特許 6094437 ヘッドアップディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6094437

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/01 20060101AFI20170306BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20170306BHJP

   B60R 11/02 20060101ALI20170306BHJP

【ＦＩ】

   G02B27/01

   B60K35/00 A

   B60R11/02 C

【請求項の数】8

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-197089(P2013-197089)

(22)【出願日】2013年9月24日

(65)【公開番号】特開2015-64434(P2015-64434A)

(43)【公開日】2015年4月9日

【審査請求日】2016年3月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100768

【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000992

【氏名又は名称】特許業務法人ネクスト

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 賢二

【審査官】 鈴木 俊光

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２６９４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８００７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１１９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３２９６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０７５３３０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２７／０１ − ２７／０２

Ｂ６０Ｋ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スクリーンと、
光源から出力される光を用いて映像を前記スクリーンに投射する投射レンズを用いたプロジェクタと、
前記スクリーンに投射された前記映像から前記映像の虚像を生成する虚像生成手段と、
前記光源と前記投射レンズとを、前記プロジェクタの光路に対して交差する方向に沿って一体に移動させることによって、前記スクリーンに対して前記映像が投射される範囲を変更する交差方向移動手段と、を有し、
前記虚像生成手段は、前記スクリーンに対して前記映像が投射される範囲に応じた位置に前記虚像を生成することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項2】

前記スクリーンは、前記交差方向移動手段により前記光源及び前記投射レンズを移動可能な範囲において、前記プロジェクタから投射される映像の全域が投射される形状とすることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項3】

前記虚像を視認するユーザの視認方向の道路形状を取得する道路形状取得手段を有し、
前記交差方向移動手段は、前記道路形状取得手段により取得された道路形状に基づいて、前記光源及び前記投射レンズを移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項4】

前記交差方向移動手段は、
前記道路形状取得手段により取得された道路形状に基づいて、前記ユーザの視認方向に上り勾配があると判定された場合に、
前記虚像生成手段により前記虚像が生成される位置が、地表面に対して上方へ移動する方向へと前記光源及び前記投射レンズを移動させることを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項5】

前記交差方向移動手段は、
前記道路形状取得手段により取得された道路形状に基づいて、前記ユーザの視認方向に下り勾配があると判定された場合に、
前記虚像生成手段により前記虚像が生成される位置が、地表面側へ移動する方向へと前記光源及び前記投射レンズを移動させることを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項6】

前記交差方向移動手段は、前記上り勾配又は前記下り勾配の角度が大きい程、前記光源及び前記投射レンズの移動量をより大きくすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項7】

前記交差方向移動手段は、
前記道路形状取得手段により取得された道路形状に基づいて、前記ユーザの視認方向にカーブがあると判定された場合に、
前記虚像生成手段により前記虚像が生成される位置が、前記カーブの旋回方向へ移動する方向へと前記光源及び前記投射レンズを移動させることを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項8】

前記交差方向移動手段は、前記カーブの旋回半径が小さい程、前記光源及び前記投射レンズの移動量をより大きくすることを特徴とする請求項７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】

本発明は、乗員が視認する各種映像を生成するヘッドアップディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、車両等の移動体の乗員に対して経路案内や障害物の警告等の運転情報を提供する情報提供手段として、様々な手段が用いられている。例えば、移動体に設置された液晶ディスプレイによる表示や、スピーカから出力する音声等である。そして、近年、このような情報提供手段の一つとして、ヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤという）がある。

【0003】

ここで、例えば移動体として特に車両に対して設置されたＨＵＤは、特開２００９−１５０９４７に記載されているように、車両の乗員から見て車両のウィンドウ（例えばフロントウインドウ）の前方に、前方視野の前景に重畳して、運転情報（例えば、速度表示、経路案内表示等）を虚像として生成することが可能である。その結果、乗員は運転情報を視認する際に視線移動を極力少なくすることが可能であり、運転時の負担をより少なくすることが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１５０９４７号公報（第５−６頁、図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、車両の乗員の運転時の負担をより少なくする為には、虚像を生成する位置（より具体的には乗員から虚像までの距離）を適切に設定することが重要である。例えば、障害物に対する警告の虚像を生成する為には、その障害物が実際に存在する位置に虚像を生成することが望ましい。また、道路の右左折を案内する虚像を生成する場合には、右左折する地点に虚像を生成することが望ましい。

