（７２）、をさらに備え、
前記調整機構は、前記投影部材における前記投影範囲の位置を前記走行シーンに合わせて調整する請求項６又は７に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項９】
前記プロジェクタは、前記調整機構によって前記投影範囲を移動させたとしても前記欠損表示物の全体が表示不可能な場合に、現在の前記投影範囲でも全体を表示可能な代替表示物（１１ａ）を、前記欠損表示物の代替として表示させる請求項６〜８のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、投射器から射出された画像光をウィンドシールドに投影し、乗員の前方に虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。こうしたヘッドアップディスプレイ装置では、光学系の凹面鏡にステッパモータが設けられている。ステッパモータによる凹面鏡の回転駆動により、ウィンドシールドのうちで画像光の到達する投影範囲が移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５‐２２５１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の構成では、ウィンドシールドのうちの画像光の投影範囲を、虚像を表示させた状態で移動させると、乗員の見た目上における虚像の表示位置も移動する。こうした虚像の移動は、乗員の違和感を惹起し得た。
【０００５】
本開示は、投影範囲の調整に伴う乗員の違和感を低減可能なヘッドアップディスプレイ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、車両（Ａ）において用いられ、乗員の前景に虚像（Ｖｉ）を重畳表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、虚像として表示される表示像（Ｐｉ）の光を射出するプロジェクタ（５１）と、車両に設けられた投影部材（ＷＳ）のうちでプロジェクタから射出された光の投影が可能な投影範囲（ＰＡ）を、機械的に移動させる調整機構（５４）と、調整機構による投影範囲の移動に合わせて、虚像の表示位置が維持されるように、プロジェクタによって投影される表示像の状態を制御する状態制御部（７３，２４１）と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置とされる。
【０００７】
この態様によれば、プロジェクタから射出された光の投影範囲が調整機構によって移動される場合、プロジェクタから射出される光の状態は、虚像の表示位置を維持させるように制御される。こうした制御によれば、投影範囲を移動させている期間でも、乗員の見た目上における虚像の移動は、抑制される。以上によれば、投影範囲の調整に伴う違和感は、低減される。
【０００８】
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第一実施形態による虚像表示システムに関連する車載構成の全体像を示すブロック図である。
【図２】虚像を用いたＡＲ表示の一例を示す図である。
【図３】アイポイントに対応した投影範囲の設定方法の一例を示す図である。
【図４】アイポイント追従制御による調整の詳細を順に示す図である。
【図５】アイポイント追従制御におけるアイポイント、映像データ、投影範囲、及び虚像位置の各推移を模式的に示すタイムチャートである。
【図６】アイポイント追従制御を実現するための重畳制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】走行シーンの遷移予定時に欠損表示物の発生が想定される場合の一例を示す図である。
【図８】シーン適合制御による投影範囲の調整の一例を示す図である。
【図９】シーン適合制御における映像データ、投影範囲、及び虚像位置の各推移を模式的に示すタイムチャートである。
【図１０】代替表示物の一例としてのＴｂＴアイコンを示す図である。
【図１１】シーン適合制御を実現するためのエリア制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】第二実施形態によるＨＵＤ装置に関連する車載構成の全体像を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【００１１】
（第一実施形態）
図１に示す本開示の第一実施形態による虚像表示システム１００は、車両Ａにおいて用いられる。虚像表示システム１００は、車両Ａの前景に重畳表示される虚像Ｖｉを用いた拡張現実（Augmented Reality，以下「ＡＲ」）表示により、車両Ａに関連する種々の情報を乗員（例えば運転者）に提示する。虚像表示システム１００は、車載ネットワークの通信バス２９を介して、他の車載構成と相互に通信可能である。通信バス２９には、外界センサ２１、ロケータ２２、３次元地図データベース２３、姿勢センサ２４、ドライバステータスモニタ２５等が直接的又は間接的に電気接続されている。
【００１２】
外界センサ２１は、歩行者、サイクリスト及び他の車両等の移動物体、さらに路上の縁石、道路標識、道路標示、及び区画線等の静止物体を検出する。これら移動物体及び静止物体の少なくとも一部は、虚像Ｖｉの重畳表示による注意喚起の対象とされる。外界センサ２１には、例えばカメラユニット、ライダ及びミリ波レーダ等が含まれている。外界センサ２１は、検出した移動物体及び静止物体の相対位置、相対速度及び種別等を示す物体情報を、通信バス２９に逐次出力する。
【００１３】
ロケータ２２は、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＩＲＮＳＳ、ＱＺＳＳ、Ｂｅｉｄｏｕ等の衛星測位システムのうちで、少なくとも一つの衛星測位システムの各測位衛星から、測位信号を受信可能である。ロケータ２２は、受信した測位信号に基づき、車両Ａの位置を計測する。ロケータ２２は、計測した車両Ａの位置情報を通信バス２９へ向けて逐次出力する。尚、ロケータ２２は、位置情報を補正するための慣性センサを有していてもよい。
