JP2011121402A - 表示装置、表示方法及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】目の位置が移動しても観視し易いＨＵＤ型の表示装置、表示方法及び移動体を提供する。
【解決手段】移動体に搭載され、映像を含む光束を前記移動体のフロントガラス部に反射させて前記移動体に搭乗する観視者に向けて投影する表示装置であって、前記光束を前記観視者の片目に向けて投影する映像投影部と、前記映像投影部を制御して、前記観視者の位置における前記光束の投影位置を制御する制御部と、を備える表示装置が提供される。制御部は、移動体の進行方向が右方向に変化するときに、移動体が直進するときの光束の投影位置よりも観視者の左目から右目に向かう方向に光束の投影位置を移動させ、移動体の進行方向が左方向に変化するときに、移動体が直進するときの光束の投影位置よりも観視者の前記右目から前記左目に向かう方向に光束の投影位置を移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置、表示方法及び移動体に関する。

車載用のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）においては、ナビゲーション情報等の表示情報をフロントガラスに投影して、外界情報と表示情報とを同時に視認する。両眼視のＨＵＤにおいては、外界情報と表示情報とで両眼視差が発生し、見難い表示となる。

これに対し、片目で表示を観視する単眼用の表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、背景にマッチした奥行き位置に、表示オブジェクトの虚像を知覚させることができ、奥行き感や立体感が増強された表示を提供できる。

このような単眼視の表示装置は、例えば、車載用のＨＵＤに応用でき、外界情報と表示情報とを同時に視認したときにおいても両眼視差は発生せず、所望の奥行き位置に表示を呈示して知覚させることができる。

また、このように片目で観視する表示装置は、車載用のＨＵＤの他、ゲームなどのアミューズメント用途にも応用でき、奥行き感や立体感が増強され、高臨場感の表示を提供できる。

単眼用の表示装置においては、表示が両目で常時観視されないように表示内容を含む光束の投影領域が狭く制御される。このため、観視者の目の位置が移動しても観視し易くするために、改良の余地がある。

特開２００９−１２８５６５号公報

本発明は、目の位置が移動しても観視し易いＨＵＤ型の表示装置、表示方法及び移動体を提供する。

本発明の一態様によれば、移動体に搭載され、映像を含む光束を前記移動体のフロントガラス部に反射させて前記移動体に搭乗する観視者に向けて投影する表示装置であって、前記光束を前記観視者に向けて投影する映像投影部と、前記映像投影部を制御して、前記観視者の位置における前記光束の投影位置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記移動体の進行方向が右方向に変化するときに、前記移動体が直進するときの前記光束の投影位置よりも前記観視者の左目から右目に向かう方向に前記光束の投影位置を移動させ、前記移動体の進行方向が左方向に変化するときに、前記移動体が直進するときの前記光束の前記投影位置よりも前記観視者の前記右目から前記左目に向かう方向に前記光束の前記投影位置を移動させることを特徴とする表示装置が提供される。

本発明の別の一態様によれば、映像を含む光束を移動体のフロントガラス部に反射させて前記移動体に搭乗する観視者に向けて投影する表示方法であって、前記移動体の進行方向が右方向に変化するときに、前記移動体が直進するときの前記光束の投影位置よりも前記観視者の左目から右目に向かう方向に前記光束の投影位置を移動させ、前記移動体の進行方向が左方向に変化するときに、前記移動体が直進するときの前記光束の前記投影位置よりも前記観視者の前記右目から前記左目に向かう方向に前記光束の前記投影位置を移動させることを特徴とする表示方法が提供される。

本発明の別の一態様によれば、上記の表示装置と、前記表示装置から出射される前記光束を前記観視者に向けて反射させるフロントガラス部と、を備えたことを特徴とする移動体が提供される。

本発明によれば、目の位置が移動しても観視し易いＨＵＤ型の表示装置、表示方法及び移動体が提供される。

表示装置の動作を例示する模式図である。 表示装置の別の動作を例示する模式図である。 表示装置の構成を例示する模式図である。 車両の進行方向を変えるときの観視者の目の位置を例示するグラフ図である。 表示装置の動作を例示する模式図である。 表示装置の動作を例示する模式図である。 表示装置の動作を例示する模式図である。 表示装置の動作を例示する模式図である。 表示装置の動作を例示するグラフ図である。 表示装置の別の動作を例示するグラフ図である。 表示装置の構成を例示する模式図である。 表示方法を示すフローチャート図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施形態に係る表示装置は、片目で観視する表示装置であり、車載用のＨＵＤの他、ドライビングシミュレータやフライトシミュレータなどのシミュレータ、さらには、ゲームなどのアミューズメント用途にも適用でき、奥行き感や立体感が増強され、高臨場感の表示を提供できる。以下では、例として本実施形態に係る表示装置が、車載用の表示装置であるＨＵＤとして応用される場合として説明する。

図１は、第１の実施形態に係る表示装置の動作を例示する模式図である。
図２は、第１の実施形態に係る表示装置の別の動作を例示する模式図である。
図３は、第１の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。
まず、図３により、本実施形態に係る表示装置１０の構成の概要について説明する。

図３に表したように、表示装置１０は、車両７３０（移動体）に搭載される。表示装置１０は、映像を含む光束１１２を、車両７３０のフロントガラス部７１０に反射させて、車両７３０に搭乗する観視者１００に向けて投影する。フロントガラス部７１０は、車両７３０のフロントガラスを含む。また、フロントガラス部７１０は、例えば、車両７３０のフロントガラスに設けられる反射部７１１（例えばコンバイナ）を含んでも良い。この場合には、光束１１２は、車両７３０のフロントガラスに設けられる反射部７１１によって反射されて、観視者１００に向けて反射される。なお、反射部７１１は、フロントガラスよりも車両７３０の室内側に、フロントガラスから離間して設けられても良い。反射部７１１がフロントガラスから離間して設けられる場合も、反射部７１１は、フロントガラス部７１０の一部と見なされる。

そして、表示装置１０は、映像投影部１１５と、制御部２５０と、を備える。
映像投影部１１５は、映像を含む光束１１２を観視者１００の片目１０１に向けて投影する。制御部２５０は、映像投影部１１５を制御して、観視者１００の位置における光束１１２の投影位置１１４ａを制御する。

なお、光束１１２に含まれる映像は、例えば表示オブジェクト１８０を含む。表示オブジェクト１８０は、表示装置１０が観視者１００に呈示する映像に設けられるものであり、例えば、表示装置１０が搭載される車両７３０の運行情報に関する、進行方向を示す「矢印」等の各種の表示内容である。

映像投影部１１５から出射された光束１１２は、フロントガラス部７１０で反射され、観視者１００の頭部１０５に入射する。このとき、光束１１２の発散角が制御されており、光束１１２が、観視者１００の片目１０１に入射する。これにより、観視者１００は、光束１１２に含まれる映像情報を片目１０１で観視する。

なお、フロントガラス部７１０は、観視者１００からの距離が２１．７ｃｍ以上の位置に配置される。これにより、特許文献１に記載された効果によって、観視者１００が知覚する奥行き感が増強され、また、表示オブジェクト１８０を所望の奥行き位置に知覚させることができる。なお、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ： Head Mounted Display）において、片目（単眼）に映像呈示を行うことがあるが、目のごく近傍（２１．７ｃｍよりも近い位置）に配置された表示部による映像を知覚するだけであり、奥行き感を持った高い臨場感の表示はできない。

なお、図３に例示したように、表示装置１０は、例えば車両７３０の中、すなわち、例えば、操縦者である観視者１００から見て車両７３０のダッシュボード７２０の奥に設けられることができる。また、観視者１００は、車両７３０のハンドル７３１（ステアリング、操舵装置）を操作して、車両７３０の進行方向を制御する。

映像投影部１１５は、例えば、映像データ生成部１３０と、映像形成部１１０と、投影部１２０と、を有する。

映像データ生成部１３０は、表示オブジェクト１８０を含む映像に対応する映像信号を生成し、映像形成部１１０に供給する。

映像形成部１１０としては、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）などの光スイッチを用いることができる。そして、映像形成部１１０は、映像データ生成部１３０から供給された映像信号に基づいて、映像形成部１１０の画面に映像を形成する。