【0006】

そして、上記特許文献１の技術では、プロジェクタからの映像を投射する対象となるスクリーンの位置を光路に沿って前後に移動可能に構成し、虚像を生成する位置を調整することが開示されている。更に、スクリーンを左右方向に複数のスクリーンに分割し、各スクリーンを異なる位置に移動可能に構成することによって、異なる距離に同時に複数の虚像を生成することについても開示されている。

【0007】

しかしながら、上記特許文献１の技術では、ユーザから虚像までの距離を任意に変更することは可能であるが、スクリーンに対して映像が投射される範囲が固定されているので、地表面と虚像との位置関係を変更することはできなかった。従って、ユーザの視線方向前方において虚像が利用できる範囲が限定される状況においては、スクリーンに投射された映像の内、虚像として利用できる映像の範囲が狭くなる問題があった。例えば図２０に示すようにユーザが乗車する車両１０１の進行方向前方に上り勾配がある場合においてスクリーン全体に映像を投射すると、生成される虚像１０２は下半分が地面内に埋め込まれることとなる。従って、スクリーンに投射した映像の内、ユーザに対する案内として利用できる範囲は、虚像１０２の上半分を生成する範囲に限定され、それ以外の範囲は虚像を生成できるにもかかわらず案内として利用することができない。

【0008】

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、プロジェクタの光源と投射レンズとを光路に対して交差する方向に一体に移動させることによって、ユーザの視線方向前方において虚像が利用できる範囲が限定される状況においても、利用できる虚像の範囲が狭くなることを防止したヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するため本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置（１）は、スクリーン（２０、２１）と、光源（５１）から出力される光を用いて映像をスクリーンに投射する投射レンズ（１６、１７）を用いたプロジェクタ（４）と、スクリーンに投射された映像から映像の虚像を生成する虚像生成手段（１１、１２）と、を有し、ユーザに視認可能な虚像を生成するヘッドアップディスプレイ装置である。また、光源と投射レンズとを、プロジェクタの光路に対して交差する方向に沿って一体に移動させることによって、スクリーンに対して映像が投射される範囲を変更する交差方向移動手段（３１）を有し、スクリーンに対して映像が投射される範囲に応じた位置に虚像を生成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

前記構成を有する本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置によれば、ユーザの視線方向前方において虚像が利用できる範囲が限定される状況においても、利用できる虚像の範囲が狭くなることを防止することが可能となる。従って、スクリーンへ映像を投射する範囲において実質的に虚像を生成する領域として使用できない領域が生じることを可能な限り抑え、スクリーンをより効果的に使用して虚像を生成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係るＨＵＤの車両への設置態様を示した図である。

【図2】本実施形態に係るＨＵＤの内部構成を示した図である。

【図3】プロジェクタが備える第１投射レンズ及び第２投射レンズを示した図である。

【図4】第２投射レンズの移動態様を示した図である。

【図5】第１スクリーンと第２スクリーンをそれぞれ示した図である。

【図6】第１スクリーンと第２スクリーンに対するプロジェクタの映像の投射態様を示した図である。

【図7】第２スクリーンの光路に対する前後方向への移動態様を示した図である。

【図8】第１スクリーンと第２スクリーンに投射された映像によって生成される虚像をそれぞれ示した図である。

【図9】第１スクリーン及び第２スクリーンの光路に対する交差方向への移動態様を示した図である。

【図10】第１スクリーンと第２スクリーンを上下方向に移動させた場合におけるプロジェクタの映像の投射態様を示した図である。

【図11】本実施形態に係るＨＵＤの構成を示したブロック図である。

【図12】本実施形態に係る虚像生成処理プログラムのフローチャートである。

【図13】走行時に車両の乗員から視認できる虚像の一例を示した図である。

【図14】第２スクリーンを移動させた場合の第２スクリーンと第２投射レンズの位置関係を示した図である。

【図15】位置設定テーブルの一例を示した図である。

【図16】車両の進行方向前方に上り勾配がある場合における映像の投射処理の詳細について説明した図である。

【図17】車両の進行方向前方に下り勾配がある場合における映像の投射処理の詳細について説明した図である。

【図18】車両の進行方向前方に右旋回カーブがある場合における映像の投射処理の詳細について説明した図である。

【図19】車両の進行方向前方に左旋回カーブがある場合における映像の投射処理の詳細について説明した図である。

【図20】従来技術の問題点について示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置について具体化した一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0013】

