(57)【要約】  表示システム（１００）は、移動体の速度を示す速度情報を取得する取得装置（２０）と、移動体の姿勢変動量を検出する検出装置（４０）と、基準位置と補正量とに基づいて、像の表示位置を制御する表示処理装置（３０）と、速度及び姿勢変動量に基づいて、補正量を設定する補正処理装置（５０）と、を備える。補正処理装置（５０）は、速度と姿勢変動量に基づいて補正量が所定量以上となるか否かを推定し、推定結果に基づいて、補正量を調整する。
2020080405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の速度を示す速度情報を取得する取得装置と、
前記移動体の姿勢変動量を検出する検出装置と、
基準位置と補正量とに基づいて、像の表示位置を制御する表示処理装置と、
前記速度及び前記姿勢変動量に基づいて、前記補正量を設定する補正処理装置と、
を備え、
前記補正処理装置は、
前記速度と前記姿勢変動量に基づいて前記補正量が所定量以上となるか否かを推定し、前記推定結果に基づいて、前記補正量を調整する、
表示システム
【請求項２】
前記補正処理装置は、
前記速度に基づいて第１閾値を設定し、
前記姿勢変動量が前記第１閾値以下である期間は、前記補正量を前記姿勢変動量に基づいて設定し、
前記表示処理装置は、
前記姿勢変動量が前記第１閾値よりも大きい期間に、前記表示位置を前記基準位置に戻す、
請求項１に記載の表示システム。
【請求項３】
前記補正処理装置は、前記速度が速いほど前記第１閾値が大きくなるように、前記第１閾値を設定する、
請求項２に記載の表示システム。
【請求項４】
前記姿勢変動量は、前記移動体の角速度である、
請求項３に記載の表示システム。
【請求項５】
前記補正処理装置は、前記角速度が前記第１閾値よりも大きいときに、前記補正量をゼロにリセットする、
請求項４に記載の表示システム。
【請求項６】
前記補正処理装置は、前記角速度が前記第１閾値よりも大きいときに、前記補正量がゼロに近づくように前記補正量を所定量小さくする、
請求項４に記載の表示システム。
【請求項７】
前記補正処理装置は、前記角速度が前記第１閾値よりも大きい場合であって、前記補正量が第２閾値以上のときは前記補正量がゼロに近づくように前記補正量を所定量小さくし、前記補正量が前記第２閾値よりも小さいときは前記補正量をゼロにリセットする、
請求項４に記載の表示システム。
【請求項８】
前記補正処理装置は、
前記角速度から前記移動体の角度を算出する第１の算出部と、
前記角度を画素数に変換して前記補正量を算出する第２の算出部と、
を含み、
前記第２の算出部は、
前記角度と所定角度との差分又は前記画素数と所定画素数との差分に基づいて、前記補正量を算出し、
前記角速度が前記第１閾値よりも大きいときの前記補正量がゼロとなるように、前記所定角度又は前記所定画素数を設定する、
請求項５に記載の表示システム。
【請求項９】
前記補正処理装置は、
前記角速度から前記移動体の角度を算出する第１の算出部と、
前記角度を画素数に変換して前記補正量を算出する第２の算出部と、
を含み、
前記第１の算出部は、前記角速度が前記第１閾値よりも大きいときは、前記角度をゼロにリセットする、
請求項５に記載の表示システム。
【請求項１０】
前記表示処理装置は、前記基準位置及び前記補正量と、シフト量とに基づいて前記像の表示位置を制御し、
前記補正処理装置は、前記角速度が前記第１閾値よりも大きいときの前記補正量に基づいて前記シフト量を設定する、
請求項４に記載の表示システム。
【請求項１１】
前記像を表す光を投影する投影装置をさらに含む、
請求項１に記載の表示システム。
【請求項１２】
前記移動体は、車両であり、
前記像は、前記車両のフロントガラスの前方に表示される虚像である、
請求項１１に記載の表示システム。
【請求項１３】
移動体の速度を示す速度情報と、前記移動体の姿勢変動量を示す変動量情報とを取得する取得部と、
基準位置と補正量とに基づく表示位置に像を表示する表示部と、
前記速度及び前記姿勢変動量に基づいて、前記補正量を設定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記速度に基づいて閾値を設定し、
前記姿勢変動量が前記閾値以下である期間は、前記補正量を前記姿勢変動量に基づいて設定し、
前記姿勢変動量が前記閾値よりも大きい期間に、前記表示位置を前記基準位置に戻す、
表示装置。
【請求項１４】
コンピュータの演算部が行う表示制御方法であって、
移動体の速度を示す速度情報と、前記移動体の姿勢変動量を示す変動量情報とを取得するステップと、
基準位置と補正量とに基づいて像の表示位置を制御するステップと、
を含み、
前記表示位置を制御するステップは、
前記速度に基づいて閾値を設定し、
前記姿勢変動量が前記閾値以下である期間は、前記補正量を前記姿勢変動量に基づいて設定し、
前記姿勢変動量が前記閾値よりも大きい期間に、前記表示位置を前記基準位置に戻すこと、
を含む、表示制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、像の表示位置を移動体の動きに応じて制御する表示システム、表示装置、及び表示制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置を用いて、拡張現実（ＡＲ）表示を行う車両情報表示システムを開示している。ＨＵＤ装置は、車両のフロントガラスに虚像を表す光を投影することで、車両の乗員である視認者に、車両の外界の実景とともに虚像を視認させている。例えば、車両の案内経路を表す虚像を実景内の表示対象、例えば道路に対応付けて表示する。これにより、乗員は、実景を視認しながら案内経路を確認することができる。特許文献１の車両情報表示システムは、加速度に応じて虚像の表示位置を補正している。これにより、車両の急減速及び急加速時に、虚像の位置ずれが生じることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０１３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
像の位置ずれを修正しようとすると、その修正過程が視認者に目立ってしまうことがある。【０００５】
本開示は、像の位置ずれを精度良く抑制し、位置ずれ修正の見た目の品位を向上した表示システム、表示装置、及び表示制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の表示システムは、移動体の速度を示す速度情報を取得する取得装置と、移動体の姿勢変動量を検出する検出装置と、基準位置と補正量とに基づいて、像の表示位置を制御する表示処理装置と、速度及び姿勢変動量に基づいて、補正量を設定する補正処理装置と、を備え、補正処理装置は、前記速度と前記姿勢変動量に基づいて前記補正量が所定量以上となるか否かを推定し、前記推定結果に基づいて、前記補正量を調整する。【０００７】
本開示の表示装置は、移動体の速度を示す速度情報と、移動体の姿勢変動量を示す変動量情報とを取得する取得部と、基準位置と補正量とに基づく表示位置に像を表示する表示部と、速度及び姿勢変動量に基づいて、補正量を設定する制御部と、を備え、制御部は、速度に基づいて閾値を設定し、姿勢変動量が閾値以下である期間は、補正量を姿勢変動量に基づいて設定し、姿勢変動量が閾値よりも大きい期間に、表示位置を基準位置に戻す。【０００８】
本開示の表示制御方法は、コンピュータの演算部が行う表示制御方法であって、移動体の速度を示す速度情報と、移動体の姿勢変動量を示す変動量情報とを取得するステップと、基準位置と補正量とに基づいて像の表示位置を制御するステップと、を含み、表示位置を制御するステップは、速度に基づいて閾値を設定し、姿勢変動量が閾値以下である期間は、補正量を姿勢変動量に基づいて設定し、姿勢変動量が閾値よりも大きい期間に、表示位置を基準位置に戻すことを含む。【０００９】
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、方法、及びコンピュータプログラム、並びに、それらの組み合わせにより、実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の表示システムによれば、像の位置ずれを精度良く抑制し、位置ずれ修正の見た目の品位を向上することができる。例えば、姿勢変動量に対応する補正量が所定量以上となると推定した場合に補正量をリセットし、補正量が所定量未満のままであると推定した場合は補正による調整を実施することで補正とリセットとリセット時の見た目の品位を両立した精度の良い位置ずれ補正を実現することができる。また、本開示の表示装置、及び表示制御方法によれば、姿勢変動量の閾値を移動体の速度に応じて設定するので、姿勢変動量に基づく表示位置の制御において、像の位置ずれを精度良く抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態におけるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を説明するための図
【図２】第１実施形態における表示システムの構成を示すブロック図
【図３】閾値データの一例を示す図
【図４Ａ】車速に応じた閾値を示すグラフ
【図４Ｂ】車速に応じた閾値を示す他のグラフ
【図５】フロントガラスから見える実景の例を示す図
【図６】虚像の一例を示す図
【図７Ａ】傾いていない車両を示す図
【図７Ｂ】車両が傾いていないときに虚像が基準位置に表示される例を説明するための図
【図８Ａ】前傾姿勢の車両を示す図
【図８Ｂ】車両が前傾姿勢のときに虚像の位置ずれが生じる例を説明するための図
【図９】虚像の表示位置の補正を説明するための図
【図１０】ジャイロセンサのノイズによる虚像の位置ずれを説明するための図
【図１１】第１実施形態における表示処理を示すフローチャート
【図１２】第１実施形態における補正処理を示すフローチャート
【図１３Ａ】第１実施形態における補正量のリセットを説明するための図
【図１３Ｂ】第１実施形態における補正量のリセットの別の例を説明するための図
【図１４】第２実施形態における表示処理を示すフローチャート