一方、投影部１２０には、例えば、各種の光源、レンズ、ミラー、及び、発散角（拡散角）を制御する各種の光学素子が用いられる。
本具体例では、投影部１２０は、光源１２１と、テーパライトガイド１２２と、光源側レンズ１２３と、アパーチャ１２４と、出射側レンズ１２５と、出射側ミラー１２６と、を含む。

光源１２１は光束１１２となる光を生成する。光束１１２となる光の進行方向に沿って、光源１２１と出射側ミラー１２６との間にテーパライトガイド１２２が配置され、テーパライトガイド１２２と出射側ミラー１２６との間に光源側レンズ１２３が配置され、光源側レンズ１２３と出射側ミラー１２６との間にアパーチャ１２４が配置され、アパーチャ１２４と出射側ミラー１２６との間に出射側レンズ１２５が配置される。

本具体例では、テーパライトガイド１２２と光源側レンズ１２３との間に、映像形成部１１０（例えばＬＣＤ）が配置されている。

光源１２１には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザなど各種のものを用いることができる。光源１２１にＬＥＤを用いることで、消費電力を低減でき、また装置を軽量化でき、小型化できる。

映像データ生成部１３０、映像形成部１１０及び投影部１２０のそれぞれの構成は、種々の変形が可能である。映像形成部１１０に含まれる要素と、投影部１２０に含まれる要素と、の配置は任意であり、例えば、投影部１２０に含まれる要素どうしの間に、映像形成部１１０（及びそれに含まれる要素）が挿入されていても良い。

光源１２１から出射された光は、テーパライトガイド１２２において発散角がある程度の範囲に制御される。そして、その光は、映像形成部１１０を経ることで、所定の表示オブジェクト１８０を含む映像を含む光束１１２となる。

本具体例では、出射側ミラー１２６は、凹面状であり、これにより、光束１１２に含まれる映像情報の像を拡大して観視者１００に投影できる。

図３に表したように、光束１１２は、出射側ミラー１２６で反射した後、車両７３０のフロントガラス部７１０で反射して、観視者１００の片目１０１に到る。

観視者１００は、フロントガラス部７１０を介して、像形成位置１８１ｐの位置に形成された表示オブジェクト１８０の像１８１（虚像）を知覚する。このように、表示装置１０は、ＨＵＤとして使用できる。

なお、出射側ミラー１２６は可動式とすることができ、例えば、観視者１００の頭部１０５の位置や動きに合わせて、手動で、または、自動で、出射側ミラー１２６の位置や角度を調節し、光束１１２を片目１０１に適切に投影させることができる。
なお、映像投影部１１５は、上記の具体例の他に、各種の変形が可能である。

表示装置１０は、片目１０１で観視する表示装置であるため、両目で常時観視されないように、光束１１２の広がりが制御され、光束１１２の中心が片目１０１に投影され、両目には投影されない。観視者１００の位置における光束１１２の投影領域１１４の大きさは、片目１０１だけが入り、両目が入らない大きさに設定される。観視者１００の両目（瞳）の間隔は、例えば、６０ミリメートル（ｍｍ）〜７５ｍｍであるので、観視者１００の位置における光束１１２の投影領域１１４の大きさ（左右方向の幅）は、例えば６０ｍｍ〜７５ｍｍ程度以下に設定される。この投影領域１１４の大きさは、主に投影部１２０に含まれる光学素子によって制御される。

制御部２５０は、映像投影部１１５を制御して、観視者１００の位置における光束１１２の投影位置１１４ａ（投影領域１１４の位置）を制御する。
例えば、制御部２５０は、制御信号部２５１と駆動部１２６ａとを有する。制御信号部２５１は、制御信号を駆動部１２６ａに出力し、駆動部１２６ａを動作させる。駆動部１２６ａは、例えば、出射側ミラー１２６の角度や位置などを変化させるモータなどを有する。制御信号部２５１から出力された制御信号によって駆動部１２６ａが動作し、出射側ミラー１２６の角度や位置などを変化させ、観視者１００の位置における光束１１２の投影位置１１４ａを変化させる。駆動部１２６ａは、映像投影部１１５に含まれると見なしても良い。なお、本具体例では、制御部２５０は、後述する検出部２５２をさらに有している。

そして、本実施形態に係る表示装置１０においては、制御部２５０は、車両７３０の進行方向の変化に応じて、光束１１２の投影領域１１４の投影位置１１４ａを制御する。以下では、説明を簡単にするために、車両７３０の進行方向が変化する場合が、右折または左折である場合として説明する。

すなわち、発明者の実験によると、車両７３０が右折するときは、観視者１００の頭部１０５は、直進時よりも右方向に移動し、観視する片目１０１の位置は、直進時よりも右方向に移動する。そして、車両７３０が左折するときは、観視者１００の頭部１０５は、直進時よりも左方向に移動し、観視する片目１０１の位置は、直進時よりも左方向に移動する。制御部２５０は、観視者１００の片目１０１の位置に対応するように、光束１１２の投影領域１１４の投影位置１１４ａを制御する。なお、上記の実験結果については後述する。

以下、制御部２５０の動作について説明する。
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、観視者の右目１０１Ｒに光束１１２が投影される場合の表示装置１０の動作を例示している。そして、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、それぞれ、車両７３０が直進しているとき、右折するとき、及び、左折するときにおける表示装置１０の動作を例示している。

図１（ａ）に例示したように、車両７３０が直進しているとき、表示装置１０は、観視者１００の右目１０１Ｒに光束１１２を投影する。すなわち、右目１０１Ｒの位置は、光束１１２の投影領域１１４の範囲内に位置する。このように、表示装置１０の制御部２５０は、光束１１２の投影位置１１４ａを制御する。

車両７３０が直進しているときの投影位置１１４ａを、基準の位置である直進時投影位置１１４ｏとする。
そして、図１（ａ）に例示したように、車両７３０の進行方向をＺ方向とする。そして、車両７３０の左右方向をＸ方向とする。そして、車両７３０の上下方向をＹ方向とする。

車両７３０が直進しているときには、Ｚ方向は、観視者１００の正面方向と一致する。そして、観視者１００が正面を向いているときは、Ｘ方向は、観視者１００左右方向に一致する。そして、Ｙ方向は、観視者１００の上下方向に一致する。
ここで、Ｘ方向の正の方向を観視者の左目１０１Ｌから右目１０１Ｒに向かう方向とする。Ｘ方向の負の方向は、観視者の右目１０１Ｒから左目１０１Ｌに向かう方向である。

図１（ｂ）に表したように、車両７３０が右折するときは、観視者１００の頭部１０５は、直進時よりも右方向に移動する。これに伴い、観視者１００の右目１０１Ｒの位置は、直進時よりも右方向に移動するが、光束１１２は、観視者１００の左目１０１Ｌに入射できるため、観視者１００は映像を観視することができる。このため、制御部２５０は、光束１１２の投影位置１１４ａを移動させない。または、右目１０１Ｒの移動に対応させて、制御部２５０は、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時よりも右方向に移動させても良い。

そして、図１（ｃ）に表したように、車両７３０が左折するときは、観視者１００の頭部１０５は、直進時よりも左方向に移動する。これに伴い、観視する右目１０１Ｒの位置は、直進時よりも左方向に移動する。この移動に対応させて、制御部２５０は、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時よりも左方向に移動させる。

また、観視者１００が左目で観視するときも、表示装置１０は同様の動作を行う。
図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、観視者の左目１０１Ｌに光束１１２が投影される場合の表示装置１０の動作を例示している。そして、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、それぞれ、車両７３０が直進しているとき、右折するとき、及び、左折するときにおける表示装置１０の動作を例示している。

図２（ａ）に例示したように、車両７３０が直進しているとき、表示装置１０は、観視者１００の左目１０１Ｌに光束１１２を投影する。このときも、図２（ａ）に例示した車両７３０が直進しているときの投影位置１１４ａが、基準の位置である直進時投影位置１１４ｏである。