先ず、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤという）１の構成について図１を用いて説明する。図１は本実施形態に係るＨＵＤ１の車両２への設置態様を示した図である。

【0014】

図１に示すようにＨＵＤ１は、車両２のダッシュボード３内部に設置されており、内部にプロジェクタ４やプロジェクタ４からの映像が投射されるスクリーン５を有する。そして、スクリーン５に投射された映像を、後述のようにＨＵＤ１が備えるミラーやフレネルレンズを介し、更に運転席の前方のフロントウィンドウ６に反射させて車両２の乗員７に視認させるように構成されている。尚、スクリーン５に投射される映像としては、車両２に関する情報や乗員７の運転の支援の為に用いられる各種情報がある。例えば障害物（他車両や歩行者）に対する警告、ナビゲーション装置で設定された案内経路や案内経路に基づく案内情報（右左折方向を示す矢印等）、現在車速、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ番組等がある。

【0015】

また、本実施形態のＨＵＤ１では、フロントウィンドウ６を反射して乗員７がスクリーン５に投射された映像を視認した場合に、乗員７にはフロントウィンドウ６の位置ではなく、フロントウィンドウ６の先の遠方の位置にスクリーン５に投射された映像が虚像８として視認されるように構成される。尚、乗員７が視認できる虚像８はスクリーン５に投射された映像であるが、ミラーを介するので上下方向は反転する。また、フレネルレンズを介することによってサイズも変更する。

【0016】

ここで、虚像８を生成する位置、より具体的には乗員７から虚像８までの距離（以下、生成距離という）Ｌについては、ＨＵＤ１が備えるミラーやフレネルレンズの形状や位置、光路に対するスクリーン５の位置等によって適宜設定することが可能である。特に、本実施形態では後述のようにスクリーン５の位置を光路に沿って前後方向に移動可能に構成する。その結果、生成距離Ｌを適宜変更することが可能となる。例えば生成距離Ｌを２．５ｍ〜２０ｍの間で変更することが可能である。

【0017】

次に、図２を用いてＨＵＤ１のより具体的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係るＨＵＤ１の内部構成を示した図である。

【0018】

図２に示すようにＨＵＤ１は、プロジェクタ４と、スクリーン５と、反射ミラー１０と、ミラー１１と、フレネルレンズ１２と、制御回路部１３と、ＣＡＮインターフェース１４とから基本的に構成されている。

【0019】

ここで、プロジェクタ４は光源としてＬＥＤ光源を用いた映像投射装置であり、例えばＤＬＰプロジェクタとする。尚、プロジェクタ４としては液晶プロジェクタやＬＣＯＳプロジェクタを用いても良い。また、プロジェクタ４は映像を投射する為の投射レンズ１５を備えているが、本実施形態では投射レンズ１５は第１投射レンズ１６と第２投射レンズ１７の２つの投射レンズから構成され、それぞれ異なる映像を投射可能に構成する。ここで、図３はプロジェクタ４が備える第１投射レンズ１６及び第２投射レンズ１７を示した図である。

【0020】

図３に示すように第１投射レンズ１６及び第２投射レンズ１７は、一の円形状のレンズを上下方向に分割した分割形状を有する。更に、下方にある第２投射レンズ１７は、光路に沿って前後方向に移動可能に構成されている。一方、第１投射レンズ１６の位置は固定とする。具体的には、第２投射レンズ１７の背面側にあるレンズ駆動モータ１８を駆動させることによって、図４に示すように第２投射レンズ１７を光路に沿って前後方向に移動させることが可能となる。特に、本実施形態では、後述のようにスクリーン５を光路に沿って前後方向に移動させる場合において、第２投射レンズ１７から投射される映像の焦点を移動後のスクリーン５の位置に一致させる為に、第２投射レンズ１７も追従して移動させる構成とする。

【0021】

また、レンズ駆動モータ１８はステッピングモータからなる。そして、ＨＵＤ１は、制御回路部１３から送信されるパルス信号に基づいてレンズ駆動モータ１８を制御し、第２投射レンズ１７の位置を設定位置に対して適切に位置決めすることが可能となる。