【００１４】
３次元地図データベース（以下、「３次元地図ＤＢ」）２３は、多数の３次元地図データを格納した大容量の記憶媒体を主体とする構成である。３次元地図データは、例えば自動運転を可能にするような高精度な地図データであって、道路の緯度、経度、高度を示す情報を含んでいる。３次元地図ＤＢ２３は、ネットワークを通じて、３次元地図データを最新の情報に更新可能である。３次元地図ＤＢ２３は、虚像表示システム１００からの要求に応じて、車両Ａの周辺及び進行方向の３次元地図データを虚像表示システム１００に提供可能である。
【００１５】
姿勢センサ２４は、ヨー、ロール、ピッチ等の車両Ａの姿勢の少なくとも一つを検出するセンサである。姿勢センサ２４は、例えばハイトセンサ等である。姿勢センサ２４は、車両Ａのピッチ量を示す情報として、ボディに懸架されたサスペンションアームの動作によって上下方向に変位する特定の車輪について、ボディに対する沈み込み量を計測する。具体的に、姿勢センサ２４は、ボディとサスペンションアームとの間の相対距離を計測し、計測結果を姿勢情報として通信バス２９に逐次出力する。尚、車両Ａのピッチ方向の角速度を検出するジャイロセンサ、又は車両Ａの上下方向の加速度を検出する加速度センサ等が、姿勢センサ２４として設けられていてもよい。
【００１６】
ドライバステータスモニタ（以下、「ＤＳＭ」）２５は、近赤外光源、近赤外カメラ及び画像解析部を有している。ＤＳＭ２５は、近赤外カメラを運転席側に向けた姿勢にて、例えばインスツルメントパネルの上面等に配置されている。ＤＳＭ２５は、近赤外光源によって近赤外光を照射された運転者の顔周辺又は上半身を近赤外カメラで撮影し、運転者の顔を含んだ顔画像を撮像する。ＤＳＭ２５は、撮像した顔画像を画像解析部にて解析し、運転者のアイポイントＥＰの位置を検出する。ＤＳＭ２５は、アイポイントＥＰの位置情報を、通信バス２９に逐次出力する。
【００１７】
尚、アイポイントＥＰの位置情報は、３次元の位置情報であることが望ましく、例えばｘ方向、ｙ方向，ｚ方向の各位置を示す値を含んでいる。アイポイントＥＰの位置を示す座標系において、ｘ軸は、車両Ａの幅方向に沿って規定される。ｙ軸は、車両Ａの上下方向に沿って規定される。ｚ軸は、車両Ａの前後方向に沿って規定される。また、ＤＳＭ２５は、画像解析によってアイポイントＥＰ以外の運転者の状態情報、例えば視線方向及び開眼度等の情報を演算可能であってもよい。
【００１８】
虚像表示システム１００は、車両Ａに設けられたウィンドシールドＷＳへの表示像Ｐｉの投影によって、前景中の重畳対象（例えば前走車ＬＶ，図２参照）に虚像Ｖｉを重畳させた表示を行う。虚像表示システム１００は、投影装置３０及び描画装置６０等によって構成されている。
【００１９】
投影装置３０は、描画装置６０と電気的に接続されており、描画装置６０にて生成された映像データＰＳを取得する。投影装置３０は、ウィンドシールドＷＳの下方にて、インスツルメントパネル内の収容空間に収容されている。投影装置３０からウィンドシールドＷＳへ向けて投影された表示像Ｐｉの光は、ウィンドシールドＷＳの室内側面によって運転席側へ反射され、運転者によって知覚される。運転者は、ウィンドシールドＷＳを通して見える前景中の重畳対象に、虚像Ｖｉが重畳された表示を視認する。こうした虚像表示のための構成として、投影装置３０は、光学ユニット５０及び投影制御回路４０を有している。
【００２０】
光学ユニット５０は、映像データＰＳから生成された表示像Ｐｉの光を、ウィンドシールドＷＳに投影する光学的な構成である。光学ユニット５０は、プロジェクタ５１、スクリーン５２、凹面鏡５３及び調整機構５４等によって構成されている。プロジェクタ５１、スクリーン５２及び凹面鏡５３等の各光学要素は、投影装置３０の筐体３０ａに収容されている。筐体３０ａは、各光学要素の相対的な位置関係を高精度に規定している。
【００２１】
プロジェクタ５１は、虚像Ｖｉとして表示される表示像Ｐｉの光を、スクリーン５２へ向けて射出する。プロジェクタ５１は、例えばレーザ光源及びＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スキャナ等を含む構成である。プロジェクタ５１は、スクリーン５２へ向けて照射するレーザ光の走査により、スクリーン５２に表示像Ｐｉを描画する。プロジェクタ５１は、レーザ光源の発光と、ＭＥＭＳスキャナのミラー部の走査とを、投影制御回路４０によって制御される。
【００２２】
スクリーン５２は、例えばガラス等の無色透明な材料によって横長の矩形板状に形成されている。スクリーン５２は、例えばマイクロミラーアレイである。スクリーン５２には、レーザ光を反射するスクリーン反射面５２ａが設けられている。スクリーン反射面５２ａには、アルミニウム等の金属の蒸着によって形成された多数の微小な反射凸面が２次元配列されている。スクリーン反射面５２ａには、映像データＰＳに基づく表示像Ｐｉがプロジェクタ５１の走査によって結像される。
【００２３】
凹面鏡５３は、合成樹脂又はガラス等からなる無色透明な基材の表面に、アルミニウム等の金属を蒸着させた反射鏡である。凹面鏡５３は、凹面状に湾曲した反射面をスクリーン反射面５２ａと対面させている。反射面の湾曲形状は、虚像Ｖｉの歪みを低減するため、ウィンドシールドＷＳの湾曲形状に対応した自由曲面状に形成されている。凹面鏡５３は、スクリーン５２から入射するレーザ光を、ウィンドシールドＷＳへ向けて反射する。その結果、スクリーン５２に表示された表示像Ｐｉを拡大してなる虚像Ｖｉが、運転者によって視認可能となる。
【００２４】