図２（ｂ）に表したように、車両７３０が右折するときは、観視者１００の頭部１０５は、直進時よりも右方向に移動する。これに伴い、観視する左目１０１Ｌの位置は、直進時よりも右方向に移動する。この移動に対応させて、制御部２５０は、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時よりも右方向に移動させる。

そして、図２（ｃ）に表したように、車両７３０が左折するときは、観視者１００の頭部１０５は、直進時よりも左方向に移動する。これに伴い、観視者１００の左目１０１Ｌの位置は、直進時よりも左方向に移動するが、光束１１２は、観視者１００の右目１０１Ｒに入射できるため、観視者１００は映像を観視することができる。このため、制御部２５０は、光束１１２の投影位置１１４ａを移動させない。または、右目１０１Ｒの移動に対応させて、制御部２５０は、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時よりも左方向に移動させても良い。

このように、制御部２５０は、車両７３０の進行方向が右方向に変化するときに、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置（直進時投影位置１１４ｏ）よりも観視者１００の左目１０１Ｌから右目１０１Ｒに向かう方向（Ｘ方向の正方向）に光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる。そして、制御部２５０は、車両７３０の進行方向が左方向に変化するときに、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置（直進時投影位置１１４ｏ）よりも観視者１００の右目１０１Ｒから左目１０１Ｌに向かう方向（Ｘ方向の負の方向）に光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる。

特に、制御部２５０は、車両７３０の進行方向が右方向に変化するときにおいて、車両７３０が直進するときに光束１１２が左目１０１Ｌに投影されているときに、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置１４０ａよりも観視者１００の左目１０１Ｌから右目１０１Ｒに向かう方向に光束１１２の投影位置１４０ａを移動させる。そして、制御部２５０は、車両７３０の進行方向が左方向に変化するときにおいて、車両７３０が直進するときに光束１１２が右目１０１Ｒに投影されているときに、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置１４０よりも観視者１００の右目１０１Ｒから左目１０１Ｌに向かう方向に光束１１２の投影位置１４０ａを移動させる。

これにより、車両７３０が進行方向を変えるときに、観視者１００の片目１０１の位置が移動しても、観視者１００は観視し易くできる。

車両７３０の進行方向が右方向に変化するときとは、例えば、現在進行している道に分岐があり、その分岐から右方向に延在する道に車両７３０の進路が変更される場合である。また、例えば、直進している道を走行中に、その道が右方向に曲がり、その道の曲がりに沿って、車両７３０の進行方向が変化させられる場合も、車両７３０の進行方向が右方向に変化するときに含まれる。そして、左方向においても同様である。

以下では、説明を簡単にするために、車両７３０の進行方向が右方向または左方向に変化するときとして、現在進行している道に分岐があり、その分岐から右方向または左方向に延在する道に車両７３０の進路が変更される場合であるとして説明する。すなわち、車両７３０の進行方向が右方向に変化するときは、車両７３０が右折するときであり、車両７３０の進行方向が左方向に変化するときとは、車両７３０が左折するときである場合として説明する。

図１（ｂ）及び（ｃ）、並びに、図２（ｂ）及び（ｃ）に例示したように、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置（直進時投影位置１１４ｏ）に対して、右折または左折するときに光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる距離を移動距離Ｌｘとする。

なお、以下では、直進時において光束１１２が右目１０１Ｒに投影されるか左目１０１Ｌに投影されるかに係わらず、右方向または左方向に進行方向を変化させる場合に光束１１２の投影位置１４０ａを移動させる場合として説明するが、既に説明したように、直進時において光束１１２が右目１０１Ｒに投影されているときに右方向に進行方向を変化させるときは光束１１２の投影位置１４０ａを移動させず、直進時において光束１１２が左目１０１Ｌに投影されているときに左方向に進行方向を変化させるときは光束１１２の投影位置１４０ａを移動させないことができ、この場合は、光束１１２の移動距離Ｌｘは零である。

観視者１００の右目１０１Ｒに光束１１２を投影する際に、右方向に進行方向を変化させるときの光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる第１移動距離ＬｘＲＲと、観視者１００の右目１０１Ｒに光束１１２を投影する際に、左方向に進行方向を変化させるときの光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる第２移動距離ＬｘＲＬと、観視者１００の左目１０１Ｌに光束１１２を投影する際に、右方向に進行方向を変化させるときの光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる第３移動距離ＬｘＬＲと、観視者１００の左目１０１Ｌに光束１１２を投影する際に、左方向に進行方向を変化させるときの光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる第４移動距離ＬｘＬＬと、は、互いに異なっても良い。

第１移動距離ＬｘＲＲ、第２移動距離ＬｘＲＬ、第３移動距離ＬｘＬＲ及び第４移動距離ＬｘＬＬは、例えば、車両７３０の仕様（例えば観視者１００が車両７３０の右側に搭乗するか左側に搭乗するかなど）、車両７３０が走行する路の条件（例えば右側通行か左側通行か）、及び、観視者１００の特性や好みなど、に基づいて適切に設定される。

以下、車両７３０が左方向に進行方向を変更する場合、または、右方向に進行方向を変更する場合の観視者１００の片目１０１の位置の変化について説明する。
発明者は、車両７３０が交差点等で右折または左折するときと、カーブした道を車両７３０が進行するコーナー時と、において、車両７３０を操縦する観視者１００の片目１０１の位置の変化について測定する実験を行った。この実験においては、延べ人数が４２人の被験者（観視者１００）が車両７３０を操縦し、車両７３０が直進している状態から、交差点等の直進方向からほぼ９０度の方向に、右折または左折するときと、カーブした道を車両７３０が進行するコーナー時と、における観視者１００の頭部１０５の画像を撮像し、撮像された画像から片目１０１の位置の変化を検出した。このとき、片目１０１の位置としては、便宜的に右目１０１Ｒの位置としたが、左目１０１Ｌの位置は右目１０１Ｒの位置に連動しており、片目１０１の位置の変化は、左目１０１Ｌの位置の変化と見なしても良い。

図４は、車両の進行方向を変えるときの観視者の目の位置を例示するグラフ図である。 すなわち、同図（ａ）は、車両７３０が右折する際の観視者１００の片目１０１の位置変化を表し、同図（ｂ）は、車両７３０が左折する際の観視者１００の片目１０１の位置変化を表す。これらの図において、横軸は片目１０１の位置の目移動距離Ｄｅｘを表している。横軸が零の位置は、直進しているときの片目１０１の位置であり、横軸の値が正の場合は、片目１０１が、右方向（Ｘ方向の正の方向）に移動したことに相当し、負の場合は、片目１０１が、左方向（Ｘ方向の負の方向）に移動したことに相当する。そして、これらの図の縦軸は、発生頻度ＮＬを表している。

図４（ａ）に表したように、車両７３０が右折する際には、片目１０１の位置の目移動距離Ｄｅｘは正の値を示した。すなわち、車両７３０が右折する際には、観視者１００の片目１０１は、直進時に対して右方向に移動する。そして、この実験においては、その目移動距離Ｄｅｘの平均は、約２８ｍｍである。

図４（ｂ）に表したように、車両７３０が左折する際には、片目１０１の位置の目移動距離Ｄｅｘは負の値を示した。すなわち、車両７３０が左折する際には、観視者１００の片目１０１は、直進時に対して左方向に移動する。そして、この実験においては、その目移動距離Ｄｅｘの平均は、約５５ｍｍである。

なお、車両７３０が右折または左折するときに、直進しているときから観視者１００の目の位置が右方向または左方向に移動する際には、観視者１００の頭部１０５がＹ方向を軸として回転する場合の他に、観視者１００の頭部１０５及び上体が傾く場合が多いことも分かった。

このように、観視者１００である操縦者の目の位置は、車両７３０が右折（進行方向が右に変化する）または左折（進行方向が左方向に変化する）する際には、直進しているときから移動する。このようなヒトの特性に関する実験結果は、発明者のこの実験により見出されたものである。