【0022】

更に、本実施形態に係るプロジェクタ４は、上記投射レンズ１５と内蔵された光源１９とが一体に、光路に対して交差する方向に沿って移動可能に構成されている。具体的には、図５に示すようにプロジェクタ４に対してアクチュエータや回路基板を含む駆動機構２６が設置されており、駆動機構２６を駆動することによってプロジェクタ４を、投射レンズ１５や光源１９を一体にして光路に対して交差する方向に沿って移動する。特に本実施形態では鉛直方向と水平方向に夫々移動可能に構成されている。その結果、プロジェクタ４はスクリーン５に対して映像を投射する範囲を変更することが可能となる。

【0023】

一方、スクリーン５は、プロジェクタ４から投射された映像が投射される被投射媒体であり、例えばフレネルスクリーンや拡散型スクリーン等が用いられる。また、本実施形態ではスクリーン５は、第１スクリーン２０と第２スクリーン２１の２枚のスクリーンから構成される。ここで、図６は第１スクリーン２０と第２スクリーン２１をそれぞれ示した図である。

【0024】

図６に示すように第１スクリーン２０は、上方に映像が投射される被投射エリア２２を有しており、通常時においては図７に示すようにプロジェクタ４の第１投射レンズ１６から投射された映像が表示される。一方、第２スクリーン２１は、下方に映像が投射される被投射エリア２３を有しており、通常時においては図７に示すようにプロジェクタ４の第２投射レンズ１７から投射された映像が表示される。即ち、第１スクリーン２０と第２スクリーン２１にはプロジェクタ４から映像が跨って投射される。また、前記したように本実施形態ではプロジェクタ４が光路に対して交差する方向に移動可能に構成されており、その結果、第１投射レンズ１６から投射された映像の一部が第２スクリーン２１に投射されたり、第２投射レンズ１７から投射された映像の一部が第１スクリーン２０に投射される場合もある（図１０参照）。また、被投射エリア２２、２３は、プロジェクタ４を移動可能な範囲において、プロジェクタ４から投射される映像の全域が投射されるように設計されている。

【0025】

また、第１スクリーン２０と第２スクリーン２１は、図２及び図７に示すように被投射エリア２２、２３が重ならないように、光路に沿って前後方向に所定間隔で並べて配置される。従って、本実施形態では虚像８は、第１スクリーン２０に投射された映像の虚像（以下、第１虚像８Ａという）と、第２スクリーン２１に投射された映像の虚像（以下、第２虚像８Ｂという）から構成されることとなる。

【0026】

また、第２スクリーン２１は、光路に沿って前後方向に移動可能に構成されている。一方、第１スクリーン２０の位置は前後方向に対して固定とする。具体的には、第２スクリーン２１の背面側にあるスクリーン前後駆動モータ２４を駆動させることによって、図８に示すように第１スクリーン２０と第２スクリーン２１との間の距離を変更し、第２スクリーン２１を光路に沿って前後方向に移動させることが可能となる。その結果、第２スクリーン２１に投射された映像の虚像である第２虚像８Ｂが生成される位置（具体的には乗員７から第２虚像８Ｂまでの距離である生成距離Ｌ２）を変更することが可能である。尚、生成距離Ｌ２は、ミラー１１から第２スクリーン２１までの距離に依存する。即ち、生成距離Ｌ２は、ミラー１１から第２スクリーン２１までの距離に応じて長短を変更される。例えば、ミラー１１から第２スクリーン２１までの距離が長くなると生成距離Ｌ２が長くなり、ミラー１１から第２スクリーン２１までの距離が短くなると生成距離Ｌ２が短くなる。

【0027】

例えば、第２スクリーン２１をプロジェクタ４側（ミラー１１までの距離が長くなる側）に移動させると、生成距離Ｌ２が長くなる（即ち、乗員７からはより遠くに第２虚像８Ｂが視認されるようになる）。一方、第２スクリーン２１をプロジェクタ４と反対側（ミラー１１までの距離が短くなる側）に移動させると、生成距離Ｌ２が短くなる（即ち、乗員７からはより近くに第２虚像８Ｂが視認されるようになる）。尚、第１スクリーン２０の位置は前後方向に対して固定であるので、第１スクリーン２０に投射された映像の虚像である第１虚像８Ａが生成される位置（具体的には乗員７から第１虚像８Ａまでの距離である生成距離Ｌ１）は固定である。従って、生成距離Ｌ２を変更することによって、第１虚像８Ａから第２虚像８Ｂまでの距離（｜Ｌ２−Ｌ１｜）が変更されることとなる。