調整機構５４は、ウィンドシールドＷＳのうちで投影範囲ＰＡとなる領域を機械的に移動させる機構である。図１及び図２に示すように、投影範囲ＰＡは、プロジェクタ５１から射出された光の投影が可能な範囲である。即ち、運転者からの見た目上では、投影範囲ＰＡが虚像Ｖｉを表示可能な範囲となる。投影範囲ＰＡにて反射された表示像Ｐｉの光を運転者が視認可能な上下方向の範囲は、例えば５ｃｍ程度となる。そのため、仮に投影範囲ＰＡが固定の場合、運転者の体格及び運転者の姿勢崩れ等の要因により、虚像Ｖｉを視認できない状態が生じ得る。調整機構５４は、運転者のアイポイントＥＰに対応した上下方向（ｙ方向）の位置に投影範囲ＰＡを移動させる作動により、運転者から虚像Ｖｉが視認可能な状態を維持する。
【００２５】
アイポイントＥＰに対応した投影範囲ＰＡの位置（以下、「対応投影位置ＡＬｅ」）を決定するため、一例として図３に示すように、アイポイントＥＰから水平面に沿って特定の距離Ｌｓの位置にある基準高さＨｒの基準重畳対象ＲＯが仮定される。基準重畳対象ＲＯの頂部とアイポイントＥＰとを３次元的に結んだ仮想線に虚像Ｖｉ（投影範囲ＰＡ）の上縁を交差させる位置が、アイポイントＥＰに対応した対応投影位置ＡＬｅ（図２参照）となる。対応投影位置ＡＬｅへ向けた投影範囲ＰＡの移動が、図１に示す調整機構５４によって行われる。
【００２６】
調整機構５４は、特定の回転軸周りに回転可能な状態で凹面鏡５３を保持した状態で、筐体３０ａに固定されている。調整機構５４は、投影制御回路４０と電気的に接続されたステッピングモータを有している。調整機構５４は、投影制御回路４０からの駆動信号に基づくステッピングモータの回転作動により、回転軸周りに凹面鏡５３を回転させ、筐体３０ａに対する凹面鏡５３の姿勢、即ち、反射面の向きを変更する。調整機構５４が凹面鏡５３を回転軸周りの一方に回転させると、投影範囲ＰＡは、車両Ａの上方向に移動する（図２  ＰＡ１参照）。調整機構５４が凹面鏡５３を回転軸周りの他方に回転させると、投影範囲ＰＡは、車両Ａの下方向に移動する（図２  ＰＡ２参照）。投影範囲ＰＡの移動可能な範囲（以下、「調整可能範囲」）は、調整機構５４における凹面鏡５３の回転可能範囲に対応している。
【００２７】
投影制御回路４０は、例えばマイクロコントローラを主体に構成された電気回路であって、光学ユニット５０による虚像表示を制御する。投影制御回路４０には、映像取得部４１、レーザ制御部４２、信号取得部４４及び姿勢制御部４５が設けられている。これらの構成は、プログラム等のソフトウェアによって実現された機能部であってもよく、或いは複数の電気素子等を組み合わせてなるハードウェアによって実現された機能部であってもよい。さらに、上記の各構成は、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現された機能部であってもよい。
【００２８】
映像取得部４１は、映像伝送用のケーブル等を介して描画装置６０と接続されている。映像取得部４１には、虚像表示のための映像データＰＳが、描画装置６０から伝送される。レーザ制御部４２は、プロジェクタ５１におけるレーザ光源の発光と、ＭＥＭＳスキャナの走査を統合的に制御する。レーザ制御部４２は、映像取得部４１にて取得された映像データＰＳの各フレームの画像を再生し、プロジェクタ５１の制御によってスクリーン反射面５２ａに表示像Ｐｉを描画する。
【００２９】
信号取得部４４は、凹面鏡５３の姿勢角度を指示する指令信号を描画装置６０から取得する。姿勢制御部４５は、信号取得部４４にて取得された指令信号に基づき、ステッピングモータの出力軸の回転方向及び回転量（回転角度）を設定する。姿勢制御部４５は、調整機構５４の制御により、指令信号の示す姿勢角度まで凹面鏡５３を回転させる。
【００３０】
描画装置６０は、投影装置３０を含む複数の車載表示器と接続された電子制御ユニットである。描画装置６０は、例えば複数の車載表示器を用いた運転者への情報提示を統合的に制御するＨＣＵ（HMI（Human Machine Interface）Control Unit）である。尚、例えばコンビネーションメータの制御部が、描画装置６０を兼ねていてもよい。
【００３１】
描画装置６０の制御回路は、処理部６１、ＲＡＭ６２、メモリ装置６３及び入出力インターフェースを有するコンピュータを主体に構成されている。処理部６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を少なくとも一つを含む構成である。メモリ装置６３には、処理部６１によって実行される種々のプログラムが格納されている。メモリ装置６３に記憶された複数のプログラムには、投影装置３０による虚像表示を制御する表示制御プログラムが含まれている。描画装置６０は、処理部６１による表示制御プログラムの実行により、情報取得部７１、表示設定部７２、映像生成部７３及び姿勢設定部７４等の機能部を有する。
【００３２】
情報取得部７１は、通信バス２９と通信可能に接続されている。情報取得部７１は、外界センサ２１から出力された物体情報、３次元地図ＤＢ２３から提供される３次元地図データ、３次元地図ＤＢ２３から出力された姿勢情報及びＤＳＭ２５にて検出されたアイポイントＥＰの位置情報等を、通信バス２９から取得する。情報取得部７１にて取得されたこれらの情報は、表示設定部７２、映像生成部７３及び姿勢設定部７４に逐次提供される。
【００３３】
表示設定部７２は、予め設定された複数の表示物１０の中から、虚像Ｖｉとして表示する表示物１０を選定する。複数の表示物１０には、ターンバイターン（ＴｂＴ）表示１１（図８参照）、スピード表示１２（図８参照）及びターゲット表示１３（図２参照）等が含まれる。ＴｂＴ表示１１は、ナビゲーション装置に設定された目的地へ向かう走行経路、又は自動運転システムに設定された走行経路を示す。ＴｂＴ表示１１は、走行経路となる実際の路面上に重畳表示される（図８参照）。スピード表示１２は、車両Ａの走行速度を示す。ターゲット表示１３は、前走車ＬＶの下縁に重畳表示されて、追従走行の対象となる前走車ＬＶ（図２参照）を示す。各表示物１０には、表示の優先度が関連付けられている。加えて、ＴｂＴ表示１１及び警告のためのアイコン等は、表示の優先度が高い表示物１０として、予め設定されている。