【図１５】第２実施形態における補正処理を示すフローチャート
【図１６】第２実施形態におけるオフセット値の設定を説明するための図
【図１７】第３実施形態における補正処理を示すフローチャート
【図１８】第４実施形態における補正処理を示すフローチャート
【図１９】第５実施形態における表示システムの構成を示すブロック図
【図２０】第５実施形態における補正処理を示すフローチャート
【図２１Ａ】第５実施形態におけるずれ量のリセットを説明するための図
【図２１Ｂ】第５実施形態におけるずれ量のリセットの別の例を説明するための図
【図２２】第６実施形態における補正処理を示すフローチャート
【図２３】第７実施形態における補正処理を示すフローチャート
【図２４】第８実施形態における表示装置の構成を示すブロック図
【図２５】ジャイロセンサにより検出される角度の時間変化を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本開示の基礎となった知見）
センサの出力に基づいて検出した移動体の状態に応じて、例えば移動体の姿勢に応じて、像の表示位置を補正する場合、センサのノイズに起因した補正誤差が発生する。
【００１３】
例えば、路面の凹凸などの形状による移動体の振動を高精度に検出するために、ジャイロセンサを使用することが考えられる。移動体の３軸周りの角度であるロール角、ピッチ角、及びヨー角は、ジャイロセンサによって検出される角速度を積分演算することによって得られる。しかし、ジャイロセンサは、デバイスの特性により、静止状態でも出力の角速度がゼロにならない。所謂、ドリフトが発生する。よって、角速度の積分演算において、ドリフトによる誤差が累積され、得られる角度に誤差が生じる。この場合、ジャイロセンサの出力に基づいて、像の表示位置を補正し続けると、補正誤差が大きくなる。そのため、常時もしくは長時間、センサの出力に基づいた補正をしていると、補正誤差が累積されて、像の表示位置がずれる。例えば、拡張現実（ＡＲ）表示を行うＨＵＤシステムの場合、虚像の表示位置が、実景内の所定の表示対象、例えば、道路に対して大きくずれる場合がある。よって、視認者は、像の表示に対して違和感を覚える。
【００１４】
このように発生する累積誤差を解消するには、補正量を単純にリセットすることが考えられる。虚像の表示位置を基準位置に戻すことにより、補正量をリセットすることができる。
【００１５】
しかしながら、任意のタイミングで補正量をリセットすると、例えば、位置ずれ補正中にリセットすると重畳ズレが大きくなる。また、リセット動作が視認されると、視認者が違和感を覚える。このように、補正量を単純にリセットすると、補正性能の低下や見た目の品位の悪化を引き起こす。
【００１６】
本開示の表示システム、表示装置、及び表示制御方法は、移動体の姿勢変動量が閾値以下である期間は、基準位置と、姿勢変動量に応じて設定した補正量とに基づく表示位置に像を表示する。本開示の表示装置及び表示システムは、姿勢変動量が閾値よりも大きいときは、像の表示位置を基準位置に戻す。姿勢変動量は、具体的には、ジャイロセンサが出力する角速度である。
【００１７】
位置ずれ補正中にリセットすると重畳ズレが大きくなることについて、図２５を参照して説明する。図２５は、ジャイロセンサにより検出される角度の時間変化を示す説明図である。図２５のグラフの傾きが角速度を示す。移動体の振動振幅に応じて角度のずれ量が検出され、検出された角度のずれ量の分だけ補正量となる。図２５に示すように、位置ずれ補正ができるずれ量には限界があり、補正範囲を超える位置ずれが発生した場合は、補正範囲を超える位置ずれ分の補正はできないので、重畳精度が悪化する。この補正できないタイミングで補正量をリセットすれば、リセットによる重畳精度の悪化を抑制することができる。したがって、ずれ量が補正範囲を超えることを閾値と比較して判定することで検出する。この判定結果をもとに、補正量をリセットすることで、位置ずれ補正ができない期間を有効活用することができる。
【００１８】
また、上述したずれ量の判定は、算出した角度によるずれ量を用いて判定すればよいが、図２５に示すように、振幅のピークＰｋ１、Ｐｋ２付近の外景の変化が少ないタイミングＰｂ１、Ｐｂ２で判定する場合があり、リセット動作が目立つ場合がある。したがって、補正量のリセットは、ずれ量が補正範囲を超える前であって、かつ、振動振幅のピークに達する前の段階でより早くリセット判定をする必要がある。そこで、角度によるずれ量ではなく、角速度を用いて判定することが望ましい。例えば、タイミングＰｂ１、Ｐｂ２における角速度を基に、閾値と比較することで、所定時間経過後のピークＰｋ１、Ｐｋ２は補正可能範囲内に含まれると予測することができる。この場合、リセット動作は行わない。また、タイミングＰｂ３、Ｐｂ４における角速度を基に、閾値と比較することで、所定時間経過後のピークＰｋ３、Ｐｋ４は補正可能範囲内に含まれないと予測することができる。この場合、補正可能範囲外になったタイミングでリセット動作を行う。これにより、リセット過程が目立つのを防ぐことができる。また、タイミングＰａ１〜Ｐａ４の時点では、角速度が閾値を超える場合外景の変化が大きいと判定し、リセット動作を行うことができる。
【００１９】
さらに、角速度による判定の閾値を変化させると、より精度の良い判定（推定）をすることができる。移動体が高速で移動しているときは、移動体の振動周波数が高くなるため、低速走行時に対して、小さな振幅であってもジャイロセンサが検出する角速度は大きくなる。そのため、高速移動時は、角速度が閾値よりも大きくなりやすく、例えば、ずれ量が補正範囲内で位置ずれ補正をできる場合でも誤判定によりリセットされてしまい、像の表示位置が基準位置に戻されることが多くなることもある。よって、例えば、高速移動時は、表示位置の補正がほとんどされなくなり、補正性能の低下および見た目の品位の悪化を引き起こす場合がある。一方、移動体が低速で移動しているときは、移動体の振動周波数が低くなるため、高速走行時に対して、大きな振幅であってもジャイロセンサが検出する角速度が小さくなる。そのため、低速移動時は、角速度が閾値よりも小さくなりやすく、例えば、表示位置の補正が常に行われる。よって、例えば、低速移動時は、像の表示位置を基準位置に戻すことがあまりされない。また、ずれ量が補正範囲を超える場合を検出できず、リセットの機会を逃すので、積分による誤差が累積して補正性能が低下する場合もある。
【００２０】
よって、本開示の表示システム、表示装置、及び表示制御方法は、表示位置を基準位置に戻すか否かを決めるための角速度の閾値を、移動体の速度に応じて設定する。具体的には、速度が速いほど、閾値を大きくする。これにより、移動体の速度と角速度とによって振動振幅（ずれ量）を判定（推定）することが可能となり、振動振幅が補正範囲内のときは位置ずれ補正を実施し、振動振幅が補正範囲を超えて位置ずれ補正ができない場合の外景の変化が大きいときに補正値の累積誤差を解消するためのリセットを行う。これにより、位置ずれ補正の精度を維持したまま、累積誤差の解消と見た目の品位を両立した、精度のよい像の位置ずれ補正が可能となる。例えば、移動体が高速で移動しているときであっても、表示位置を補正することが可能になる。また、移動体が低速で移動しているときであっても、表示位置を基準位置に戻すことが可能になる。表示位置を角速度に基づく補正量で変更することによって、姿勢変動による像の位置ずれを精度良く抑制することができる。また、表示位置を基準位置に戻すことにより、ジャイロセンサのドリフトに起因した補正誤差を低減することができる。なお、本開示において、「表示位置を基準位置に戻す」とは、表示位置を基準位置に完全に戻すことと、表示位置を基準位置に近づけることにより部分的に戻すことの両方を含む。
【００２１】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。第１実施形態では、移動体が自動車などの車両であり、表示システムが車両のフロントガラスの前方に虚像を表示するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）システムである場合を例にして説明する。第１実施形態では、車両の角速度が第１閾値よりも大きい期間に、表示位置の補正量をゼロにリセットする。これにより、虚像の表示位置を基準位置に戻す。車両の角速度は、車両の姿勢変動量の一例である。
【００２２】
１．  表示システムの構成
図１から図３を参照して、本実施形態の表示システムの構成について説明する。
【００２３】
図１は、ＨＵＤを説明するための図である。図１において、車両２００のロール軸をＸ軸とし、車両２００のピッチ軸をＹ軸とし、車両２００のヨー軸をＺ軸としている。すなわち、Ｘ軸は、Ｙ軸及びＺ軸と直交し、虚像Ｉｖを視認する乗員Ｄの視線方向に沿った軸である。Ｙ軸は、虚像Ｉｖを視認する乗員Ｄから見て左右方向に沿った軸である。Ｚ軸は、車両２００の高さ方向に沿った軸である。
【００２４】
本実施形態の表示システム１００は、車両２００のフロントガラス２１０の前方の実景に虚像Ｉｖを重畳する、所謂、拡張現実（ＡＲ）表示を行うＨＵＤシステムである。虚像Ｉｖは、所定の情報を示す。例えば、虚像Ｉｖは、目的地へ案内するための経路、目的地への到達予想時刻、進行方向、速度、種々の警告などを示す図形及び文字である。表示システム１００は、車両２００に設置され、虚像Ｉｖを表す表示光Ｌｃを車両２００のフロントガラス２１０の表示領域２２０内に投影する。本実施形態において、表示領域２２０は、フロントガラス２１０の一部の領域である。なお、表示領域２２０は、フロントガラス２１０の全領域であってもよい。表示光Ｌｃは、フロントガラス２１０によって、車内の方向に反射される。これにより、車両２００内の乗員Ｄは、反射された表示光Ｌｃを、車両２００の前方にある虚像Ｉｖとして視認する。
【００２５】
表示システム１００は、投影装置１０、情報取得装置２０、表示処理装置３０、姿勢検出装置４０、及び補正処理装置５０を含む。
【００２６】
投影装置１０は、虚像Ｉｖを表す表示光Ｌｃを表示領域２２０内に投影する。投影装置１０は、例えば、虚像Ｉｖの画像を表示する液晶表示素子、液晶表示素子を照明するＬＥＤなどの光源、液晶表示素子が表示する画像の表示光Ｌｃを表示領域２２０に反射するミラー及びレンズなどを含む。投影装置１０は、例えば、車両２００のダッシュボード内に設置される。