そして、光束１１２の投影領域１１４が狭く制御される単眼用のＨＵＤにおいては、車両７３０が右折または左折する際に、目の位置が、直進しているときの目の位置から移動すると、観視者１００は光束１１２に含まれる映像を観視し難くなる。このように、単眼用のＨＵＤを実際に使用する際に問題となり得る新たな課題が初めて見出された。

本発明は、ヒトの特性に関して新たに見出された上記の現象、及び、その現象に関連して新たに見出された単眼用のＨＵＤの実用上の課題に対処すべく、なされたものである。

すなわち、車両７３０の右折または左折に対応させて、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時の直進時投影位置１１４ｏから移動させる。これによって、車両７３０が左折または右折する際に、観視者１００の片目１０１の位置が移動しても観視し易くできる。

なお、車両７３０の右折または左折に対応させて、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時の直進時投影位置１１４ｏから移動させるときの移動距離Ｌｘは、例えば、図４（ａ）及び（ｂ）に例示した実験結果を基に定めることができる。これにより、観視者１００の片目１０１の位置が移動してもより観視し易くできる。

例えば、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時の直進時投影位置１１４ｏから移動させるときの移動距離Ｌｘは、右折時よりも左折時の方を大きくすることができる。

なお、図４（ａ）及び（ｂ）において、右折する場合の図４（ａ）よりも、左折する場合の図４（ｂ）の方が、片目１０１の目移動距離Ｄｅｘの絶対値は大きい。このように、この特性は、左右方向において非対称である。これは、具体例では、実験の際に、直進している場合には、進行している路の左側を車両７３０が走行したために、右折時に比べて左折時の方が、進行方向を変化させるときの、回転半径が小さくなったことが関係していると考えられる。また、今回実験に使用した車両７３０が右側にハンドルがある車であり、このことが上記の非対称性に関係していると考えられる。さらに、右方向に進行方向を変える場合には、車両７３０の屋根を支持するピラーの影響も考えられ、これによって、上記の非対称性が生じる場合もあると考えられる。

従って、車両７３０の右折または左折に対応させて、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時の直進時投影位置１１４ｏから移動させるときの移動距離は、使用する車両７３０が道路の右側を進行するか、左側を進行するか、や、ハンドルが取り付けられる位置などに基づいて、適切に設定することができる。

また、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時の直進時投影位置１１４ｏから移動させるときの移動距離Ｌｘは、瞳の間隔である６０ｍｍ以上７５ｍｍ以下の距離としても良い。これにより、図４（ａ）及び（ｂ）に例示したヒトの特性を実質的に補償し、観視者１００の片目１０１の位置が移動したときに観視し易くできる。

ところで、例えば、撮像装置（カメラ）などを用いて観視者１００の片目１０１の位置を検出して、制御部２５０は、検出された片目１０１の位置に連動させて、光束１１２の投影位置１１４ａを制御しても良い。ただし、観視者１００の片目１０１の位置を検出するカメラなどを設置すると装置のコストが上昇するため、必ずしも観視者１００の片目１０１の位置を検出する必要はない。

すなわち、図４（ａ）及び（ｂ）に例示したように、ヒトの特性として、右折または左折する際には、直進時からの片目１０１の位置の目移動距離Ｄｅｘは、特定の分布を持つことが分かったので、この特性を利用して、光束１１２の投影位置１１４ａを制御することができる。

すなわち、観視者１００の片目１０１の位置の厳密な測定を行わずに、車両７３０の進行方向を検出し、この検出結果に基づいて、観視者１００の片目１０１の移動方向と目移動距離Ｄｅｘを推定して、光束１１２の投影位置１１４ａを制御することができる。

なお、直進しているときに観視している片目１０１が右目１０１Ｒか左目１０１Ｌかで、進行方向を右折または左折するときに光束１１２の投影位置１４０ａを移動させるか否かを変える制御を行う場合、直進しているときに観視している片目１０１に関する情報は、種々の方法で得ることができる。例えば、車両７３０の運転開始時の初期設定で、操縦者である観視者１００が、右目１０１Ｒか左目１０１Ｌかを入力しても良い。また、例えば、初期設定時に光束１１２の投影位置１４０ａが投影されている位置を、座席の中心軸などと対比させて検出し、直進しているときの観視している片目１０１が右目１０１Ｒか左目１０１Ｌかを推定しても良い。また、運転時に観視者１００の頭部１０５を撮像し、その画像から直進しているときの観視している片目１０１が右目１０１Ｒか左目１０１Ｌかを推定しても良い。

以下、車両７３０の進行方向の検出について説明する。
図５は、第１の実施形態に係る表示装置の動作を例示する模式図である。
すなわち、同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、表示装置１０における車両７３０の進行方向の検出方法の一例を例示している。すなわち、この例では、車両７３０の進行方向が、車両７３０のハンドル７３１の舵角によって検出される場合を例示している。同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、車両７３０が、直進、右折及び左折する際のハンドル７３１の状態を例示している。

図５（ａ）に表したように、車両７３０が直進している場合には、ハンドル７３１の軸７３１ａは、Ｘ方向に対して垂直である（Ｙ方向に対して垂直としても良い）。直進時のハンドル７３１の軸７３１ａの位置が、基準角度７３１ａｏとされる。

図５（ｂ）に表したように、車両７３０が右折する場合には、ハンドル７３１の軸７３１ａは、直進時から時計周りに回転する。すなわち、ハンドル７３１の舵角θｓは正の値である。

図５（ｃ）に表したように、車両７３０が左折する場合には、ハンドル７３１の軸７３１ａは、直進時から反時計周りに回転する。すなわち、ハンドル７３１の舵角θｓは負の値である。

このように、車両７３０の進行方向は、車両７３０のハンドル７３１の舵角θｓによって検出される。

このとき、舵角θｓが一定の値よりも小さい場合は、車両７３０は直進していると見なすように設定される。例えば、運転中のハンドル７３１の遊びによって、直進している場合においても、舵角θｓは零でない。また、右折や左折するのではなく、走行する車線を変える場合などにおいて舵角θｓは小さく、このような場合には、進行方向を変えるものと見なさないように設定する。

例えば、舵角θｓの絶対値が４５度以上のときに、進行方向を変更し、右折または左折するものと設定する。そして、舵角θｓの絶対値が４５度以上のときに、光束１１２の投影領域１１４を直進時から移動させるように設定できる。このように、舵角θｓに関して、進行方向を変更（右折または左折）すると判定するしきい値を設けることができる。

また、舵角θｓの絶対値だけではなく、車両７３０の走行速度にさらに基づいて、進行方向を変更（右折または左折）すると判定するしきい値を変化させても良い。例えば、車両７３０の走行速度が速い場合には、観視者１００は正面を向き易く、従って観視者１００の片目１０１の位置は、直進時から移動し難い。一方、車両７３０の走行速度が遅い場合には、観視者１００の片目１０１の位置は、直進時から移動し易い。このような場合には、舵角θｓの絶対値と、車両７３０の走行速度と、を組み合わせて、進行方向を変更（右折または左折）すると判定する、舵角θｓに関するしきい値を変化させても良い。例えば、舵角θｓの絶対値が４５度である場合は、複数の車線（通行部分）を有する道を進行しているときの車線変更の場合と、区別できることが確認されている。

図６は、第１の実施形態に係る表示装置の動作を例示する模式図である。
すなわち、同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、表示装置１０における車両７３０の進行方向の検出方法の一例を例示している。すなわち、この例では、車両７３０の進行方向が、車両７３０に加わる横方向の力（左右方向の加速度）によって検出される場合を例示している。同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、車両７３０が、直進、右折及び左折する際に車両７３０に加わる横方向の力（左右方向の加速度）を例示している。

図６（ａ）に表したように、車両７３０が直進している場合には、車両７３０には横方向の力は印加されない。

図６（ｂ）に表したように、車両７３０が右折する場合には、遠心力によって、車両７３０には曲がる方向の外側に向けて横方向の力Ｆｈ（すなわち、左右方向の加速度）が印加される。