【００３４】
表示設定部７２は、３次元地図ＤＢ２３から提供される３次元地図データに基づき、車両Ａの走行シーンを推定する。表示設定部７２は、複数の表示物１０の中から、推定した走行シーンに対応した表示物１０を表示対象として選定する。例えば一般道を走行中、高速道路を走行中、及び一般道から高速道路へ移動中、等の走行シーンが、表示設定部７２によって選定される。
【００３５】
映像生成部７３は、投影装置３０によって表示される虚像Ｖｉの映像データＰＳを生成する。映像データＰＳを構成する個々のフレームには、表示設定部７２にて虚像表示の対象とされた表示物１０の元画像が描画される。元画像は、スクリーン反射面５２ａに表示像Ｐｉとして発光表示される。映像生成部７３は、物体情報の存在する移動物体及び静止物体の中から、虚像Ｖｉを重畳させる対象を選別する。映像生成部７３は、物体情報、姿勢情報、３次元地図データ及びアイポイントＥＰの位置情報等を用いて、各フレームにおける元画像の描画位置及び描画形状を、虚像Ｖｉとして結像された表示物１０が重畳対象に正しく重なって視認されるように調整する。映像生成部７３は、生成した映像データＰＳを、予め規定された映像フォーマットにて、投影装置３０の映像取得部４１へ向けて逐次出力する。
【００３６】
姿勢設定部７４は、投影制御回路４０の姿勢制御部４５と連携し、調整機構５４の回転作動を制御し、凹面鏡５３の姿勢角度、ひいては投影範囲ＰＡの位置を調整する。姿勢設定部７４は、アイポイントＥＰの位置情報及び走行シーンの推定結果等に基づき、投影範囲ＰＡが対応投影位置ＡＬｅに位置するように、凹面鏡５３の姿勢角度を決定する。姿勢設定部７４は、決定した姿勢角度を指示する指令信号を生成し、生成した指令信号を投影制御回路４０の信号取得部４４へ向けて逐次出力する。
【００３７】
以上の映像生成部７３及び姿勢設定部７４は、相互の連携により、虚像Ｖｉが重畳対象に正しく重なって視認される状態を維持する表示制御を行う。詳記すると、運転者の姿勢変化に伴ってアイポイントＥＰが移動した場合、姿勢設定部７４は、最新のアイポイントＥＰの位置情報に基づき、投影範囲ＰＡを対応投影位置ＡＬｅへ向けて移動させるように、姿勢制御部４５と協働で調整機構５４を制御する。こうした投影範囲ＰＡの移動期間において、映像生成部７３は、投影範囲ＰＡの移動に合わせて、虚像Ｖｉの表示位置が維持されるように、映像データＰＳに描画される元画像を補正し、プロジェクタ５１によって投影される表示像Ｐｉの状態を制御する。
【００３８】
具体的に、映像生成部７３は、対応投影位置ＡＬｅへ向けて移動中である投影範囲ＰＡの推定位置情報を取得する。一例として、投影範囲ＰＡの推定位置情報は、予め設定された投影範囲ＰＡの移動速度、即ち凹面鏡５３の回転速度と、指令信号の出力後の経過時間との積を用いて演算される。映像生成部７３は、投影範囲ＰＡの推定位置情報を、アイポイントＥＰの位置情報、物体情報、姿勢情報及び３次元地図データ等と適宜組み合わせて、相互の３次元的な位置関係を把握する。映像生成部７３は、これらの位置関係を用いて、投影範囲ＰＡの移動分が低減（相殺）されて、ウィンドシールドＷＳの特定位置に表示像Ｐｉが投影され続けるように、各フレームにおける元画像の描画位置を少しずつ移動させる。その結果、投影範囲ＰＡが移動されても、運転者の見た目上における虚像Ｖｉの表示位置は、維持される。
【００３９】
次に、虚像Ｖｉの表示位置を維持しつつ、投影範囲ＰＡを移動させる連動制御の具体例として、アイポイント追従制御及びシーン適合制御の詳細を、図４〜図１１に基づき、図１を参照しつつ説明する。
【００４０】
＜アイポイント追従制御＞
アイポイント追従制御では、アイポイントＥＰの変動に対して、映像データＰＳの生成と凹面鏡５３の姿勢角度調整とが連動制御される。乗車後且つ走行開始前であれば、アイポイントＥＰに対応した対応投影位置ＡＬｅへの投影範囲ＰＡの移動は、凹面鏡５３の回転によって実施される。しかし、運転中の姿勢変化に伴うアイポイントＥＰの移動は、走行開始前よりも高速で生じ得る。故に、凹面鏡５３を単に動かしてしまうと、運転者は、虚像Ｖｉの移動から凹面鏡５３の調整作動を知覚してしまう。その結果、運転者の注意が運転からそらされてしまい得る。こうした事態を低減するため、アイポイント追従制御では、映像データＰＳの補正による虚像Ｖｉの移動をまず実施したうえで、凹面鏡５３の角度制御と併行して、凹面鏡５３の予想角度に合うように、映像データＰＳの補正分を元に戻していく。
【００４１】
詳記すると、図４Ａに示す基準状態では、アイポイントＥＰに対応した対応投影位置ＡＬｅに投影範囲ＰＡが位置することで、表示物１０（ターゲット表示１３）の虚像Ｖｉが重畳対象（前走車ＬＶ）に正しく重畳されている。この基準状態から、運転者のアイポイントＥＰが下方向（例えば２ｃｍ程度）に移動する（図５  時刻ｔ１）と、図４Ｂに示すように、投影範囲ＰＡ及び虚像Ｖｉの位置は、運転者の見た目上にて、基準状態よりも上方向に移動する。その結果、ターゲット表示１３は、前走車ＬＶの下側ではなく、前走車ＬＶの中央に重なった表示となる。
【００４２】
こうしたアイポイントＥＰの移動に伴い、図４Ｃに示すように、物理的に回転の遅い凹面鏡５３の姿勢角度の調整ではなく、映像データＰＳの補正が先行実施される（図５  時刻ｔ２）。映像生成部７３は、アイポイントＥＰに対応した対応表示位置ＩＰｅにターゲット表示１３の虚像Ｖｉが表示されるように、映像データＰＳの各フレームにおける元画像の描画位置を補正する。以上により、表示像Ｐｉの状態、即ち、スクリーン反射面５２ａにおける表示像Ｐｉの表示位置が一旦変更される。その結果、投影範囲ＰＡの移動開始前に、運転者から見たターゲット表示１３の虚像Ｖｉは、基準状態と同様に、前走車ＬＶの下縁に正しく重畳された状態に戻る。尚、対応表示位置ＩＰｅは、アイポイントＥＰから見た前景において、虚像Ｖｉが重畳対象に正しく重なる位置である。