【００２７】
情報取得装置２０は、車両の位置、車外の状況、及び道路上を走行する車両２００の速度を示す情報を取得する。具体的には、情報取得装置２０は、車両２００の位置を測定して位置を示す位置情報を生成する。情報取得装置２０は、対象物、及び対象物までの距離などを示す車外情報を生成する。対象物は、人、標識、道路などである。情報取得装置２０は、車両２００の速度を検出して車両２００の速度を示す速度情報を生成する。情報取得装置２０は、車両２００の位置情報、車外情報、及び速度情報を出力する。
【００２８】
表示処理装置３０は、情報取得装置２０から得られる車両２００の位置情報及び車外情報に基づいて、虚像Ｉｖの表示を制御し、虚像Ｉｖの画像データを投影装置１０に出力する。表示処理装置３０は、情報取得装置２０から取得した車両２００の速度情報を補正処理装置５０に出力し、補正処理装置５０から虚像Ｉｖの表示位置の補正量を取得する。
【００２９】
姿勢検出装置４０は、車両２００の角速度を検出し、検出した角速度を示す角速度情報を出力する。
【００３０】
補正処理装置５０は、姿勢検出装置４０から出力される車両２００の角速度情報と、情報取得装置２０から出力される車両２００の速度情報とに基づいて、虚像Ｉｖの表示位置の補正量を算出する。補正処理装置５０は、算出した補正量を表示処理装置３０に出力する。
【００３１】
図２は、表示システム１００の内部構成を示すブロック図である。
【００３２】
本実施形態において、情報取得装置２０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュール２１、カメラ２２、及び車速センサ２３を含む。
【００３３】
ＧＰＳモジュール２１は、地理座標系における車両２００の現在地を示す位置を検出する。具体的には、ＧＰＳモジュール２１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して、受信した地点の緯度及び経度を測位する。ＧＰＳモジュール２１は、測位した緯度及び経度を示す位置情報を生成する。
【００３４】
カメラ２２は、外景を撮像して撮像データを生成する。情報取得装置２０は、例えば、撮像データから対象物を特定し、画像処理により対象物までの距離を測定する。情報取得装置２０は、対象物及び対象物までの距離を示す情報を車外情報として生成する。
【００３５】
車速センサ２３は、車両２００の速度を検出して、検出した速度を示す速度情報を生成する。
【００３６】
情報取得装置２０は、位置情報、車外情報、及び速度情報を表示処理装置３０に出力する。なお、カメラ２２によって生成された撮像データが表示処理装置３０に出力されてもよい。
【００３７】
表示処理装置３０は、通信部３１、表示制御部３２、及び記憶部３３を含む。
【００３８】
通信部３１は、所定の通信規格に準拠して外部機器との通信を行う回路を含む。所定の通信規格は、例えば、ＬＡＮ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＣＡＮ（controller area network）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）を含む。
【００３９】
表示制御部３２は、半導体素子などで実現可能である。表示制御部３２は、例えば、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣで構成することができる。表示制御部３２の機能は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。表示制御部３２は、記憶部３３に格納されたデータやプログラムを読み出して種々の演算処理を行うことで、所定の機能を実現する。
【００４０】
記憶部３３は、表示処理装置３０の機能を実現するために必要なプログラム及びデータを記憶する記憶媒体である。記憶部３３は、例えば、ハードディスク（ＨＤＤ）、ＳＳＤ、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、強誘電体メモリ、フラッシュメモリ、磁気ディスク、又はこれらの組み合わせによって実現できる。
【００４１】
記憶部３３には、虚像Ｉｖを表す複数の画像データ３３０が格納されている。
【００４２】
表示制御部３２は、情報取得装置２０から得られる位置情報及び車外情報に基づいて、表示する虚像Ｉｖを決定する。表示制御部３２は、決定した虚像Ｉｖの画像データ３３０を記憶部３３から読み出して、投影装置１０に出力する。表示制御部３２は、図示しない外部装置から、通信部３１を介して、虚像Ｉｖの表示の基準位置を示す情報を取得する。表示制御部３２は、情報取得装置２０から取得した車速を示す速度情報を補正処理装置５０に出力し、表示位置の補正量を補正処理装置５０から取得する。表示制御部３２は、虚像Ｉｖの表示位置を基準位置と補正量とに基づいて設定する。
【００４３】
姿勢検出装置４０は、角速度を検出するジャイロセンサ４１を含む。ジャイロセンサ４１は、検出した角速度を示す角速度情報を補正処理装置５０に出力する。
【００４４】
補正処理装置５０は、通信部５１、補正制御部５２、及び記憶部５３を含む。
【００４５】
通信部５１は、所定の通信規格に準拠して外部機器との通信を行う回路を含む。所定の通信規格は、例えばＬＡＮ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＣＡＮ（controller area network）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）を含む。
【００４６】
補正制御部５２は、半導体素子などで実現可能である。補正制御部５２は、例えば、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣで構成することができる。補正制御部５２の機能は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。補正制御部５２は、記憶部５３に格納されたデータやプログラムを読み出して種々の演算処理を行うことで、所定の機能を実現する。
【００４７】
記憶部５３は、補正処理装置５０の機能を実現するために必要なプログラム及びデータを記憶する記憶媒体である。記憶部５３は、例えば、ハードディスク（ＨＤＤ）、ＳＳＤ、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、強誘電体メモリ、フラッシュメモリ、磁気ディスク、又はこれらの組み合わせによって実現できる。
【００４８】
記憶部５３には、車速に応じた閾値を示す閾値データ５３０が格納されている。
【００４９】
補正制御部５２は、機能的構成として、閾値設定部５２ａ、判定部５２ｂ、ずれ量算出部５２ｃ、及び補正量算出部５２ｄを含む。
【００５０】
閾値設定部５２ａは、車両２００の速度情報と閾値データ５３０とに基づいて、角速度の閾値である第１閾値ａを設定する。
【００５１】
判定部５２ｂは、車両２００の角速度と閾値設定部５２ａが設定した第１閾値ａとを比較して、比較結果を出力する。判定部５２ｂが、角速度の大きさは第１閾値ａより大きいと判定すると、補正量が補正可能範囲を超える所定量以上であると推定することができる。また、判定部５２ｂが、角速度の大きさは第１閾値ａ以下であると判定すると、補正量が補正可能範囲内の所定量未満であると推定することができる。
【００５２】
ずれ量算出部５２ｃは、姿勢検出装置４０が出力する姿勢変動情報に基づいて、車両２００の姿勢（角度のずれ量）を算出する。例えば、ずれ量算出部５２ｃは、ジャイロセンサ４１が検出した角速度を積分演算することによって、車両２００のピッチ軸周りの角度（ピッチ角）を算出する。これにより、図１に示すＹ軸（ピッチ軸）を中心とした回転方向における車両２００のずれ量（角度）を算出することができる。同様に、ヨー角度又はロール角度を算出し、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの角度を全て算出してもよい。これにより、図１に示すＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周り、すなわちロール方向、ピッチ方向及びヨー方向における車両２００のずれ量を算出することができる。なお、本実施形態では、３軸周りの全ての角度を算出するが、１軸又は２軸周りの角度を算出してもよい。例えば、Ｙ軸及びＺ軸周りの角度のみを算出してもよい。
【００５３】
補正量算出部５２ｄは、車両２００の姿勢（角度のずれ量）に応じて、虚像Ｉｖの表示位置の補正量を算出する。補正量は、例えば、画素数によって示される。具体的には、補正量算出部５２ｄは、例えば、ずれ量算出部５２ｃが算出したピッチ角及びヨー角のずれ量を角度から画素数に換算して、ずれている分の画素数を元に戻すような補正量を決定する。補正量算出部５２ｄは、例えば、ロール角については、角度のまま、ロール角のずれ量を元に戻すような補正量を決定する。補正量算出部５２ｄは、算出した補正量を表示処理装置３０に出力する。
【００５４】
上述のように、表示処理装置３０と補正処理装置５０は、通信部３１，５１により、双方向に通信する。表示処理装置３０は、補正処理装置５０に車速を示す速度情報を出力する。補正処理装置５０は、表示処理装置３０に補正量を示す情報を出力する。
【００５５】
図３は、閾値データ５３０の一例を示している。閾値データ５３０は、車速Ｖに応じた第１閾値ａを示すテーブルである。図４Ａは、閾値データ５３０をグラフで表した図である。第１閾値ａは、車速Ｖが速くなるほど第１閾値ａが大きくなるように、車速Ｖに基づいて段階的に増加するように設定される。閾値設定部５２ａは、車両２００の速度情報と閾値データ５３０とを比較して、車両２００の速度Ｖに対応する第１閾値ａを設定する。また、第１閾値ａは、車速Ｖに依存する関数で設定されてもよい。例えば、図４Ｂに示したグラフのように、１次関数（ａ＝ｋ×Ｖ＋ｂ）で表されてもよい。ここで、ｋは傾き、ｂは切片を示す。また、２次以上の関数や指数関数などで表されてもよい。また、速度Ｖの範囲ごとに異なる関数を設定してもよい。