図６（ｃ）に表したように、車両７３０が左折する場合には、遠心力によって、車両７３０には曲がる方向の外側に向けて横方向の力Ｆｈ（すなわち、左右方向の加速度）が印加される。

このような横方向の力Ｆｈ（すなわち、左右方向の加速度）を例えば加速度計によって検出することで、車両７３０の進行方向を、検出することができる。

このとき、横方向の力Ｆｈ（左右方向の加速度）が一定の値よりも小さい場合は、車両７３０は直進していると見なすように設定される。このように、横方向の力Ｆｈに関して、進行方向を変更（右折または左折）すると判定するしきい値を設けることができる。また、横方向の力Ｆｈ（左右方向の加速度）だけではなく、車両７３０の走行速度にさらに基づいて、進行方向を変更（右折または左折）すると判定する、横方向の力Ｆｈ（左右方向の加速度）に関するしきい値を変化させても良い。

図７は、第１の実施形態に係る表示装置の動作を例示する模式図である。
すなわち、同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、表示装置１０における車両７３０の進行方向の検出方法の一例を例示している。すなわち、この例では、車両７３０の進行方向が、観視者１００の姿勢の変化によって検出される場合を例示している。同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、車両７３０が、直進、右折及び左折する際の観視者１００の姿勢の変化を例示している。

図７（ａ）に表したように、車両７３０が直進している場合には、観視者１００は座席に真っ直ぐに着席している。

図７（ｂ）に表したように、車両７３０が右折する場合には、観視者１００の頭部１０５が、曲がる方向の内側である右側に移動する。すなわち、観視者１００の姿勢は、右方向に傾く。

図７（ｃ）に表したように、車両７３０が左折する場合には、観視者１００の頭部１０５が、曲がる方向の内側である左側に移動する。すなわち、観視者１００の姿勢は、左向に傾く。

このような観視者１００の姿勢の変化は、例えば、観視者１００の像をカメラなどで撮像して、その像に基づいて求めることができる。このとき、観視者１００の姿勢の変化を検出することは、観視者１００の片目１０１の位置を検出することよりも精度が低くて良いので、比較的容易に実施することができる。また、観視者１００の姿勢は、観視者１００の体の位置などを、座席に設けたセンサなどによって検出し、その結果から検出することもできる。これにより、観視者１００の姿勢の変化から、車両７３０の進行方向を、推定して、検出することができる。

なお、このとき、観視者１００の姿勢の変化が一定の値よりも小さい場合は、車両７３０は直進していると見なすように設定される。このように、観視者１００の姿勢の変化に関して、進行方向を変更（右折または左折）すると判定するしきい値を設けることができる。また、観視者１００の姿勢の変化だけではなく、車両７３０の走行速度にさらに基づいて、進行方向を変更（右折または左折）すると判定する、観視者１００の姿勢の変化に関するしきい値を変化させても良い。

図８は、第１の実施形態に係る表示装置の動作を例示する模式図である。
すなわち、同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、表示装置１０における車両７３０の進行方向の検出方法の一例を例示している。すなわち、この例では、車両７３０の進行方向が、観視者１００の重心の位置の変化によって検出される場合を例示している。同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、車両７３０が、直進、右折及び左折する際の観視者１００の重心の位置の変化を例示している。

図８（ａ）に表したように、車両７３０が直進している場合には、観視者１００は座席に真っ直ぐに着席している。このときの観視者１００の重心Ｃｇの位置を基準の位置とする。すなわち、例えば、観視者１００が着席する座席の中心の位置に、観視者１００の重心Ｃｇの位置に対応する荷重Ｆｇが印加される。

図８（ｂ）に表したように、車両７３０が右折する場合には、観視者１００の体は曲がる方向の内側である右側に傾き、観視者１００の重心Ｃｇが右方向に移動する。そして、基準の位置よりも右側に、観視者１００の重心Ｃｇの位置に対応する荷重Ｆｇが印加される。

図８（ｃ）に表したように、車両７３０が左折する場合には、観視者１００の体は曲がる方向の内側である左側に傾き、観視者１００の重心Ｃｇが左方向に移動する。そして、基準の位置よりも左側に、観視者１００の重心Ｃｇの位置に対応する荷重Ｆｇが印加される。

このような観視者１００の重心Ｃｇの位置の変化は、例えば、観視者１００が着席する座席に設けたセンサなどによって検出することができる。これにより、観視者１００の重心Ｃｇの位置の変化から、車両７３０の進行方向を、推定して、検出することができる。

なお、このとき、観視者１００の重心Ｃｇの位置の変化が一定の値よりも小さい場合は、車両７３０は直進していると見なすように設定される。このように、観視者１００の重心Ｃｇの位置の変化に関して、進行方向を変更（右折または左折）すると判定するしきい値を設けることができる。また、観視者１００の重心Ｃｇの位置の変化だけではなく、車両７３０の走行速度にさらに基づいて、進行方向を変更（右折または左折）すると判定する、観視者１００の重心Ｃｇの位置の変化に関するしきい値を変化させても良い。

また、表示装置１０における車両７３０の進行方向は、上記のハンドル７３１の舵角θｓ、車両７３０に加わる横方向の力Ｆｈ（左右方向の加速度）、観視者１００の姿勢の変化、及び、観視者１００の重心の位置の変化、から選ばれた任意の２つ以上を組み合わせたものに基づいて検出しても良い。

そして、図３に関して説明したように、制御部２５０は、車両７３０の進行方向を検出する検出部２５２を有することができる。この検出部２５２は、車両７３０のハンドル７３１の舵角θｓ、車両７３０に加わる左右方向の加速度（横方向の力Ｆｈ）、観視者１００の姿勢の変化、及び、観視者１００の重心Ｃｇの位置の変化の少なくともいずれかの検出結果に基づいて車両７３０の進行方向を検出することができる。

そして、このように検出された車両７３０の進行方向に基づいて、車両７３０の右折または左折に対応させて、光束１１２の投影位置１１４ａが上記のように制御されて、移動される。

なお、上記においては、検出部２５２が制御部２５０に含まれる場合として説明したが、上記の検出部２５２と同様の機能を有する検出部を、制御部２５０とは別に設けても良い。また、映像データ生成部１３０などのように、映像投影部１１５に含まれる構成要素が、検出部２５２と同様の機能を有する検出部を含んでも良い。また、表示装置１０とは別に、上記の検出部２５２と同様の機能を有する検出部が設けられ、その検出部による車両７３０の進行方向の変化の検出結果を入手して、制御部２５０は上記の動作を行っても良い。

以下では、光束１１２の投影位置１１４ａの制御の例について説明する。
以下では、一例として、表示装置１０における車両７３０の進行方向が、ハンドル７３１の舵角θｓによって検出される場合として説明する。そして、説明を簡単にするために、車両７３０の進行方向が右方向に変化するときは、現在進行している道に右曲がりの右コーナーがあり、車両７３０がその右コーナーを右方向に進行する場合とする。同様に、車両７３０の進行方向が直進から左方向に変化するときは、現在進行している道に左曲がりの左コーナーがあり、車両７３０がその左コーナーを左方向に進行する場合とする。

図９は、第１の実施形態に係る表示装置の動作を例示するグラフ図である。
すなわち、同図（ａ）及び（ｂ）は、車両７３０が右折する際の光束１１２の投影位置１１４ａを例示している。すなわち、同図（ａ）は、直進時から右折し始めるとき（すなわち、右コーナーに入るとき）における投影位置１１４ａの変化を表しており、同図（ｂ）は、右折が終わりかけて再び直進に戻るとき（すなわち、右コーナーから出るとき）における投影位置１１４ａの変化を表している。これらの図において、横軸は、舵角θｓであり、縦軸は、光束１１２の投影位置１１４ａの直進時からの移動距離Ｌｘである。そして、本具体例は、観視者１００の左目１０１Ｌに光束１１２が投影される場合である。