【００４３】
そして図４Ｄに示すように、映像生成部７３は、調整機構５４による凹面鏡５３の回転速度と、映像データＰＳの再生に要する遅延時間を考慮しながら、映像データＰＳにおける元画像の描画位置を、補正前の位置に徐々に移動させる（図５  時刻ｔ３）。以上により、対応投影位置ＡＬｅへの投影範囲ＰＡの移動に合わせて、スクリーン反射面５２ａのおける表示像Ｐｉの表示位置が変更前の表示位置に戻される（図５  時刻ｔ３〜ｔ４）。その結果、ターゲット表示１３の虚像Ｖｉの表示位置は、対応表示位置ＩＰｅである前走車ＬＶの下側に維持される。
【００４４】
ここで、映像生成部７３は、アイポイントＥＰの移動に伴う虚像Ｖｉの累積移動量を演算し、算出した累積移動量に基づき、投影範囲ＰＡの移動の要否を判定する。虚像Ｖｉの累積移動量が所定の下限値未満の場合、映像生成部７３は、凹面鏡５３の回転による投影範囲ＰＡの移動を不要と判定する。この場合、姿勢設定部７４は、凹面鏡５３の回転調整を実施しない。一方で、映像生成部７３は、映像データＰＳにおける元画像の描画位置を補正する。以上により、表示像Ｐｉの表示位置が調整され、虚像Ｖｉは、アイポイントＥＰに対応した対応表示位置ＩＰｅに表示される。
【００４５】
さらに、映像生成部７３は、アイポイントＥＰの移動量を演算する。アイポイントＥＰの移動量が大きい場合、対応表示位置ＩＰｅは、現在の投影範囲ＰＡ外となり得る。このように、表示像Ｐｉの状態変更だけでは対応表示位置ＩＰｅまで虚像Ｖｉを移動できない場合、姿勢設定部７４は、凹面鏡５３の回転を開始する。こうして投影範囲ＰＡが対応投影位置ＡＬｅへ向けて移動する期間にて、映像生成部７３は、虚像Ｖｉの表示位置が対応表示位置ＩＰｅに最も近づくように、映像データＰＳにおける元画像の描画位置を補正する。
【００４６】
そして、投影範囲ＰＡの移動によって虚像Ｖｉが対応表示位置ＩＰｅに到達した場合、継続される対応投影位置ＡＬｅへの投影範囲ＰＡの移動に合わせて、映像生成部７３は、映像データＰＳにおける元画像の描画位置を、補正前の位置に徐々に戻す。その結果、投影範囲ＰＡの移動継続中も、対応表示位置ＩＰｅでの虚像Ｖｉの表示は、維持される。
【００４７】
以上のアイポイント追従制御を実現するために描画装置６０によって実施される重畳制御処理の詳細を、図６に基づき、図１及び図４を参照しつつ説明する。図６に示す重畳制御処理は、車両Ａの電源オンに伴う虚像表示システム１００の起動と共に開始され、車両Ａの電源オフに伴う虚像表示システム１００の停止まで繰り返される。
【００４８】
Ｓ１０１では、アイポイントＥＰの位置情報等、虚像表示に必要な情報を取得し、Ｓ１０２に進む。Ｓ１０２では、アイポイントＥＰの移動量を算出し、Ｓ１０３に進む。Ｓ１０３では、Ｓ１０２にて算出したアイポイントＥＰの移動量に基づいて虚像Ｖｉの対応表示位置ＩＰｅを算出し、現在の投影範囲ＰＡのままで対応表示位置ＩＰｅへの虚像Ｖｉの表示が可能か否かを判定する。Ｓ１０３にて、対応表示位置ＩＰｅが現在の投影範囲ＰＡ外であり、対応表示位置ＩＰｅへの虚像Ｖｉの表示が不可能と判定した場合、Ｓ１０８に進む。一方で、Ｓ１０３にて、対応表示位置ＩＰｅが現在の投影範囲ＰＡ内であり、対応表示位置ＩＰｅへの虚像Ｖｉの表示が可能と判定した場合、Ｓ１０４に進む。
【００４９】
Ｓ１０４では、虚像Ｖｉの累積移動量を算出し、投影範囲ＰＡの移動の要否を判定する。Ｓ１０４にて、累積移動量が閾値未満であると判定した場合、凹面鏡５３の回転による投影範囲ＰＡの移動を不要と判定し、Ｓ１０５に進む。Ｓ１０５では、現在のアイポイントＥＰに対応した対応表示位置ＩＰｅに虚像Ｖｉが表示されるように、映像データＰＳの調整によって表示像Ｐｉの状態を変更し、処理を終了する。
【００５０】
一方、Ｓ１０４にて、累積移動量が閾値以上であると判定した場合、Ｓ１０６に進む。Ｓ１０６では、Ｓ１０５と同様に、現在のアイポイントＥＰに対応した対応表示位置ＩＰｅに虚像Ｖｉが表示されるように、映像データＰＳの調整によって表示像Ｐｉの状態を変更し、Ｓ１０７に進む。Ｓ１０７では、対応投影位置ＡＬｅへ向けた投影範囲ＰＡの移動を開始し、Ｓ１０８に進む。Ｓ１０８では、対応表示位置ＩＰｅでの虚像表示が維持されるように、投影範囲ＰＡの移動に合わせて、表示像Ｐｉの状態を変更前の状態に徐々に戻していき、処理を終了する。
【００５１】
さらに、Ｓ１０３の否定判定に基づくＳ１０９では、虚像Ｖｉが対応表示位置ＩＰｅに近づくように表示像Ｐｉの状態を変更し、Ｓ１０９に進む。Ｓ１０９では、対応投影位置ＡＬｅへ向けた投影範囲ＰＡの移動を開始し、Ｓ１１０に進む。Ｓ１１０では、Ｓ１０７と同様に、対応投影位置ＡＬｅへ向けた投影範囲ＰＡの移動を開始し、Ｓ１１１に進む。Ｓ１１１では、対応表示位置ＩＰｅでの虚像表示が維持されるように、投影範囲ＰＡの移動に合わせて、表示像Ｐｉの状態を変更前の状態に戻し、処理を終了する。
【００５２】
尚、Ｓ１０７における投影範囲ＰＡの移動開始は、Ｓ１０６の表示切替と実質同時であってもよく、又はＳ１０６の表示切替に先行していてもよい。同様に、Ｓ１１０における投影範囲ＰＡの移動開始は、Ｓ１０９の表示切替と実質同時であってもよく、又はＳ１０９の表示切替に先行していてもよい。
【００５３】
＜シーン適合制御＞
例えば高速道路を走行中は、遠方の重畳対象に表示物１０を重ねたい場合が多い。反対に、一般道を走行中では、近傍の重畳対象に表示物１０を重ねたい場合が多い。そのため、シーン適合制御では、表示設定部７２にて推定された走行シーンに合わせて、ウィンドシールドＷＳにおける投影範囲ＰＡの位置、即ち、凹面鏡５３の角度姿勢が調整される。例えば一般道から高速道路へと走行シーンが遷移する場合には、シーン適合制御により、投影範囲ＰＡは、高速道路に到達する以前に、上方への移動を開始する。
【００５４】