【００５６】
２．  ＡＲ表示
図５〜図１０を参照して、ＡＲ表示について説明する。
【００５７】
図５は、車両２００のフロントガラス２１０から見える実景の例を示している。図６は、表示領域２２０から見える虚像Ｉｖの一例を示している。表示システム１００は、図５に示す実景に図６に示す虚像Ｉｖを重畳させる。虚像Ｉｖの基準位置Ｐ０は、虚像Ｉｖの種類、車両２００の状態、例えば車両２００の位置及び姿勢、及び地図データなどに基づいて、決定された位置であり、当該基準位置Ｐ０は、外部装置により決定される。例えば、表示対象２３０が走行車線であって、虚像Ｉｖが進行方向を示す矢印の場合、車両静止時に矢印が走行車線の中央を指し示すときの矢印の表示位置が基準位置Ｐ０である。基準位置Ｐ０は、例えば、図６において、表示領域２２０内におけるＹ座標とＺ座標の値に対応する液晶表示上の画素の位置で設定される。基準位置Ｐ０は、外部装置から取得される。外部装置は、例えば、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、または、ＡＳＩＣと、ＧＰＳモジュール２１とを含む。外部装置の機能は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。外部装置から出力される基準位置Ｐ０を示す情報は、乗員数、荷重の変動、及びガソリンの減少などによる姿勢の変動に基づいて変化する場合がある。よって、例えば、外部装置から取得する基準位置Ｐ０は、最初に取得した初期位置と異なる場合がある。それ故、表示処理装置３０は、外部装置から取得される基準位置Ｐ０を、乗員数、荷重の変動、及びガソリンの減少などによる姿勢の変動に基づいて変更してもよい。なお、表示処理装置３０が、位置情報、車外情報、及び地図データなどに基づいて、基準位置Ｐ０を設定してもよい。表示処理装置３０は、位置情報及び車外情報に基づいて、虚像Ｉｖの大きさを設定してもよい。
【００５８】
図７Ａは、傾いていない車両２００を示している。図７Ｂは、車両２００が傾いていないときの虚像Ｉｖの表示例を示している。図７Ｂは、図５に示す実景に図６に示す虚像Ｉｖが重なって表示された状態を示している。車両２００が傾いていないときは、図７Ｂに示すように、虚像Ｉｖを基準位置Ｐ０に表示させると、表示したい所望の位置、例えば、走行車線の中央に虚像Ｉｖが表れる。
【００５９】
図８Ａは、前傾姿勢の車両２００を示している。図８Ｂは、車両２００が前傾姿勢になったときの虚像Ｉｖの表示例を示している。図８Ｂは、車両２００の姿勢変動に応じて、虚像Ｉｖの表示位置が表示対象２３０からずれた場合を例示している。路面の凸凹、車両２００の急加速又は急減速などにより、車両２００が傾く場合がある。例えば、車両２００が急減速すると、図８Ａに示すように車両２００は前傾姿勢になる。この場合、図８Ｂに示すように、フロントガラス２１０から見える表示対象２３０の位置が車両２００の傾きに応じて変動する。そのため、虚像Ｉｖを基準位置Ｐ０に表示した場合、虚像Ｉｖが表示対象２３０からずれる。例えば、図８Ｂに示すように矢印の先が対向車線２３１内になる。よって、表示システム１００は、車両２００の姿勢に応じたずれを戻す方向に虚像Ｉｖの表示位置を調整する。
【００６０】
図９は、補正前と補正後の虚像Ｉｖの表示位置を示している。補正処理装置５０は、虚像Ｉｖの表示位置が車両２００の角度に起因したずれがない位置Ｐ１となるように、補正量ｃを算出する。すなわち、表示処理装置３０は、虚像Ｉｖの表示位置を「基準位置Ｐ０＋補正量ｃ」に設定する。これにより、投影装置１０は、虚像Ｉｖを表示対象２３０に対して表示させたい位置Ｐ１に表示することができる。このように、車両２００が傾いた場合であっても、虚像Ｉｖの表示位置を補正量ｃに基づいて基準位置Ｐ０から変更することで、実景内の表示対象２３０に対して表示させたい位置Ｐ１に虚像Ｉｖを表示することができる。
【００６１】
図１０は、ジャイロセンサ４１のノイズによって、虚像Ｉｖの表示位置が表示対象２３０からずれた場合を例示している。上述したように、例えば、ジャイロセンサ４１が検出する角速度にはドリフトによる誤差が含まれるため、角速度の積分演算に基づいて補正量ｃを算出すると、その補正量ｃに誤差が含まれる。この場合、例えば、車両２００が停止中で振動がほとんどない場合であっても、車両２００の姿勢変動が検出され、補正量ｃがゼロにならなくなる。そのため、虚像Ｉｖの表示位置（＝基準位置Ｐ０＋補正量ｃ）が変動し、例えば、表示させたい位置Ｐ２から離れる場合が生じる。本実施形態は、このセンサのノイズに起因した位置ずれＥを低減するために、後述するように、角速度が第１閾値ａよりも大きいときに、補正量ｃをゼロにリセットする。これにより、ジャイロセンサ４１のドリフトに起因した補正誤差が累積されることを抑制することができる。
【００６２】
３．  表示処理装置の動作
図１１を参照して、表示処理装置３０の表示制御部３２の動作について説明する。図１１は、表示処理装置３０の表示制御部３２が行う表示処理を示している。図１１に示す表示処理は、例えば、車両２００のエンジンが始動したとき、又は虚像Ｉｖの表示開始を指示するためのボタンが操作されたときなどに開始される。
【００６３】
表示制御部３２は、情報取得装置２０から車両２００の位置情報、車外情報、及び速度情報を取得する（Ｓ１０１）。表示制御部３２は、速度情報を補正処理装置５０に出力する（Ｓ１０２）。表示制御部３２は、位置情報及び車外情報に基づいて、表示対象に対応する虚像Ｉｖを表示するか否かを決定する（Ｓ１０３）。
【００６４】
表示制御部３２は、虚像Ｉｖを表示することを決定した場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、虚像Ｉｖの基準位置Ｐ０を示す情報を外部装置から取得する（Ｓ１０５）。表示制御部３２は、補正処理装置５０から出力される表示位置の補正量ｃを示す情報を取得する（Ｓ１０６）。表示制御部３２は、基準位置Ｐ０と補正量ｃとに基づいて、投影装置１０に虚像Ｉｖを表示させる（Ｓ１０７）。例えば、表示制御部３２は、表示対象に対応する虚像Ｉｖの画像データ３３０を記憶部３３から読み出し、虚像Ｉｖの表示位置を「基準位置Ｐ０＋補正量ｃ」に設定して、画像データ３３０と表示位置を示す情報を投影装置１０に出力する。
【００６５】
表示制御部３２は、虚像Ｉｖを表示しないことを決定した場合は（Ｓ１０４でＮｏ）、虚像Ｉｖを非表示にする（Ｓ１０８）。例えば、表示制御部３２は、投影装置１０に虚像Ｉｖの表示を停止させる指令を出力する。
【００６６】
表示制御部３２は、表示処理を継続するか否かを判断する（Ｓ１０９）。例えば、車両２００のエンジンが停止したとき、又は虚像Ｉｖの表示の終了を指示するためのボタンが操作されたときなどに、表示制御部３２は表示処理を終了する。この場合、表示制御部３２は、投影装置１０の虚像Ｉｖの表示を停止させる。表示処理を継続する場合は、ステップＳ１０１に戻る。
【００６７】
４．  補正処理装置の動作
図１２及び図１３Ａを参照して、第１実施形態における補正処理装置５０の補正制御部５２の動作について説明する。図１２は、補正処理装置５０の補正制御部５２が行う補正処理を示している。図１３Ａは、第１実施形態における補正制御部５２の機能的構成を示している。
【００６８】
図１２に示す補正処理は、例えば、車両２００のエンジンが始動したとき、又は虚像Ｉｖの表示開始を指示するためのボタンが操作されたときなどに開始される。図１２の補正処理は、例えば、図１１の表示処理と共に開始される。なお、図１２に示す補正処理は、虚像Ｉｖの位置補正の開始を指示するためのボタンが操作されたときに開始されてもよい。
【００６９】
補正制御部５２は、ジャイロセンサ４１から出力される車両２００の角速度を示す角速度情報を取得する（Ｓ２０１）。ずれ量算出部５２ｃは、角速度に基づいて、３軸周りに対する車両２００のずれ量を算出する（Ｓ２０２）。例えば、図１３Ａに示すように、ずれ量算出部５２ｃは、「ｙ＝ｙ’＋ｘ」により、現在のずれ量ｙを算出する。ずれ量ｙは３軸周りに対する角度である。図１３Ａにおいて、ｙ’は前のずれ量、ｘは積分演算過程の計算値である。計算値ｘは、「ｘ＝（ｇｙｒｏ＿ｉｎ＋ｇｙｒｏ＿ｉｎ’）×Ｋ」により算出される。Ｋはフィルタ係数である。ｇｙｒｏ＿ｉｎはステップＳ２０１で取得した角速度、ｇｙｒｏ＿ｉｎ’は前の角速度である。
【００７０】
閾値設定部５２ａは、表示処理装置３０から車速を示す速度情報を取得する（Ｓ２０３）。閾値設定部５２ａは、記憶部５３に格納されている閾値データ５３０とステップＳ２０３で取得した速度情報とに基づいて、車速に応じた第１閾値ａを設定する（Ｓ２０４）。判定部５２ｂは、ステップＳ２０１で取得した角速度が第１閾値ａ以下か否かを判断する（Ｓ２０５）。
【００７１】
判定部５２ｂが、角速度が第１閾値ａ以下であると判断した場合（Ｓ２０５でＹｅｓ）、補正量算出部５２ｄは、現在のずれ量ｙに基づいて、虚像Ｉｖの表示位置の補正量ｃを算出する（Ｓ２０６）。判定部５２ｂが、角速度が第１閾値ａよりも大きいと判断した場合（Ｓ２０５でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、補正量ｃをゼロにリセットする（Ｓ２０７）。
【００７２】
例えば、ステップＳ２０６において、図１３Ａに示すように、補正量算出部５２ｄは、補正量ｃを「ｃ＝（ｙ−ｏｆｓ）×Ｇ」により算出する。ここで、Ｇは、角度を画素数に換算するための換算係数である。具体的には、例えば、補正量算出部５２ｄは、ピッチ角及びヨー角について車両２００の角度であるずれ量を画素数に換算して、画素数で示されるずれ量を相殺するような補正量ｃを決定する。ロール角については、角度のまま、ずれ量を相殺する補正量ｃを決定する。オフセット値ｏｆｓの初期値は、例えばゼロである。
【００７３】