図９（ａ）に表したように、直進時から右コーナーに入るときにおいては、舵角θｓに関する第１舵角しきい値θ１が設けられる。本具体例では、第１舵角しきい値θ１は４５度である。そして、舵角θｓが第１舵角しきい値θ１よりも小さいときは、車両７３０は直進していると見なされる。なお、右コーナーに入るときには、舵角θｓが正で、絶対値が増大する。

そして、舵角θｓが第１舵角しきい値θ１以上になると、車両７３０は右折（右方向に進路を変更する）と判定され、光束１１２の投影位置１１４ａは移動される。本具体例では、舵角θｓが角度θ１ａである９０度になると、光束１１２の投影位置１１４ａの移動距離Ｌｘは、第３移動距離ＬｘＬＲとされている。なお、角度θ１ａは、第１舵角しきい値θ１以上であれば任意であり、角度θ１ａの設定により、舵角θｓの変化に対する移動距離Ｌｘの変化率が任意に設定できる。
このようにして、右コーナーに入り、右折が開始される。

図９（ｂ）に表したように、右コーナーから出るときにおいては、舵角θｓの絶対値が減少する。すなわち、ハンドル７３１を元の直進状態の角度に戻す。このとき、舵角θｓに関する第２舵角しきい値θ２が設けられる。本具体例では、第１舵角しきい値θ２は１８０度である。

すなわち、舵角θｓが減少する際には、舵角θｓが第２舵角しきい値θ２よりも大きいときは、光束１１２の投影位置１１４ａの移動距離Ｌｘは、第３移動距離ＬｘＬＲを維持する。そして、舵角θｓが減少する際に、舵角θｓが第２舵角しきい値θ２以下となった場合に、光束１１２の投影位置１１４ａの移動距離Ｌｘが、第３移動距離ＬｘＬＲから減少される。

そして、本具体例では、舵角θｓが角度θ２ａである１３５度になると、光束１１２の投影位置１１４ａの移動距離Ｌｘは、零とされている。なお、角度θ２ａは、第２舵角しきい値θ２以下であれば任意であり、角度θ２ａの設定により、舵角θｓの変化に対する移動距離Ｌｘの変化率が任意に設定できる。

すなわち、発明者の実験によると、コーナーに入るときには、舵角θｓが小さい（例えば４５度）ときに、観視者１００の片目１０１は、直進時から移動し始め、コーナーから出るとき、すなわち、舵角θｓを元の状態に戻すときには、舵角θｓが大きい（例えば１８０度）ときに、観視者１００の片目１０１は、元の直進時の位置に移動し始めることが分かった。この特性に合わせて、光束１１２の投影位置１１４ａの移動が制御される。

発明者によって見出されたこの特性に基づいて、光束１１２の投影位置１１４ａが制御される。すなわち、コーナーに入るときに光束１１２の投影位置１１４ａを移動させ始める舵角θｓのしきい値（第１舵角しきい値θ１）は、コーナーから出るときに光束１１２の投影位置１１４ａを元に戻し始める舵角θｓのしきい値（第２舵角しきい値θ２）よりも小さい。
これにより、ヒトの特性に適合した動作が実施でき、目の位置が移動してもさらに観視し易くできる。

図９（ｃ）及び（ｄ）は、車両７３０が右折する際の光束１１２の投影位置１１４ａの別の例を示している。
図９（ｃ）に表したように、第１舵角しきい値θ１と角度θ１ａとは、互いに同じ値でも良い。この場合は、光束１１２の投影位置１４０ａは、第３移動距離ＬｘＬＲで一度に移動される。
また、図９（ｄ）に表したように、第２舵角しきい角度θ２と角度θ２ａとは、互いに同じ値でも良い。この場合は、光束１１２の投影位置１４０ａは、第３移動距離ＬｘＬＲで一度に移動される。

図１０は、第１の実施形態に係る表示装置の別の動作を例示するグラフ図である。
すなわち、これらの図は、車両７３０が左折する際の光束１１２の投影位置１１４ａを例示している。すなわち、同図（ａ）は、左コーナーに入るときにおける投影位置１１４ａの変化を表しており、同図（ｂ）は、左コーナーから出るときにおける投影位置１１４ａの変化を表している。これらの図において、横軸は、舵角θｓであり、縦軸は、光束１１２の投影位置１１４ａの直進時からの移動距離Ｌｘである。本具体例は、観視者１００の右目１０１Ｒに光束１１２が投影される場合である。

図１０（ａ）に表したように、直進時から左コーナーに入るときにおいては、舵角θｓに関する第３舵角しきい値θ３が設けられる。本具体例では、第３舵角しきい値θ３は−４５度である。なお、第３舵角しきい値θ３の絶対値は、第１舵角しきい値θ１の絶対値と異なっても良い。そして、舵角θｓの絶対値が第３舵角しきい値θ３の絶対値よりも小さいときは、車両７３０は直進していると見なされる。なお、左コーナーに入るときには、舵角θｓが負で、絶対値が増大する。

そして、舵角θｓが負で、舵角θｓの絶対値が第３舵角しきい値θ３の絶対値以上になると、車両７３０は左折すると判定され、光束１１２の投影位置１１４ａは移動される。そして、本具体例では、舵角θｓの絶対値が角度θ３ａである−９０度になると、光束１１２の投影位置１１４ａの移動距離Ｌｘは、第２移動距離ＬｘＲＬとされている。なお、角度θ３ａの絶対値は、第３舵角しきい値θ３の絶対値以上であれば任意であり、角度θ３ａの設定により、舵角θｓの絶対値の変化に対する移動距離Ｌｘの変化率が任意に設定できる。
このようにして、左コーナーに入り、左折が開始される。

図１０（ｂ）に表したように、左コーナーから出るときにおいては、舵角θｓが負であり、操角θｓの絶対値が減少する。すなわち、ハンドル７３１を元の直進状態の角度に戻す。このとき、舵角θｓに関する第４舵角しきい値θ４が設けられる。本具体例では、第４舵角しきい値θ４は−１８０度である。なお、第４舵角しきい値θ４の絶対値は、第２舵角しきい値θ２の絶対値と異なっても良い。

すなわち、舵角θｓが負で舵角θｓの絶対値が減少する際には、舵角θｓの絶対値が第４舵角しきい値θ４よりも大きいときは、光束１１２の投影位置１１４ａの移動距離Ｌｘは、第２移動距離ＬｘＲＬを維持する。そして、舵角θｓが負で舵角θｓの絶対値が減少する際に、舵角θｓの絶対値が第４舵角しきい値θ４以下となった場合に、光束１１２の投影位置１１４ａの移動距離Ｌｘが、第２移動距離ＬｘＲＬから減少される。

そして、本具体例では、舵角θｓが角度θ４ａである−１３５度になると、光束１１２の投影位置１１４ａの移動距離Ｌｘは、零とされている。なお、角度θ４ａの絶対値は、第４舵角しきい値θ４以下であれば任意であり、角度θ４ａの設定により、舵角θｓの変化に対する移動距離Ｌｘの変化率が任意で設定できる。

このように、左折の場合においても、発明者によって見出された上記の特性に基づいて、光束１１２の投影位置１１４ａが制御される。すなわち、コーナーに入るときに光束１１２の投影位置１１４ａを移動させ始める舵角θｓのしきい値（第３舵角しきい値θ３）の絶対値は、コーナーから出るときに光束１１２の投影位置１１４ａを元に戻し始める舵角θｓのしきい値（第４舵角しきい値θ４）の絶対値よりも小さい。

図１０（ｃ）及び（ｄ）は、車両７３０が左折する際の光束１１２の投影位置１１４ａの別の例を示している。
図１０（ｃ）に表したように、第３舵角しきい値θ３と角度θ３ａとは、互いに同じ値でも良い。この場合は、光束１１２の投影位置１４０ａは、第２移動距離ＬｘＲＬで一度に移動される。

また、図１０（ｄ）に表したように、第４舵角しきい値θ４と角度θ４ａとは、互いに同じ値でも良い。この場合は、光束１１２の投影位置１４０ａは、第２移動距離ＬｘＲＬで一度に移動される。