シーン適合制御では、表示設定部７２にて選択された表示物１０の優先度に基づき、投影範囲ＰＡの位置が調整される。例えば、図７に示すＴｂＴ表示１１及び警告のためのアイコン等は、優先度の高い表示物１０とされている。こうした優先度の高い表示物１０には、当該表示物１０の全体を表示するための重要エリアが予め規定されている。映像生成部７３は、走行シーンが遷移する場合に、現在の投影範囲ＰＡが重要エリアを包含しているか否かを判定する。そして、優先度の高い表示物１０の中に、現在の投影範囲ＰＡでは少なくとも一部が表示されない欠損表示物１５が生じる場合、姿勢設定部７４は、重要エリアが投影範囲ＰＡに含まれるように凹面鏡５３の角度姿勢を調整する。
【００５５】
具体的に姿勢設定部７４は、凹面鏡５３の回転作動により、図８に示すように、欠損表示物１５の全体を表示可能にする調整投影位置ＡＬａへ向けて、投影範囲ＰＡを移動させる（図９  時刻ｔ１〜ｔ２）。以上により、高優先度の表示物１０（ＴｂＴ表示１１）の全体が表示可能になる。こうして投影範囲ＰＡが調整投影位置ＡＬａへ向けて移動する期間にて、映像生成部７３は、ＴｂＴ表示１１及びスピード表示１２の表示位置が維持されるように、表示像Ｐｉの状態を制御する。
【００５６】
さらに、運転者の見た目上で虚像Ｖｉの重畳対象が調整可能範囲から外れており、投影範囲ＰＡを移動させたとしても、重要エリアの全てを投影範囲ＰＡに入れることができない場合が生じ得る。この場合、映像生成部７３は、ＴｂＴ表示１１に替えて、図１０に示すＴｂＴアイコン１１ａを表示させる。ＴｂＴアイコン１１ａは、現在の投影範囲ＰＡでも全体を表示可能な代替表示物である。ＴｂＴアイコン１１ａは、ＴｂＴ表示１１を簡略化させた表示態様であり、スピード表示１２と同様に、特定の重畳態様を持たない非ＡＲ表示物である。
【００５７】
こうしたシーン適合制御では、複数の重要エリアが存在する場合に、姿勢設定部７４は、複数の重要エリアを最大限包含する位置に投影範囲ＰＡが移動するように、凹面鏡５３の角度姿勢を調整する。さらに、全ての重要エリアを包含できない場合、映像生成部７３は、予め設定されていた優先度に応じた取捨選択を行い、全体表示不可能な表示物１０をＴｂＴアイコン１１ａのような代替表示物に切り替える。
【００５８】
以上のシーン適合制御を実現するために描画装置６０によって実施されるエリア制御処理の詳細を、図１１に基づき、図１、図７〜図１０を参照しつつ説明する。図１１に示すエリア制御処理は、アイポイント追従制御と同様に、車両Ａの電源オンに伴う虚像表示システム１００の起動と共に開始され、車両Ａの電源オフに伴う虚像表示システム１００の停止まで繰り返される。
【００５９】
Ｓ１２１では、走行シーンの推定結果等、虚像表示のために必要な情報を取得し、Ｓ１２２に進む。Ｓ１２２では、表示対象とされた表示物１０の優先度を参照し、投影範囲ＰＡに包含すべき重要エリアを設定してＳ１２３に進む。Ｓ１２３では、Ｓ１２２にて設定した重要エリアを現在の投影範囲ＰＡが包含できるか否か、即ち、高優先度の表示物１０の全体が現在の投影範囲ＰＡのままで表示可能か否かを判定する。Ｓ１２３にて、表示物１０の全体が表示可能であると判定した場合、Ｓ１２４に進む。Ｓ１２４では、各表示物１０の元画像を含む通常の映像データＰＳを生成する状態とし、処理を終了する。
【００６０】
一方、Ｓ１２３にて、重要エリアが現在の投影範囲ＰＡ外となり、欠損表示物１５が生じると判定した場合、Ｓ１２５に進む。Ｓ１２５では、投影範囲ＰＡの移動によって欠損表示物１５の全体が表示可能になるか否かを判定する。Ｓ１２５にて、表示可能になると判定した場合、Ｓ１２６に進む。Ｓ１２６では、重要エリアを包含する調整投影位置ＡＬａへ向けた投影範囲ＰＡの移動を開始し、Ｓ１２７に進む。Ｓ１２７では、投影範囲ＰＡを調整投影位置ＡＬａへ向けて移動させる期間にて、虚像Ｖｉの表示位置が維持されるように、映像データＰＳの補正によって表示像Ｐｉの状態を制御する。そして、投影範囲ＰＡの調整投影位置ＡＬａへの到達に基づき、処理を終了する。
【００６１】
また一方で、Ｓ１２５にて、投影範囲ＰＡの移動では表示物１０の全体表示が不可能であると判定した場合、Ｓ１２８に進む。Ｓ１２８では、映像データＰＳに描画される元画像を、通常の表示物１０から代替表示物（例えばＴｂＴアイコン１１ａ等）へと切り替えて、処理を終了する。
【００６２】
ここまで説明した第一実施形態では、投影範囲ＰＡが調整機構５４によって移動される場合、プロジェクタ５１から射出される光の状態は、虚像Ｖｉの表示位置を維持させるように制御される。こうした制御によれば、投影範囲ＰＡを移動させている期間でも、運転者の見た目上における虚像Ｖｉの移動は、抑制される。以上によれば、投影範囲ＰＡの調整に伴う違和感は、低減される。
【００６３】
加えて第一実施形態では、アイポイント追従制御により、アイポイントＥＰが移動した場合でも、虚像Ｖｉは、表示像Ｐｉの状態変更により、移動後のアイポイントＥＰに対応した対応表示位置ＩＰｅに、迅速に移動し得る。そして、投影範囲ＰＡをアイポイントＥＰに対応した対応投影位置ＡＬｅに移動させるのに合わせて、表示像Ｐｉの状態は、変更前の状態に戻される。以上によれば、虚像表示システム１００は、調整機構５４の機械的な遅れを運転者に感じさせることなく、アイポイントＥＰの移動に虚像Ｖｉの表示位置を追従させる制御を実施できる。
【００６４】
また第一実施形態では、表示像Ｐｉの状態変更だけでは対応表示位置ＩＰｅまで虚像Ｖｉを移動できない場合でも、映像データＰＳの補正によって対応表示位置ＩＰｅに虚像Ｖｉを近づけたうえで、対応投影位置ＡＬｅへ向けた投影範囲ＰＡの移動が実施される。こうした連動制御によれば、アイポイントＥＰの移動量が大きくても、現在のアイポイントＥＰに対応した対応表示位置ＩＰｅに、虚像Ｖｉを迅速に移動させることが可能になる。
【００６５】
さらに、投影範囲ＰＡの移動によって虚像Ｖｉが対応表示位置ＩＰｅに到達した後、映像生成部７３は、対応表示位置ＩＰｅでの虚像Ｖｉの表示が維持されるように映像データＰＳの補正を徐々に戻していく。こうした連動制御であれば、虚像Ｖｉの移動について運転者に知覚されてしまう期間が短縮される。