例えば、ステップＳ２０７において補正量ｃをゼロにリセットするときは、補正量算出部５２ｄは、現在のずれ量ｙをオフセット値ｏｆｓとして設定する（ｏｆｓ＝ｙ）。すなわち、オフセット値ｏｆｓは、角速度が第１閾値ａよりも大きいときのずれ量ｙである。これにより、補正量算出部５２ｄにおける補正量ｃの算出「ｃ＝（ｙ−ｏｆｓ）×Ｇ」は、「ｏｆｓ＝ｙ」により、「ｃ＝０×Ｇ」となる。よって、補正量算出部５２ｄが算出する補正量ｃはゼロになる。
【００７４】
補正量算出部５２ｄは、ステップＳ２０６で算出した補正量ｃ又はステップＳ２０７で算出した補正量ｃを表示処理装置３０に出力する（Ｓ２０８）。
【００７５】
補正制御部５２は、補正処理を継続するか否かを判断する（Ｓ２０９）。補正処理を継続する場合（Ｓ２０９でＹｅｓ）は、ステップＳ２０１に戻る。補正処理を継続しない場合（Ｓ２０９でＮｏ）は、図１２に示す処理を終了する。
【００７６】
５．  効果及び補足等
本開示の表示システム１００は、情報取得装置２０、姿勢検出装置４０、表示処理装置３０、及び補正処理装置５０を備える。情報取得装置２０は、移動体の速度を示す速度情報を取得する。姿勢検出装置４０は、移動体の姿勢変動量を検出する。表示処理装置３０は、基準位置と補正量とに基づいて、像の表示位置を制御する。補正処理装置５０は、速度及び姿勢変動量に基づいて、補正量ｃを設定する。具体的には、補正処理装置５０は、速度に基づいて第１閾値ａを設定する。補正処理装置５０は、姿勢変動量が第１閾値ａ以下である期間は、補正量ｃを姿勢変動量に基づいて設定する。表示処理装置３０は、姿勢変動量が第１閾値ａよりも大きい期間に、表示位置を基準位置Ｐ０に戻す。
【００７７】
具体的には、姿勢変動量は移動体の角速度である。本実施形態の表示システム１００は、像を表す光を投影する投影装置１０をさらに含む。本実施形態において、移動体は車両２００であり、像は車両２００のフロントガラスの前方に表示される虚像である。
【００７８】
補正処理装置５０の閾値設定部５２ａが、車速に応じて第１閾値ａの大きさを変更するため、像の位置ずれを精度良く抑制することができる。具体的には、閾値設定部５２ａは、図４Ａ及び図４Ｂのように車速が速いほど第１閾値ａが大きくなるように、第１閾値ａを設定する。これにより、車速と姿勢変動量によって振動振幅（ずれ量）を判定（推定）することが可能となり、振動振幅が補正範囲内のときは位置ずれ補正を実施し、振動振幅が補正範囲を超えて位置ずれ補正ができない場合の外景の変化が大きいときに補正値の累積誤差を解消するためのリセットを行う。これにより、位置ずれ補正の精度を維持したまま、累積誤差の解消と見た目の品位を両立した、精度のよい像の位置ずれ補正が可能となる。例えば、車両２００が低速で走行し、振動周波数が低い場合であっても、表示位置を基準位置に戻すことが可能になる。また、車両２００が高速で走行し、振動周波数が高い場合であっても、角速度に基づく補正量で表示位置を変更することが可能になる。角速度に基づいて表示位置を変更することによって、移動体の姿勢変動による像の位置ずれを精度良く抑制することができる。また、表示位置を基準位置に戻すことにより、補正誤差の累積を低減して、補正誤差の累積に起因する像の位置ずれを抑制することができる。本実施形態によれば、第１閾値ａを車速に応じて設定しているため、角速度に基づく補正と補正誤差のリセットとを、走行速度に応じて精度良く両立できる。像の表示位置のずれ量が大きくなるときは表示位置を基準位置に戻しても、視認者は像の表示位置の変化に対して違和感を覚えない。
【００７９】
具体的には、補正処理装置５０は、角速度が第１閾値ａよりも大きいときに、補正量ｃをゼロにリセットする。より具体的には、補正処理装置５０は、ずれ量算出部５２ｃと補正量算出部５２ｄとを含む。ずれ量算出部５２ｃは、角速度から移動体の角度を算出する第１の算出部に相当する。補正量算出部５２ｄは、角度を画素数に変換して補正量ｃを算出する第２の算出部に相当する。
【００８０】
例えば、ジャイロセンサ４１が検出する角速度にはドリフトによる誤差が含まれるため、角速度の積分演算に基づく補正量ｃの算出を継続すると、その補正量ｃに含まれる誤差が累積されて大きくなる。しかし、本実施形態は、角速度が第１閾値ａより大きいときのずれ量ｙをオフセット値ｏｆｓとして設定することによって、補正量ｃをゼロにリセットする。これにより、角速度が第１閾値ａより大きいときに、虚像Ｉｖの表示位置が基準位置Ｐ０にリセットされる。よって、車両姿勢を検出するために用いられるジャイロセンサ４１のノイズの累積に起因した表示位置の誤差を、角速度が第１閾値ａより大きいときに、解消することができる。これにより、虚像Ｉｖの表示位置を表示させたい位置に戻すことができる。角速度が第１閾値ａ以下のときの補正量ｃは、「ｃ＝（ｙ−ｏｆｓ）×Ｇ」によって算出される。このオフセット値ｏｆｓが、角速度が第１閾値ａより大きいときのずれ量ｙに設定されることで、以後のジャイロセンサ４１のノイズに起因した補正誤差の累積が抑制される。
【００８１】
図１３Ａでは、オフセット値ｏｆｓは角度であったが、オフセット値ｏｆｓは画素数であってもよい。図１３Ｂは、第１実施形態における補正制御部５２の機能的構成の別の例を示している。例えば、図１３Ｂに示すように、補正量算出部５２ｄは、補正量ｃを「ｃ＝ｙ×Ｇ−ｏｆｓ」により算出する。この場合、補正量算出部５２ｄは、角速度が第１閾値ａより大きいときの「ｙ×Ｇ」をオフセット値ｏｆｓとして設定する（ｏｆｓ＝ｙ×Ｇ）。これにより、角速度が第１閾値ａより大きいときの補正量ｃがゼロにリセットされてもよい。
【００８２】
（第２実施形態）
第１実施形態では、補正処理装置５０の補正量算出部５２ｄは、オフセット値ｏｆｓによって調整された補正量ｃを出力し、表示処理装置３０は、虚像Ｉｖの表示位置を「基準位置Ｐ０＋補正量ｃ」に設定した。本実施形態では、補正量算出部５２ｄは、補正量ｃとオフセット値ｏｆｓをそれぞれ出力する。すなわち、本実施形態では、補正量ｃはオフセット値ｏｆｓにより調整されない。表示処理装置３０は、虚像Ｉｖの表示位置を「基準位置Ｐ０＋オフセット値ｏｆｓ＋補正量ｃ」に設定する。
【００８３】
図１４は、表示処理装置３０の表示制御部３２が行う表示処理を示している。第２実施形態の図１４のステップＳ３０１〜Ｓ３０５，Ｓ３０８，Ｓ３０９は、第１実施形態の図１１のステップＳ１０１〜Ｓ１０５，Ｓ１０８，Ｓ１０９と同一である。
【００８４】
本実施形態では、表示制御部３２は、虚像を表示させるときに、補正量ｃと共にオフセット値ｏｆｓを補正処理装置５０から取得する（Ｓ３０６）。表示制御部３２は、基準位置Ｐ０とオフセット値ｏｆｓと補正量ｃとに基づいて、投影装置１０に虚像Ｉｖを表示させる（Ｓ３０７）。具体的には、表示制御部３２は、基準位置Ｐ０とオフセット値ｏｆｓとから、新たな基準位置Ｐ０’を「Ｐ０’＝Ｐ０＋ｏｆｓ」により設定する。オフセット値ｏｆｓで調整される前の基準位置Ｐ０を初期位置とも称する。オフセット値ｏｆｓは、初期位置からのシフト量に相当する。表示制御部３２は、虚像Ｉｖの表示位置を「新たな基準位置Ｐ０’＋補正量ｃ」に設定して、投影装置１０に虚像Ｉｖを表示させる。
【００８５】
図１５及び図１６を参照して、第２実施形態における補正処理装置５０の補正制御部５２の動作について説明する。図１５は、補正処理装置５０の補正制御部５２が行う補正処理を示している。第２実施形態の図１５のステップＳ４０１,Ｓ４０２,Ｓ４０４〜Ｓ４０６,Ｓ４０９は、第１実施形態の図１２のステップＳ２０１〜Ｓ２０５,Ｓ２０９とそれぞれ同一である。図１６は、第２実施形態における補正制御部５２の機能的構成を示している。
【００８６】
本実施形態では、補正量算出部５２ｄは、ずれ量ｙに基づいて、「ｃ＝ｙ×Ｇ」により、補正量ｃを算出する（Ｓ４０３）。
【００８７】
補正量算出部５２ｄは、角速度が第１閾値ａより大きいときの補正量ｃに基づいてオフセット値ｏｆｓを設定する（ｏｆｓ＝−ｃ）（Ｓ４０７）。本実施形態のオフセット値ｏｆｓは、画素数に相当する。オフセット値ｏｆｓの初期値は、例えばゼロである。
【００８８】
補正量算出部５２ｄは、ステップＳ４０３で算出した補正量ｃと、ステップＳ４０７で設定したオフセット値ｏｆｓを表示処理装置３０に出力する（Ｓ４０８）。
【００８９】
以上のように、本実施形態では、表示処理装置３０が、基準位置Ｐ０とオフセット値ｏｆｓと補正量ｃとに基づいて、像の表示位置を制御する。補正処理装置５０は、角速度が第１閾値ａよりも大きいときの補正量ｃに基づいてオフセット値ｏｆｓを設定する。
【００９０】
角速度が第１閾値ａより大きいときの補正量ｃに基づいてオフセット値ｏｆｓが設定されることにより、表示制御部３２による新たな基準位置Ｐ０’（＝Ｐ０＋ｏｆｓ）と補正量ｃとに基づく表示位置は、第１実施形態の表示位置と実質的に同一となる。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同一の効果が得られる。
【００９１】
（第３実施形態）
第１実施形態では、補正制御部５２は、角速度が第１閾値ａより大きいときに補正量ｃをゼロにリセットした。本実施形態では、補正制御部５２は、角速度が第１閾値ａより大きいときに、補正量ｃの大きさを所定量小さくする。
【００９２】
図１７は、第３実施形態における補正処理装置５０の補正制御部５２が行う補正処理を示している。第３実施形態の図１７のステップＳ５０１,Ｓ５０２,Ｓ５０４〜Ｓ５０６，Ｓ５０９,Ｓ５１０は、第１実施形態の図１２のステップＳ２０１〜Ｓ２０５，Ｓ２０８,Ｓ２０９とそれぞれ同一である。
【００９３】
補正制御部５２は、ずれ量ｙに基づいて、虚像Ｉｖの表示位置の補正量ｃを、例えば、「ｃ＝ｙ×Ｇ」により算出する（Ｓ５０３）。判定部５２ｂが、角速度が第１閾値ａ以下と判断した場合は（Ｓ５０６でＹｅｓ）、補正量算出部５２ｄは、ステップＳ５０３で算出した補正量ｃを出力する（Ｓ５０９）。
【００９４】
判定部５２ｂが、角速度が第１閾値ａよりも大きいと判断した場合（Ｓ５０６でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、ステップＳ５０３で算出した補正量ｃがゼロか否かを判断する（Ｓ５０７）。なお、補正量ｃがゼロか否かの判断は、判定部５２ｂが行ってもよい。
【００９５】