このように、表示装置１０においては、車両７３０の進行方向は、車両７３０のハンドル７３１の舵角θｓに基づいて検出されことができる。
そして、コーナーに入るときには、以下が実施される。すなわち、制御部２５０は、車両７３０が直進するときを基準にした車両７３０のハンドル７３１の舵角θｓの絶対値が、予め定められた第１値（第１舵角しきい値θ１または第３舵角しきい値θ３）の絶対値以上になったときに、光束１１２の投影位置１１４ａを、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置（直進時投影位置１１４ｏ）から移動させる。舵角θｓは、直進するときの車両７３０のハンドル７３１の基準角度（例えば、図５に例示した基準角度７３１ａｏ）に対する角度である。

そして、コーナーから出るときには、以下が実施される。すなわち、制御部２５０は、車両７３０の進行方向が右方向または左方向に変化した後に車両７３０の進行方向が直進方向に戻る際には、舵角θｓの絶対値が、第１値の絶対値よりも大きい絶対値を有する予め定められた第２値（第２舵角しきい値θ２または第４舵角しきい値θ４）以下になったときに、光束１１２の投影位置１１４ａを、移動させた位置から、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置（直進時投影位置１１４ｏ）に向かって戻す。

これにより、ヒトの特性に適合した動作が実施でき、目の位置が移動してもさらに観視し易くできる。

なお、例えば、舵角θｓの絶対値が、第１舵角しきい値θ１以上第２舵角しきい値θ２以下である場合、または、第３舵角しきい値θ３以上第４舵角しきい値θ４以下である場合には、状況によっては、投影位置１４０ａを移動させる動作と、元に戻す動作と、が短い時間内に繰り返される「発振」状態が発生する可能性がある。この「発振」を発生させないために種々の工夫を実施することができる。例えば、舵角θｓの瞬時値を用いて上記の制御を行うのではなく、舵角θｓの一定の時間内における増大または減少の傾向を検出し、その傾向と上記のしきい値とを組み合わせて、上記の投影位置１４０ａの制御を行うことができる。例えば、舵角θｓの絶対値が増大を維持する時間または減少を維持する時間が一定の時間以上である場合に、投影位置１４０ａを移動または元に戻す動作を実施する。また、舵角θｓの絶対値の増大の時間当たりの変化率または減少の時間当たりの変化率が一定の値以上である場合に、投影位置１４０ａを移動または元に戻す動作を実施する。このような制御は、アナログ回路技術、デジタル回路技術、及び、コンピュータソフトウエア技術のいずれか、及び、それらを組み合わせて実施することができる。

図１１は、第１の実施形態に係る別の表示装置の構成を例示する模式図である。
すなわち、同図は、本実施形態に係る別の表示装置１０ａの構成を例示している。同図は、映像形成部１１０及び投影部１２０の構成を例示している。すなわち、同図においては、制御部２５０及び映像データ生成部１３０は省略され、表示装置１０ａにおける制御部２５０及び映像データ生成部１３０の構成は、表示装置１０と同様とすることができる。

図１１に表したように、投影部１２０は、光源１２１と、テーパライトガイド１２２と、光源側レンズ１２３と、第１ミラー１２４ａと、出射側レンズ１２５と、第２ミラー１２５ａと、出射側ミラー１２６と、を含む。

光束１１２となる光の進行方向に沿って、光源１２１と出射側ミラー１２６との間にテーパライトガイド１２２が配置され、テーパライトガイド１２２と出射側ミラー１２６との間に光源側レンズ１２３が配置され、光源側レンズ１２３と出射側ミラー１２６との間に第１ミラー１２４ａが配置され、第１ミラー１２４ａと出射側ミラー１２６との間に出射側レンズ１２５が配置され、出射側レンズ１２５と出射側ミラー１２６との間に第２ミラー１２５ａが配置される。

そして、テーパライトガイド１２２と光源側レンズ１２３との間に、映像形成部１１０（例えばＬＣＤ）が配置されている。

このように、表示装置１０ａにおいては、光束１１２の光路は折りたたまれている。
光源側レンズ１２３には、例えば、平凹状のレンズが用いられる。第１ミラー１２４ａには、例えば凹面ミラーが用いられる。第１ミラー１２４ａは、図３に例示した表示装置１０におけるアパーチャ１２４の機能を有している。

出射側レンズ１２５には、例えば両凹状のレンズが用いられる。第２ミラー１２５ａには、例えば平面ミラーが用いられる。出射側レンズ１２５には、例えば凹面ミラーが用いられる。

また、本具体例では、出射側ミラー１２６が、光束１１２の出射方向を上下方向に変化させる機能を有する。そして、第２ミラー１２５ａが、光束１１２の出射方向を左右方向に変化させる機能を有する。

すなわち、具体例では、制御部２５０は、例えば第２ミラー１２５ａの角度を変化させて、観視者１００の位置における光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる。ただし、表示装置１０ａにおいても、制御部２５０は、第２ミラー１２５ａだけを制御するだけではなく、他の光学素子を制御しても良く、また、例えば投影部１２０や映像投影部１１５自体の角度や位置を変化させても良い。

そして、表示装置１０ａにおいても、表示装置１０と同様の動作を行うことで、例えば右折や左折のときに対応して観視者１００の目の位置が移動しても観視し易いＨＵＤ型の表示装置が提供できる。

なお、本発明の実施形態に係る表示装置１０及び１０ａにおいて、映像形成部１１０としては、ＬＣＤの他に、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、及び、ＭＥＭＳ（Micro-electro-mechanical System）等の各種光スイッチを用いることができる。また、映像形成部１１０には、レーザプロジェクタやＬＥＤプロジェクタなどを用いることもでき、その場合は、レーザビームやＬＥＤからの光により映像を形成する。

また、光源１２１には、ＬＥＤや高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザなど各種のものを用いることができる。

なお、上記の実施形態においては、表示装置１０及び１０ａが、観視者１００の片目１０１に光束１１２を投影する場合の例として説明したが、本実施形態はこれに限らない。本実施形態は、車両７３０を操縦する観視者１００の目の位置が、車両７３０が右折（進行方向が右に変化する）または左折（進行方向が左方向に変化する）する際に、直進しているときから移動するという、図４（ａ）及び（ｂ）に示したヒトの特性に関する実験結果に基づいてなされたものであり、本実施形態に係る投影位置１４０ａの制御は、両目で観視する表示装置にも提供でき、同様の効果を発揮する。ただし、本実施形態の投影領域１４０ａの制御を、光束１１２の投影制御１４０が狭く制御される片目で観視される表示装置に適用すると、特に大きな効果を発揮する。

なお、本実施形態に係る表示装置が搭載される車両７３０（移動体）は、四輪車だけでなく、二輪車でも良い。また、本実施形態に係る表示装置は、鉄道車両やバスなどに搭載されても良い。その場合にも、車両７３０（移動体）の進行方向の変化に合わせて光束１１２の投影位置１１４ａを移動させることで観視し易いＨＵＤ型の表示装置が提供できる。さらに、本実施形態に係る表示装置は、車両だけでなく、航空機や船舶などを含めた任意の移動体に搭載され、同様の動作を行うことで同様の効果が得られる。

また、本実施形態に係る表示装置は、車両や航空機などを模した種々のシミュレータにも用いることができる。この場合にも、制御部２５０は、シミュレータの車両の進行方向が右方向に変化するときに、シミュレータの車両が直進するときの光束１１２の投影位置１１４ａよりも観視者１００の左目１０１Ｌから右目１０１Ｒに向かう方向に光束１１２の投影位置１１４ａを移動させ、シミュレータの車両の進行方向が左方向に変化するときに、直進時の投影位置１１４ａよりも観視者１００の右目１０１Ｒから左目１０１Ｌに向かう方向に光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる。これにより、観視し易いシミュレータ用のＨＵＤ型の表示装置が提供できる。