【００６６】
加えて第一実施形態のアイポイント追従制御では、アイポイントＥＰの移動量が少ない場合に、投影範囲ＰＡの移動が見送られる。そして、表示像Ｐｉの状態変更によって、虚像Ｖｉの表示位置がアイポイントＥＰの移動に追従する。こうした制御によれば、調整機構５４の作動機会を低減できるため、投影装置３０の信頼性が向上する。
【００６７】
また第一実施形態では、欠損表示物１５がある場合に、投影範囲ＰＡは、欠損表示物１５の全体を表示可能にする調整投影位置ＡＬａへ向けて移動される。このように、投影範囲ＰＡを移動させて優先度の高い表示物１０の全体表示を可能にするシーン適合制御の採用によれば、光学ユニット５０の大型化を抑えつつ、投影範囲ＰＡの擬似的な拡張が可能になる。
【００６８】
さらに第一実施形態では、投影範囲ＰＡが調整投影位置ＡＬａへ向けて移動する期間にて、映像生成部７３は、虚像Ｖｉの表示位置が維持されるように、表示像Ｐｉの状態を制御する。以上によれば、投影範囲ＰＡの擬似的な拡張を行う構成においても、投影範囲ＰＡの移動に伴う運転者の違和感は、軽減され得る。
【００６９】
加えて第一実施形態のシーン適合制御によれば、投影範囲ＰＡの位置は、走行シーンに合わせて、表示対象として選定された表示物１０の表示に好適な位置に、自動調整される。そして、走行シーンの遷移によって投影範囲ＰＡが移動されても、表示中の虚像Ｖｉの位置は、維持される。故に、走行シーンに合わせた投影範囲ＰＡを移動させても、運転者の違和感の増加は、抑制され得る。
【００７０】
さらに第一実施形態の映像生成部７３は、例えば勾配や車両姿勢の影響等で重要エリアの投影範囲ＰＡへの包含が不可能な場合には、代替表示物の表示に切り替える。こうした表示制御の採用によれば、虚像表示システム１００は、ＡＲ表示の実施が困難な状況下でも、運転者への最低限の情報提示を継続できる。
【００７１】
尚、第一実施形態では、ＴｂＴアイコン１１ａが「代替表示物」に相当し、表示設定部７２が「表示選定部」に相当し、映像生成部７３が「状態制御部」に相当する。また、ウィンドシールドＷＳが「投影部材」に相当し、虚像表示システム１００が「ヘッドアップディスプレイ装置」に相当する。
【００７２】
（第二実施形態）
本開示の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、図１２に示すヘッドアップディスプレイ（以下、「ＨＵＤ」）装置２００が、アイポイント追従制御及びシーン適合制御を主体的に実施する。ＨＵＤ装置２００は、第一実施形態の投影装置３０（図１参照）に相当する光学機器である。ＨＵＤ装置２００は、通信バス２９と接続されており、各制御に必要な情報を通信バス２９から取得する。通信バス２９には、第一実施形態と同様に、外界センサ２１、ロケータ２２、３次元地図ＤＢ２３、姿勢センサ２４及びＤＳＭ２５等が接続されている。
【００７３】
ＨＵＤ装置２００は、第一実施形態と同様に、描画装置６０にて生成された映像データＰＳを逐次取得する。描画装置６０は、第一実施形態と同様に、機能部としての情報取得部７１、表示設定部７２及び映像生成部７３を有している。一方で、姿勢設定部７４（図１参照）に相当する機能部は、描画装置６０から省略されている。描画装置６０は、ＨＵＤ装置２００においてトリミング可能なサイズの映像データＰＳを生成する。即ち、映像生成部７３により生成される映像データＰＳの画像サイズは、スクリーン反射面５２ａに描画される画像サイズ、即ち、光学ユニット５０によって投影される投影範囲ＰＡの画像サイズよりも大きく設定されている。
【００７４】
ＨＵＤ装置２００の投影制御回路２４０は、重畳制御処理（図６参照）及びエリア制御処理（図７参照）を実施する。投影制御回路２４０は、第一実施形態と実質同一のレーザ制御部４２及び姿勢制御部４５に加えて、通信部２４３、映像処理部２４１及び姿勢設定部２４４を有している。
【００７５】
通信部２４３は、通信バス２９と通信可能に接続されている。通信部２４３は、ＤＳＭ２５にて検出されたアイポイントＥＰの位置情報等を通信バス２９から取得し、取得した位置情報を映像処理部２４１及び姿勢設定部２４４に逐次提供する。
【００７６】
映像処理部２４１は、第一実施形態と同様に、映像生成部７３にて生成された映像データＰＳを取得する。映像処理部２４１は、通信部２４３にて取得されるアイポイントＥＰの位置情報に基づき、虚像Ｖｉが重畳対象に正しく重なって視認されるように、映像データＰＳの各フレームの中から、投影範囲ＰＡに投影する使用領域を設定する。映像処理部２４１は、レーザ制御部４２の制御により、使用領域の描画データに基づく表示像Ｐｉをスクリーン反射面５２ａに描画する。
【００７７】
姿勢設定部２４４は、第一実施形態の姿勢設定部７４（図１参照）と同様に、アイポイントＥＰの位置情報等に基づき、対応投影位置ＡＬｅ（図４参照）及び調整投影位置ＡＬａ（図７参照）を演算により設定する。姿勢設定部２４４にて設定された各投影位置ＡＬｅ，ＡＬａへ向けて、姿勢制御部４５及び調整機構５４は、凹面鏡５３の回転により、投影範囲ＰＡを移動させる。
【００７８】
以上の第二実施形態でも、対応投影位置ＡＬｅ又は調整投影位置ＡＬａへの投影範囲ＰＡの移動に合わせて、映像処理部２４１は、映像データＰＳから使用領域として切り出す位置を調整する。以上により、プロジェクタ５１によってスクリーン５２に投影される表示像Ｐｉの状態は、虚像Ｖｉの表示位置が維持されるように制御される。故に、第二実施形態でも第一実施形態と同様の効果を奏し、投影範囲ＰＡの調整に伴う違和感は、低減される。尚、第二実施形態では、映像処理部２４１が「状態制御部」に相当し、通信部２４３が「情報取得部」に相当する。
【００７９】
（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記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及び組み合わせに適用することができる。