補正量ｃがゼロでなければ（ステップＳ５０７でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、補正量ｃがゼロに近づくように、補正量ｃの大きさを所定量小さくする（Ｓ５０８）。例えば、補正量算出部５２ｄが、ステップＳ５０３で算出した補正量ｃから所定量ｑｐｘを減算して、ステップＳ５０９において「ｃ−ｑｐｘ」を出力する。別の例では、補正量算出部５２ｄは、ずれ量ｙから所定量ｑｄｅｇを減算して、「ｃ＝（ｙ−ｑｄｅｇ）×Ｇ」により補正量ｃを算出してもよい。さらに別の例では、補正量算出部５２ｄは、図１３Ａに示す補正量ｃの算出において、所定量ｑｄｅｇをオフセット値ｏｆｓとして設定してもよい。補正量算出部５２ｄは、図１３Ｂに示す補正量ｃの算出において、所定量ｑｐｘをオフセット値ｏｆｓとして設定してもよい。所定量ｑｐｘ，ｑｄｅｇは、ずれ量ｙ又は補正量ｃの大きさに応じて設定されてもよい。例えば、所定量ｑｐｘは、補正量ｃがゼロより大きい値となるように、補正量ｃよりも小さな値に設定される。所定量ｑｐｘ，ｑｄｅｇの大きさは、虚像Ｉｖの表示領域２２０内の表示位置に応じて、設定されてもよい。補正量ｃがゼロであれば（ステップＳ５０７でＹｅｓ）、ステップＳ５０８を実行せずに、ステップＳ５０９に進む。
【００９６】
補正量算出部５２ｄは、ステップＳ５０３で算出した補正量ｃ又はステップＳ５０８で算出した補正量ｃを表示処理装置３０に出力する（Ｓ５０９）。
【００９７】
以上のように補正処理装置５０は、補正処理のサンプリング周期ごとに補正量ｃを算出し、角速度が第１閾値ａよりも大きいときに、補正量ｃを所定量だけ小さくする。このようにして、補正量を更新しながら補正量を一定量小さくすることで、虚像Ｉｖの位置が急に大きく変わらない。よって、乗員Ｄが、虚像Ｉｖの表示位置の変化に対して違和感を覚えることを抑制することができる。すなわち、表示位置のシフトによる見た目の違和感を抑制することができる。さらに、累積誤差も抑制することができる。
【００９８】
（第４実施形態）
角速度が第１閾値ａより大きいときに、第１実施形態では補正量ｃをゼロにリセットし、第３実施形態では補正量ｃの大きさを所定量小さくした。本実施形態では、ずれ量から算出した補正量ｃの大きさに応じて、補正量ｃを調整する。具体的には、補正量ｃが、第２閾値ｂ以上の場合は補正量ｃを所定量小さくし、補正量ｃが第２閾値ｂ未満のときは、補正量ｃをゼロにリセットする。第２閾値ｂは、補正量ｃの閾値である。
【００９９】
図１８は、第４実施形態における補正処理を示している。第４実施形態の図１８に示す補正処理は、第１実施形態の図１２に示す補正処理及び第３実施形態の図１７に示す補正処理を組み合わせたものである。
【０１００】
本実施形態では、角速度が第１閾値ａより大きい場合（Ｓ５０６でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、ステップＳ５０３で算出したずれ量ｙに基づく補正量ｃが第２閾値ｂ以上か否かを判断する（Ｓ５１７）。ステップＳ５１７の判断は、判定部５２ｂが行ってもよい。
【０１０１】
補正量ｃが第２閾値ｂ以上であれば（ステップＳ５１７でＹｅｓ）、補正量算出部５２ｄは補正量ｃを所定量小さくする（Ｓ５０８）。
【０１０２】
補正量ｃが第２閾値ｂより小さければ（ステップＳ５１７でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、補正量ｃをゼロにリセットする（Ｓ５１８）。
【０１０３】
以上のように、補正処理装置５０は、補正処理のサンプリング周期ごとに補正量ｃを算出し、角速度が第１閾値ａよりも大きい場合であって、補正量ｃが第２閾値ｂ以上のときは補正量ｃがゼロに近づくように補正量ｃを所定量小さくし、補正量ｃが第２閾値ｂよりも小さいときは補正量ｃをゼロにリセットする。このように、補正量ｃを更新しながら補正量を一定量小さくし、ある程度小さくなるとリセットすることで、表示位置の補正及び累積誤差の解消を車両２００の姿勢の傾きに応じて、見た目に違和感なく行うことができる。
【０１０４】
（第５実施形態）
本実施形態では、補正量ｃをゼロにリセットする方法が第１実施形態と異なる。第１実施形態の図１３Ａ及び図１３Ｂでは、補正量算出部５２ｄが補正量ｃをゼロにリセットした。本実施形態では、ずれ量算出部５２ｃがずれ量ｙをゼロにリセットすることによって、補正量ｃをゼロにリセットする。
【０１０５】
図１９は、第５実施形態の表示システム１００の内部構成を示すブロック図である。本実施形態では、判定部５２ｂの判定結果がずれ量算出部５２ｃに出力される。
【０１０６】
図２０は、第５実施形態の補正制御部５２が行う補正処理を示している。第５実施形態の図２０のステップＳ６０１〜Ｓ６０５，Ｓ６０８，Ｓ６０９は、第１実施形態の図１２のステップＳ２０１，Ｓ２０３〜Ｓ２０５，Ｓ２０２，Ｓ２０８，Ｓ２０９とそれぞれ同一である。図２１Ａは、第５実施形態の補正制御部５２の機能的構成を示している。
【０１０７】
判定部５２ｂが角速度が第１閾値ａ以下であると判断したときは（Ｓ６０４でＹｅｓ）、ずれ量算出部５２ｃは、角速度に基づいて、「ｙ＝ｙ’＋ｘ」によりずれ量ｙを算出する（Ｓ６０５）。本実施形態では、判定部５２ｂが角速度が第１閾値ａより大きいと判断すると（Ｓ６０４でＮｏ）、ずれ量算出部５２ｃは、ずれ量ｙをゼロにリセットする（Ｓ６０６）。
【０１０８】
例えば、図２１Ａに示すように、ずれ量算出部５２ｃは、ｘ＝０且つｙ’＝０として、「ｙ＝０」を出力する。「ｘ＝０」且つ「ｙ’＝０」とすることで、ずれ量算出部５２ｃにおける積分フィルタがリセットされる。これにより、ずれ量算出部５２ｃにおける積分演算の誤差の累積が解消される。
【０１０９】
補正量算出部５２ｄは、ステップＳ６０５又はステップＳ６０６で算出されたずれ量に基づいて、「ｃ＝ｙ×Ｇ」により、補正量ｃを算出する（Ｓ６０７）。角速度が第１閾値ａより大きいときは、ずれ量算出部５２ｃからゼロが出力されるため、補正量算出部５２ｄは「ｃ＝０×Ｇ」を算出することになる。これにより、補正量ｃがゼロにリセットされる。
【０１１０】
なお、別の方法でずれ量をゼロにリセットしてもよい。図２１Ｂは、第５実施形態の補正制御部５２の機能的構成の別の例を示している。この例では、ずれ量算出部５２ｃは、ずれ量ｙとオフセット値ｏｆｓとの差分「ｙ−ｏｆｓ」を補正量算出部５２ｄに出力する。図２１Ｂのオフセット値ｏｆｓは、図１３Ａのオフセット値ｏｆｓと同一である。角速度が第１閾値ａより大きいときのずれ量ｙがオフセット値ｏｆｓとして設定される（ｏｆｓ＝ｙ）。これにより、角速度が第１閾値ａより大きいときの補正量ｃがゼロにリセットされる。角速度が第１閾値ａより大きいときのずれ量ｙをオフセット値ｏｆｓとして設定することによって、ずれ量算出部５２ｃにおける積分演算の誤差の累積が解消される。
【０１１１】
以上のように、本実施形態では、角速度が第１閾値ａよりも大きいときは、ずれ量算出部５２ｃがずれ量をゼロにリセットする。これにより、補正量ｃがゼロにリセットされる。本実施形態によれば、第１実施形態と同等の効果が得られる。
【０１１２】
（第６実施形態）
角速度が第１閾値ａより大きいときに、第３実施形態では補正量ｃを所定量小さくしていた。本実施形態では、角速度が第１閾値ａよりも大きい間、一定時間をかけてゼロに徐々にリセットする。
【０１１３】
図２２は、第６実施形態における補正処理を示している。第６実施形態の図２２のステップＳ７０１〜Ｓ７０７、Ｓ７１１、Ｓ７１３は、第３実施形態の図１７のステップＳ５０１〜Ｓ５０７、Ｓ５０９、Ｓ５１０とそれぞれ同一である。
【０１１４】
補正制御部５２は、ずれ量ｙに基づいて、虚像Ｉｖの表示位置の補正量ｃを、例えば、「ｃ＝ｙ×Ｇ」により算出する（Ｓ７０３）。判定部５２ｂが、角速度が第１閾値ａ以下と判断した場合は（Ｓ７０６でＹｅｓ）、補正量算出部５２ｄは、ステップＳ７０３で算出した補正量ｃを出力する（Ｓ７１１）。
【０１１５】
判定部５２ｂが、角速度が第１閾値ａよりも大きいと判断した場合（Ｓ７０６でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、ステップＳ７０３で算出した補正量ｃがゼロか否かを判断する（Ｓ７０７）。なお、補正量ｃがゼロか否かの判断は、判定部５２ｂが行ってもよい。
【０１１６】
補正量算出部５２ｄが補正量ｃがゼロでないと判断した場合（ステップＳ７０７でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、リセット開始フラグがＯＮに設定されているか判断する（Ｓ７０８）。補正量算出部５２ｄが、リセット開始フラグがＯＮに設定されていないと判断すると（Ｓ７０８でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、リセット開始フラグをＯＮに設定し、第２オフセット量ｏｆｓ２を算出する（Ｓ７０９）。次に、補正量算出部５２ｄは、補正量ｃを、算出した第２オフセット量ｏｆｓ２だけ小さくする（Ｓ７１０）。補正量算出部５２ｄは、小さくした補正量ｃを表示処理装置３０に出力する（Ｓ７１１）。
【０１１７】
次に、ステップＳ７０７に戻って、再び、補正量算出部５２ｄは、補正量ｃがゼロか否かを判断する。補正量算出部５２ｄが、補正量ｃがゼロでないと判断すると（Ｓ７０７でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、リセット開始フラグがＯＮに設定されているか判断する。リセット開始フラグがＯＮに設定されていれば（Ｓ７０８でＹｅｓ）、再び補正量ｃをオフセット量ｏｆｓ２だけ小さくする（Ｓ７１０）。このようにして、徐々に補正量ｃを小さくする。
【０１１８】
例えば、時刻ｔ１でリセット開始フラグがＯＮに設定されると、リセット開始フラグがＯＮに設定されている間は、補正量Ｃが徐々に小さくなり、時刻ｔ１からリセット時間Δｔ１後の時刻ｔ４で補正量が０になる。なお、リセット時間Δｔ１を予め設定しておき、サンプリング周期ｔｓとリセット開始時の補正量ｃ１から、１サンプリング（フローチャートのＳ７０７〜Ｓ７１１までの１サイクル）での第２オフセット量ｏｆｓ２をｃ１×ｔｓ／Δｔ１として、ｃ１×ｔｓ／Δｔ１ずつ補正量を小さくしてもよい。
【０１１９】