さらに、本実施形態に係る表示装置は、例えば、片目で見ることで奥行き知覚を増強して呈示する、ゲームなどの娯楽用の表示装置にも応用することが可能である。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施形態は、表示方法である。すなわち、本実施形態に係る表示方法は、映像を含む光束１１２を車両７３０（移動体）のフロントガラス部７１０に反射させて車両７３０に搭乗する観視者１００に向けて投影する表示方法である。
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る表示方法を示すフローチャート図である。
図１２に表したように、本実施形態に係る表示方法では、車両７３０の進行方向が右方向に変化するときに、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置１１４ａよりも観視者１００の左目１０１Ｌから右目１０１Ｒに向かう方向（Ｘ方向の正の方向）に光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる（ステップＳ１０）。

そして、車両７３０の進行方向が左方向に変化するときに、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置１１４ａよりも観視者１００の右目１０１Ｒから左目１０１Ｌに向かう方向（Ｘ方向の負の方向）に光束１１２の投影位置１１４ａを移動させる（ステップＳ２０）。
なお、上記のステップＳ１０とステップＳ２０との順序は任意であり、互いに入れ換えが可能である。

すなわち、車両７３０が右折または左折する際には、直進しているときから観視者１００の目の位置が移動するというヒトの特性に対応させて、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時の投影位置１１４ａから移動させる。これにより、車両７３０が左折または右折する際に、観視者１００の片目１０１の位置が移動しても観視し易くできる。

特に、ステップＳ１０は、車両７３０が直進するときに光束１１２が観視者１００の左目１０１Ｌに投影されるときに実施されることが望ましい。
また、ステップＳ２０は、車両７３０が直進するときに光束１１２が観視者１００の右目１０１Ｒに投影されるときに実施されることが望ましい。

すなわち、車両７３０の進行方向が右方向に変化するときにおいて、車両７３０が直進するときに光束１１２が左目１０１Ｌに投影されているときに、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置１４０ａよりも観視者１００の左目１０１Ｌから右目１０１Ｒに向かう方向に光束１１２の投影位置１４０ａを移動させる。

そして、車両７３０の進行方向が左方向に変化するときにおいて、車両７３０が直進するときに光束１１２が右目１０１Ｒに投影されているときに、車両７３０が直進するときの光束１１２の投影位置１４０ａよりも観視者１００の右目１０１Ｒから左目１０１Ｌに向かう方向に光束１１２の投影位置１４０ａを移動させる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施形態に係る移動体（車両）には、本発明の実施形態に係るいずれかの表示装置が搭載される。
すなわち、例えば図３に表したように、本実施形態に係る車両７３０（移動体）は、本発明の実施形態に係る表示装置１０と、表示装置１０から出射される光束１１２を観視者１００に向けて反射させるフロントガラス部７１０と、を備える。なお、フロントガラス部７１０には、反射部７１１（例えばコンバイナ）が付設されても良く、フロントガラス部７１０は、反射部７１１を含む。

本実施形態に係る車両によれば、車両７３０が右折または左折する際には、直進しているときから観視者１００の目の位置が移動するというヒトの特性に対応させて、光束１１２の投影位置１１４ａを、直進時の投影位置１１４ａから移動させる。これにより、車両７３０が左折または右折する際に、観視者１００の片目１０１の位置が移動しても観視し易くできる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、表示装置及び移動体（車両）を構成する各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した表示装置、表示方法及び移動体を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置、表示方法及び移動体も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

１０、１０ａ…表示装置、 １００…観視者、 １０１…片目、 １０１Ｌ…左目、 １０１Ｒ…右目、 １０５…頭部、 １１０…映像形成部、 １１２…光束、 １１４…投影領域、 １１４ａ…投影位置、 １１４ｏ…直進時投影位置、 １１５…映像投影部、 １２０…投影部、 １２１…光源、 １２２…テーパライトガイド、 １２３…光源側レンズ、 １２４…アパーチャ、 １２４ａ…第１ミラー、 １２５…出射側レンズ、 １２５ａ…第２ミラー、 １２６…出射側ミラー、 １２６ａ…駆動部、 １３０…映像データ生成部、 １８０…表示オブジェクト、 １８１…像、 １８１ａ…像形成位置、 ２５０…制御部、 ２５１…制御信号部、 ２５２…検出部、 ７１０…フロントガラス部、 ７１１…反射部（コンバイナ）、 ７２０…ダッシュボード、 ７３０…車両（移動体）、 ７３１…ハンドル（ステアリング、操舵装置）、 ７３１ａ…軸、 ７３１ａｏ…基準角度、 Ｃｇ…重心、 Ｄｅｘ…目移動距離、 Ｆｇ…荷重、 Ｆｈ…力、 Ｌｘ…移動距離、 ＬｘＬＬ…第４移動距離、 ＬｘＬＲ…第３移動距離、 ＬｘＲＬ…第２移動距離、 ＬｘＲＲ…第１移動距離、 θ１…第１舵角しきい値、 θ１ａ…角度、 θ２…第２舵角しきい値、 θ２ａ…角度、 θ３…第３舵角しきい値、 θ３ａ…角度、 θ４…第４舵角しきい値、 θ４ａ…角度、 θｓ…舵角

Claims (6)

1. 移動体に搭載され、映像を含む光束を前記移動体のフロントガラス部に反射させて前記移動体に搭乗する観視者に向けて投影する表示装置であって、
   前記光束を前記観視者に向けて投影する映像投影部と、
   前記映像投影部を制御して、前記観視者の位置における前記光束の投影位置を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記移動体の進行方向が右方向に変化するときに、前記移動体が直進するときの前記光束の投影位置よりも前記観視者の左目から右目に向かう方向に前記光束の投影位置を移動させ、
   前記移動体の進行方向が左方向に変化するときに、前記移動体が直進するときの前記光束の前記投影位置よりも前記観視者の前記右目から前記左目に向かう方向に前記光束の前記投影位置を移動させることを特徴とする表示装置。
2. 前記制御部は、
   前記移動体の進行方向が右方向に変化するときにおいて、前記移動体が直進するときに前記光束が前記左目に投影されているときに、前記移動体が直進するときの前記光束の投影位置よりも前記観視者の前記左目から前記右目に向かう前記方向に前記光束の前記投影位置を移動させ、
   前記移動体の進行方向が左方向に変化するときにおいて、前記移動体が直進するときに前記光束が前記右目に投影されているときに、前記移動体が直進するときの前記光束の前記投影位置よりも前記観視者の前記右目から前記左目に向かう前記方向に前記光束の前記投影位置を移動させることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記制御部は、前記移動体の操舵装置の舵角、前記移動体に加わる左右方向の加速度、前記観視者の姿勢の変化、及び、前記観視者の重心の位置の変化の少なくともいずれかの検出結果に基づいて前記移動体の前記進行方向を検出する検出部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記制御部は、
   前記移動体が直進するときを基準にした前記移動体の操舵装置の舵角の絶対値が、予め定められた第１値の絶対値以上になったときに、前記光束の前記投影位置を、前記移動体が直進するときの前記光束の前記投影位置から移動させ、
   前記移動体の進行方向が右方向または左方向に変化した後に前記移動体の前記進行方向が直進方向に戻る際には、前記舵角の絶対値が、前記第１値よりも大きい絶対値を有する予め定められた第２値の絶対値以下になったときに、前記光束の前記投影位置を、前記移動させた位置から、前記移動体が直進するときの前記光束の前記投影位置に向かって戻すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
5. 映像を含む光束を移動体のフロントガラス部に反射させて前記移動体に搭乗する観視者に向けて投影する表示方法であって、
   前記移動体の進行方向が右方向に変化するときに、前記移動体が直進するときの前記光束の投影位置よりも前記観視者の左目から右目に向かう方向に前記光束の投影位置を移動させ、
   前記移動体の進行方向が左方向に変化するときに、前記移動体が直進するときの前記光束の前記投影位置よりも前記観視者の前記右目から前記左目に向かう方向に前記光束の前記投影位置を移動させることを特徴とする表示方法。
6. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の表示装置と、
   前記表示装置から出射される前記光束を前記観視者に向けて反射させるフロントガラス部と、
   を備えたことを特徴とする移動体。

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