【００８０】
上記第一実施形態の変形例１によるＨＵＤ装置は、第一実施形態の投影装置３０及び描画装置６０（図１参照）を一体化した構成である。ＨＵＤ装置の投影制御回路は、第一実施形態の情報取得部、表示設定部、映像生成部及び姿勢設定部に相当する機能部を、レーザ制御部及び姿勢制御部と共に有している。こうした変形例１のＨＵＤ装置でも、上記第一実施形態と同様に、投影範囲ＰＡの調整に伴う違和感が低減可能となる。
【００８１】
上記実施形態では、虚像Ｖｉの表示位置を維持しつつ、投影範囲ＰＡを移動させる連動制御を、アイポイント追従制御及びシーン適合制御に適用した例を説明した。しかし、上記の連動制御は、例えば投影範囲を手動調整する場合を除き、投影範囲の移動を要する種々の状況にて使用可能である。また、虚像表示システム又はＨＵＤ装置は、アイポイント追従制御及びシーン適合制御の片方のみを実施する構成であってもよい。
【００８２】
上記実施形態のアイポイント追従制御では、映像データの補正によって虚像を対応表示位置まで移動できなくても、投影範囲の移動開始時における映像データの補正が実施されていた。しかし、こうした制御は、省略されてもよい。さらに、アイポイントの変化に応じて投影範囲を移動させる凹面鏡の回転作動は、虚像の累積移動量にかかわらず、常に実施されてもよい。
【００８３】
上記実施形態のシーン適合制御では、一般道か高速道路かの判定に基づき、投影範囲の予備的な移動が実施されていた。しかし、例えばシーン適合制御として、車両の前方に設置された信号機及び道案内の看板等を強調する虚像を表示可能にするため、投影範囲の位置が上方へ移動されてもよい。また、通常の表示物を欠損表示物に切り替える表示制御は、実施されなくてもよい。
【００８４】
上記実施形態の調整機構は、投影範囲を機械的に移動させるために、凹面鏡の角度姿勢を調整する構成であった。しかし、調整機構の具体的な構成は、適宜変更可能である。例えば調整機構は、スクリーン又はプロジェクタの姿勢を調整する機構であってもよく、或いはインスツルメントパネルに対する筐体の姿勢を調整する機構であってもよい。さらに、ウィンドシールドに対し独立して設けられる可動式のコンバイナを投影部材として用いる形態では、調整機構は、コンバイナの姿勢を調整する機構であってもよい。
【００８５】
また調整機構は、上下方向（ｙ方向）以外にも投影範囲ＰＡを移動可能であってよい。例えば調整機構は、左右方向（ｘ方向）及びｚ軸周りのロール方向等に、投影範囲ＰＡを移動可能であってもよい。さらに、虚像の特に外周部には、ウィンドシールド及び凹面鏡等での反射に伴い、光学的な歪み及び滲みが生じる。そこで映像生成部又は映像処理部は、投影範囲の移動に合わせて、虚像に生じる光学的な歪み及び滲みを低減させる補正を、映像データに対して逐次実施可能である。こうした補正は、予め設定された変換テーブル又は数式に基づき実施される。
【００８６】
上記実施形態のプロジェクタには、レーザ光源及びＭＥＭＳスキャナ等を含む構成が採用されていた。しかし、プロジェクタの具体的な構成は、適宜変更可能である。例えばプロジェクタは、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたＤＬＰ（Digital Light Processing，登録商標）プロジェクタであってもよい。さらに、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等を用いたプロジェクタ、或いは液晶パネル及びＬＥＤ光源を有する液晶プロジェクタ等が採用されていてもよい。
【００８７】
上記実施形態にて、描画装置の制御回路及び投影制御回路により提供された各機能は、ソフトウェア及びそれを実行するハードウェア、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの複合的な組合せによっても提供可能である。さらに、こうした機能がハードウェアである電子回路によって提供される場合、各機能は、多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によっても提供可能である。
【００８８】
さらに、表示制御プログラム等を記憶するメモリ装置等には、フラッシュメモリ及びハードディスク等の種々の非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）が採用可能である。こうした記憶媒体の形態も、適宜変更されてよい。例えば記憶媒体は、メモリカード等の形態であり、描画装置に設けられたスロット部に挿入されて、制御回路に電気的に接続される構成であってよい。さらに記憶媒体は、上述のような車載装置のメモリ装置に限定されず、当該メモリ装置へのプログラムのコピー基となる光学ディスク及び汎用コンピュータのハードディスクドライブ等であってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
Ａ  車両、  ＡＬａ  調整投影位置、  ＡＬｅ  対応投影位置、  ＥＰ  アイポイント、  ＩＰｅ  対応表示位置、  ＰＡ  投影範囲、  Ｐｉ  表示像、  Ｖｉ  虚像、  ＷＳ  ウィンドシールド（投影部材）、  １０  表示物、  １１ａ  ＴｂＴアイコン（代替表示物）、  １５  欠損表示物、  ５１  プロジェクタ、  ５４  調整機構、  ７１  情報取得部、  ７２  表示設定部（表示選定部）、  ７３  映像生成部（状態制御部）、  １００  虚像表示システム（ヘッドアップディスプレイ装置）、  ２００  ＨＵＤ装置（ヘッドアップディスプレイ装置）、  ２４１  映像処理部（状態制御部）、  ２４３  通信部（情報取得部）
【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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