補正量ｃがゼロになると、補正量算出部５２ｄがステップＳ７０７における判断で補正量ｃがゼロであることを判断し（Ｓ７０７でＹｅｓ）、リセット開始フラグをＯＦＦに設定する（Ｓ７１２）。補正量算出部５２ｄは、ステップＳ７０３で算出した補正量ｃ又はステップＳ７０４〜Ｓ７１０で繰り返し小さくされてゼロとなった補正量ｃを表示処理装置３０に出力する（Ｓ７１１）。
【０１２０】
以上のように補正処理装置５０は、角速度が第１閾値ａよりも大きくなったときに、補正量ｃを一定時間かけて徐々に小さくするので、虚像Ｉｖの位置が徐々に初期位置Ｐ０に戻る。虚像Ｉｖの位置が急に大きく変わらないので、乗員Ｄが、虚像Ｉｖの表示位置の変化に対して違和感を覚えることを抑制することができる。すなわち、表示位置のシフトによる見た目の違和感を抑制することができる。
【０１２１】
（第７実施形態）
角速度が第１閾値ａよりも大きい場合で、補正量が第２閾値ｂ以上のときに、第４実施形態では補正量算出部５２ｄが、補正量ｃを所定量小さくしていた。本実施形態では、補正量ｃが第２閾値ｂ以上の場合は補正量ｃを徐々に小さくし、補正量ｃが第２閾値ｂ未満の場合は補正量をゼロにリセットする。
【０１２２】
図２３は、第７実施形態における補正処理を示している。第７実施形態の図２３のステップＳ８０１〜Ｓ８０７、Ｓ８１１、Ｓ８１３は、第４実施形態の図１８のステップＳ５０１〜Ｓ５１７，Ｓ５０９、Ｓ５１０とそれぞれ同一である。また、第７実施形態の図２３のステップＳ８０８〜Ｓ８１０は、第６実施形態の図２２のステップＳ７０８〜Ｓ７１０とそれぞれ同一である。
【０１２３】
本実施形態では、角速度が第１閾値ａより大きい場合（Ｓ８０６でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、ステップＳ８０３で算出したずれ量ｙに基づく補正量ｃが第２閾値ｂ以上か否かを判断する（Ｓ８０７）。ステップＳ８０７の判断は、判定部５２ｂが行ってもよい。
【０１２４】
補正量ｃが第２閾値ｂ以上であれば（ステップＳ８０７でＹｅｓ）、補正量算出部５２ｄは、リセット開始フラグがＯＮに設定されているか判断する（Ｓ８０８）。補正量算出部５２ｄが、リセット開始フラグがＯＮに設定されていないと判定すると（Ｓ８０８でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは、リセット開始フラグをＯＮに設定し、第２オフセット量ｏｆｓ２を算出する（Ｓ８０９）。次に、補正量算出部５２ｄは、補正量ｃを、算出した第２オフセット量ｏｆｓ２だけ小さくする（Ｓ８１０）。補正量算出部５２ｄは、小さくした補正量ｃを表示処理装置３０に出力する（Ｓ７１１）。
【０１２５】
次に、ステップ８０７に戻って、再び、補正量算出部５２ｄは、補正量ｃがゼロか否かを判断する。補正量算出部５２ｄが、補正量ｃが第２閾値ｂ以上であると判断すると（Ｓ８０７でＹｅｓ）、補正量算出部５２ｄは、リセット開始フラグがＯＮに設定されているか判断する（Ｓ８０８）。リセット開始フラグがＯＮに設定されていれば（Ｓ８０８でＹｅｓ）、再び補正量ｃをオフセット量ｏｆｓ２だけ小さくする（Ｓ８１０）。このようにして、徐々に補正量ｃを小さくし、補正量ｃが第２閾値ｂ未満になると、補正量算出部５２ｄがステップＳ８０７における判断で補正量ｃが第２閾値ｂ未満であることを判断し（Ｓ８０７でＮｏ）、補正量算出部５２ｄは補正量ｃをゼロにリセットする（Ｓ８１４）。その後、補正量算出部５２ｄは、リセット開始フラグをＯＦＦに設定する（Ｓ８１２）。
【０１２６】
例えば、時刻ｔ１でリセット開始フラグがＯＮに設定されると、リセット開始フラグがＯＮに設定されている間は、補正量が徐々に小さくなり、時刻ｔ１からリセット時間Δｔ２後の時刻ｔ５で補正量が第２閾値ｂ未満になる。なお、リセット時間Δｔ２を予め設定しておき、サンプリング周期ｔｓとリセット開始時の補正量ｃ１から、１サンプリング（フローチャートのＳ８０７〜Ｓ８１１までの１サイクル）でのオフセット量を（Ｃ１−ｂ）×ｔｓ／Δｔ２として、（Ｃ１−ｂ）×ｔｓ／Δｔ２ずつ補正量を小さくしてもよい。補正量ｃが第２閾値ｂ未満であれば、補正量ｃはゼロに即時リセットされる。
【０１２７】
以上のように、補正処理装置５０は、角速度が第１閾値ａよりも大きい場合であって、補正量ｃが第２閾値ｂ以上のときは補正量ｃがゼロに近づくように補正量ｃを一定量ずつ小さくし、補正量ｃが第２閾値ｂよりも小さいときは補正量ｃをゼロにリセットする。これにより、表示位置の補正及び累積誤差の解消を見た目に違和感なく行うことができる。  
【０１２８】
（第８実施形態）
第１実施形態〜第７実施形態は、車両のフロントガラスの前方に虚像を表示する表示システム１００について説明した。しかし、本開示による像の表示位置の補正は、複数の装置を備えた表示システム１００に限らず、単体の装置によって実現してもよい。
【０１２９】
図２４は、第８実施形態における表示装置の構成を示している。本実施形態の表示装置６００は、例えば、車両２００の走行に応じて画像を表示する装置である。表示装置６００は、例えば、パソコン、タブレット端末、及びスマートフォン等の種々の情報処理装置である。表示装置６００は、例えば、図２の表示システム１００の表示処理装置３０と補正処理装置５０とが一体的に形成された機器に相当する。
【０１３０】
表示装置６００は、通信部６１、制御部６２、記憶部６３、操作部６４、及び表示部６５を備える。
【０１３１】
通信部６１は、通信部３１又は通信部５１と同等の機能又は構造を有する。
【０１３２】
制御部６２は、表示制御部３２及び補正制御部５２と同等の機能又は構造を有する。具体的には、制御部６２は、閾値設定部６２ａ、判定部６２ｂ、ずれ量算出部６２ｃ、補正量算出部６２ｄ、及び表示制御部６２ｅを備える。本実施形態における閾値設定部６２ａ、判定部６２ｂ、ずれ量算出部６２ｃ、補正量算出部６２ｄ、及び表示制御部６２ｅは、それぞれ、第１実施形態〜第７実施形態の閾値設定部５２ａ、判定部５２ｂ、ずれ量算出部５２ｃ、補正量算出部５２ｄ、及び表示制御部３２に対応する。
【０１３３】
記憶部６３は、記憶部３３及び記憶部５３に対応し、画像データ３３０及び閾値データ５３０を格納する。
【０１３４】
操作部６４は、ユーザによる種々の操作を入力するユーザインタフェースである。例えば、操作部６４は、表示部６５の表面に設けられたタッチパネルである。操作部６４は、タッチパネル以外に、キーボード、ボタン、スイッチ、又はこれらの組み合わせによって実現してもよい。
【０１３５】
表示部６５は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイで構成される。表示部６５は、例えば、表示制御部６２ｅが指定した「基準位置Ｐ０＋補正量ｃ」で示される表示位置に、画像データ３３０が示す画像を表示する。
【０１３６】
表示装置６００はプロジェクタに接続されてもよいし、プロジェクタに組み込まれても良い。表示部６５は、投影装置１０に相当する機能又は構造を備えてもよい。
【０１３７】
以上のように、表示装置６００は、取得部、表示部６５、及び制御部６２を備える。例えば、通信部６１が、移動体の速度を示す速度情報と、移動体の姿勢変動量を示す変動量情報とを取得する取得部に相当する。表示部６５は、基準位置と補正量とに基づく表示位置に像を表示する。制御部６２は、速度及び姿勢変動量に基づいて、補正量を設定する。具体的には、制御部６２は、速度に基づいて閾値を設定する。制御部６２は、姿勢変動量が閾値以下である期間は、補正量を姿勢変動量に基づいて設定し、姿勢変動量が閾値よりも大きい期間に、表示位置を基準位置に戻す。
【０１３８】
本実施形態によれば、第１実施形態と同等の効果が得られる。
【０１３９】
（他の実施形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、第１実施形態から第８実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、上記第１実施形態〜第８実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施形態を例示する。
【０１４０】
第１実施形態〜第７実施形態では、速度情報は、表示処理装置３０を介して、情報取得装置２０から補正処理装置５０に出力された。しかし、情報取得装置２０は、補正処理装置５０に、直接、速度情報を出力してもよい。
【０１４１】
上記実施形態では、情報取得装置２０は、車速センサ２３により、車両２００の速度を示す速度情報を取得した。しかし、車両２００の速度は、車速センサ２３に限らず、別の機器から又は別の方法で取得してもよい。例えば、ＧＰＳモジュール２１により得られる位置情報から速度が算出されてもよい。加速度センサなどから得られる車両２００の加速度から速度が算出されてもよい。
【０１４２】
上記実施形態では、情報取得装置２０が、ＧＰＳモジュール２１、カメラ２２、及び車速センサ２３を含む例について説明した。しかし、情報取得装置２０は、車両２００から周囲の対象物までの距離と方向を計測する距離センサを含んでもよく、計測した距離と方向を示す距離情報を表示処理装置３０に出力してもよい。情報取得装置２０は、ナビゲーションシステムを含んでもよい。情報取得装置２０は、ＧＰＳモジュール２１、距離センサ、カメラ２２、画像処理装置、加速度センサ、レーダー、音波センサ、及びＡＤＡＳ（Advanced Driver-Assistance Systems）の白線検知装置などのうち、１つ以上を含んでもよい。情報取得装置２０としての機能を有するＧＰＳモジュール２１、距離センサ、カメラ２２、及び車速センサ２３などは、一つの装置に内蔵されてもよいし、個別に車両２００に取り付けられてもよい。また、車速情報とは、車両２００の速度を判断できる全ての情報を含む。
【０１４３】
上記実施形態では、姿勢検出装置４０がジャイロセンサ４１を含む例について説明した。しかし、姿勢検出装置４０は、車両２００の加速度を検出する加速度センサを含んでもよく、検出した加速度を姿勢変動情報として出力してもよい。姿勢検出装置４０は、路面からの高さを検出する車高センサを含んでもよく、検出した高さを姿勢変動情報として出力してもよい。姿勢検出装置４０は、他の公知のセンサを含んでもよい。姿勢検出装置４０は、ジャイロセンサ４１、加速度センサ、及び車速センサなどのうちの１つ以上を含んでもよい。この場合、姿勢検出装置４０としての機能を有するジャイロセンサ４１、加速度センサ、及び車高センサなどは、一つの装置に内蔵されてもよいし、個別に車両２００に取り付けられてもよい。
【０１４４】
第１実施形態〜第７実施形態では、投影装置１０、情報取得装置２０、表示処理装置３０、姿勢検出装置４０、及び補正処理装置５０がそれぞれ別個の装置である場合を例示した。しかし、複数の装置が一つの装置として一体的に形成されてもよい。例えば、表示処理装置３０と補正処理装置５０が一つの装置として一体的に形成されてもよい。情報取得装置２０と表示処理装置３０とが一つの装置として一体的に形成されてもよい。姿勢検出装置４０と補正処理装置５０が一つの装置として一体的に形成されてもよい。別個に形成された装置は、有線又は無線により互いに通信可能に接続される。なお、投影装置１０、情報取得装置２０、表示処理装置３０、姿勢検出装置４０、及び補正処理装置５０の全てが一つの装置として形成されてもよい。この場合、通信部３１，５１はなくてもよい。
【０１４５】
上記実施形態では、移動体が、自動車などの車両２００である場合について説明した。しかし、移動体は車両２００に限らない。移動体は、人が乗る乗り物であってもよく、例えば、飛行機又は船であってもよい。移動体は、無人機であってもよい。移動体は、走行するようなものではなく、振動するものであってもよい。
【０１４６】
第１実施形態〜第７実施形態では、表示システム１００がＨＵＤシステムである例について説明した。しかし、表示システム１００はＨＵＤシステムでなくてもよい。表示システム１００は、投影装置１０に代えて、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイを備えてもよい。表示システム１００は、スクリーン及びプロジェクタを含んでもよい。
【０１４７】
上記実施形態では、移動体の角速度を閾値と比較することによって、表示位置をリセットしたが、移動体の角度と閾値との比較により、表示位置をリセットしてもよい。
【０１４８】
上記実施形態では、移動体の前方に像を表示する場合について説明した。しかし、像を表示する位置は、前方に限らない。例えば、像は、移動体の側面方向や後方に表示されてもよい。
【０１４９】
（実施形態の概要）
（１）本開示の表示システムは、移動体の速度を示す速度情報を取得する取得装置と、移動体の姿勢変動量を検出する検出装置と、基準位置と補正量とに基づいて、像の表示位置を制御する表示処理装置と、速度及び姿勢変動量に基づいて、補正量を設定する補正処理装置と、を備え、補正処理装置は、前記速度と前記姿勢変動量に基づいて前記補正量が所定量以上となるか否かを推定し、前記推定結果に基づいて、前記補正量を調整する。
【０１５０】
これにより、像の位置ずれを精度良く抑制することができる。例えば、移動体の速度に関わらず、姿勢変動の振動振幅が補正範囲（閾値）を超える場合にリセットして、姿勢変動の振動振幅が補正範囲内の時は補正を実施することで補正とリセットとリセット時の品位を両立した精度の良い位置ずれ補正を実現することができる。例えば、姿勢変動量に基づいて表示位置を変更することによって、姿勢変動による像の位置ずれを精度良く抑制することができる。表示位置を基準位置に戻すことにより、補正誤差の累積に起因する像の位置ずれを抑制することができる。
【０１５１】
（２）（１）の表示システムにおいて、補正処理装置は、速度に基づいて第１閾値を設定し、姿勢変動量が第１閾値以下である期間は、補正量を姿勢変動量に基づいて設定し、表示処理装置は、姿勢変動量が第１閾値よりも大きい期間に、表示位置を基準位置に戻す。表示位置を基準位置に戻すことにより、補正誤差の累積に起因する像の位置ずれを抑制することができる。
【０１５２】
（３）（２）の表示システムにおいて、補正処理装置は、速度が速いほど第１閾値が大きくなるように、第１閾値を設定してもよい。
【０１５３】
これにより、例えば、移動体が低速で移動し、振動周波数が低い場合であっても、表示位置を基準位置に戻すことが可能になる。また、移動体が高速で移動し、振動周波数が高い場合であっても、姿勢変動量に基づく補正量で表示位置を変更することが可能になる。
【０１５４】
（４）（３）の表示システムにおいて、姿勢変動量は、移動体の角速度であってもよい。
【０１５５】
これにより、移動体の急な姿勢変動に応じて、表示位置のリセットを行うことができる。
【０１５６】
（５）（４）の表示システムにおいて、補正処理装置は、角速度が第１閾値よりも大きいときに、補正量をゼロにリセットしてもよい。
【０１５７】
（６）（４）の表示システムにおいて、補正処理装置は、角速度が第１閾値よりも大きいときに、補正量がゼロに近づくように補正量を所定量小さくしてもよい。
【０１５８】
（７）（４）の表示システムにおいて、補正処理装置は、角速度が第１閾値よりも大きい場合であって、補正量が第２閾値以上のときは補正量がゼロに近づくように補正量を所定量小さくし、補正量が第２閾値よりも小さいときは補正量をゼロにリセットしてもよい。
【０１５９】
（８）（５）の表示システムにおいて、補正処理装置は、角速度から移動体の角度を算出する第１の算出部と、角度を画素数に変換して補正量を算出する第２の算出部と、を含み、第２の算出部は、角度と所定角度との差分又は画素数と所定画素数との差分に基づいて、補正量を算出し、角速度が第１閾値よりも大きいときの補正量がゼロとなるように、所定角度又は所定画素数を設定してもよい。
【０１６０】
（９）（５）の表示システムにおいて、補正処理装置は、角速度から移動体の角度を算出する第１の算出部と、角度を画素数に変換して補正量を算出する第２の算出部と、を含み、第１の算出部は、角速度が第１閾値よりも大きいときは、角度をゼロにリセットしてもよい。
【０１６１】
（１０）（４）の表示システムにおいて、表示処理装置は、基準位置及び補正量と、シフト量とに基づいて像の表示位置を制御し、補正処理装置は、角速度が第１閾値よりも大きいときの補正量に基づいてシフト量を設定してもよい。
【０１６２】
（１１）（１）の表示システムは、像を表す光を投影する投影装置をさらに含んでもよい。
【０１６３】
（１２）（１１）の表示システムにおいて、移動体は、車両であり、像は、車両のフロントガラスの前方に表示される虚像であってもよい。
【０１６４】
（１３）本開示の表示装置は、移動体の速度を示す速度情報と、移動体の姿勢変動量を示す変動量情報とを取得する取得部と、基準位置と補正量とに基づく表示位置に像を表示する表示部と、速度及び姿勢変動量に基づいて、補正量を設定する制御部と、を備え、制御部は、速度に基づいて閾値を設定し、姿勢変動量が閾値以下である期間は、補正量を姿勢変動量に基づいて設定し、姿勢変動量が閾値よりも大きい期間に、表示位置を基準位置に戻す。
【０１６５】
（１４）本開示の表示制御方法は、コンピュータの演算部が行う表示制御方法であって、移動体の速度を示す速度情報と、移動体の姿勢変動量を示す変動量情報とを取得するステップと、基準位置と補正量とに基づいて像の表示位置を制御するステップと、を含み、表示位置を制御するステップは、速度に基づいて閾値を設定し、姿勢変動量が閾値以下である期間は、補正量を姿勢変動量に基づいて設定し、姿勢変動量が閾値よりも大きい期間に、表示位置を基準位置に戻すことを含む。
【０１６６】
本開示の全請求項に記載の表示システム、表示装置、及び表示制御方法は、ハードウェア資源、例えば、プロセッサ、メモリ、及びプログラムとの協働などによって、実現される。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本開示は、虚像を車両のフロントガラスの前方に表示する表示装置及び表示システムに適用可能である。
【符号の説明】
【０１６８】
１０      投影装置
２０      情報取得装置
２１      ＧＰＳモジュール
２２      カメラ
２３      車速センサ
３０      表示処理装置
３１      通信部
３２      表示制御部
３３      記憶部
４０      姿勢検出装置
４１      ジャイロセンサ
５０      補正処理装置
５１      通信部
５２      補正制御部
５２ａ    閾値設定部
５２ｂ    判定部
５２ｃ    ずれ量算出部
５２ｄ    補正量算出部
５３      記憶部
１００    表示システム
６００    表示装置
【図１】
2020080405.tif 000003
【図２】
2020080405.tif 000004
【図３】
2020080405.tif 000005
【図４Ａ】
2020080405.tif 000006
【図４Ｂ】
2020080405.tif 000007
【図５】
2020080405.tif 000008
【図６】
2020080405.tif 000009
【図７Ａ】
2020080405.tif 000010
【図７Ｂ】
2020080405.tif 000011
【図８Ａ】
2020080405.tif 000012
【図８Ｂ】
2020080405.tif 000013
【図９】
2020080405.tif 000014
【図１０】
2020080405.tif 000015
【図１１】
2020080405.tif 000016
【図１２】
2020080405.tif 000017
【図１３Ａ】
2020080405.tif 000018
【図１３Ｂ】
2020080405.tif 000019
【図１４】
2020080405.tif 000020
【図１５】
2020080405.tif 000021
【図１６】
2020080405.tif 000022
【図１７】
2020080405.tif 000023
【図１８】
2020080405.tif 000024
【図１９】
2020080405.tif 000025
【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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