【0028】

従って、仮に第１スクリーン２０と第２スクリーン２１が光路に沿ってミラー１１から同距離にある場合には、車両２の前方の同位置に第１虚像８Ａと第２虚像８Ｂが生成されることとなるが、第１スクリーン２０と第２スクリーン２１がミラー１１から光路に沿って異なる距離にある場合には、図９に示すように第１虚像８Ａと第２虚像８Ｂとがそれぞれ異なる位置に生成されることとなる。また、図６及び図７に示すように、第１スクリーン２０の被投射エリア２２は、第２スクリーン２１の被投射エリア２３よりも上方に位置するように各スクリーンは配置されるが、ミラー１１によって映像が上下反転されるので、光路に対して交差する方向を基準にして、第２虚像８Ｂが第１虚像８Ａの上方に生成されることとなる。

【0029】

また、前記したように本実施形態ではプロジェクタ４が光路に対して交差する方向に移動可能に構成されている。その結果、図１０に示すように、プロジェクタ４の位置によって、第１スクリーン２０や第２スクリーン２１に対してプロジェクタ４からの映像が投射される範囲（以下、投射範囲という）が変更される。そして、変更された投射範囲に応じて、第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂのサイズや生成位置についても変更されることとなる。尚、詳細については後述する。

【0030】

そして、ＨＵＤ１は、基本的に第１スクリーン２０と第２スクリーン２１とで異なる種類の映像（例えば、第１スクリーン２０には車両の現在車速の映像、第２スクリーン２１には案内情報や警告情報の映像）を投射する。従って、図１０の上図のように投射レンズとスクリーンが１対１の関係にある場合には、投射レンズ毎に投射する映像の種類を変更する。一方で、図１０の下図のように一の投射レンズが複数のスクリーンに対して投射する場合には、一の投射レンズから投射対象となるスクリーン毎に異なる種類の映像を投射する。

【0031】

また、スクリーン前後駆動モータ２４はそれぞれステッピングモータからなる。そして、ＨＵＤ１は、制御回路部１３から送信されるパルス信号に基づいてスクリーン前後駆動モータ２４を制御し、第２スクリーン２１の前後位置を設定位置に対して適切に位置決めすることが可能となる。

【0032】

一方、反射ミラー１０は、図２に示すようにプロジェクタ４から投射された映像を反射して光路を変更し、スクリーン５へと投射する反射板である。

【0033】

また、ミラー１１は、図２に示すようにスクリーン５からの映像光を反射させて、フロントウィンドウ６を介して、乗員７の前方に虚像８（図１参照）を投影する投影手段である。ミラー１１としては、球面凹面鏡や、非球面凹面鏡、若しくは投影映像の歪みを補正するための自由曲面鏡が用いられる。

【0034】

また、フレネルレンズ１２は、図２に示すようにスクリーン５に投射された映像を拡大して虚像８を生成する為の拡大鏡である。そして、本実施形態に係るＨＵＤ１では、スクリーン５に投射された映像を、ミラー１１やフレネルレンズ１２を介し、更にフロントウィンドウ６に反射させて乗員７に視認させることによって、フロントウィンドウ６の先の遠方の位置にスクリーン５に投射された映像が拡大され、虚像８として乗員に視認される（図１参照）。

【0035】

また、制御回路部１３は、ＨＵＤ１の全体の制御を行う電子制御ユニットである。ここで、図１１は本実施形態に係るＨＵＤ１の構成を示したブロック図である。

【0036】

図１１に示すように制御回路部１３は、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ３１、並びにＣＰＵ３１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ３２、制御用のプログラムのほか、後述の虚像生成処理プログラム（図１２参照）等が記録されたＲＯＭ３３、ＲＯＭ３３から読み出したプログラムや後述の位置設定テーブルを記憶するフラッシュメモリ３４等の内部記憶装置を備えている。また、制御回路部１３は、プロジェクタ４、レンズ駆動モータ１８、スクリーン前後駆動モータ２４、駆動機構２６とそれぞれ接続され、プロジェクタ４や各種モータの駆動制御を行う。

【0037】

また、ＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）インターフェース１４は、車両内に設置された各種車載器や車両機器の制御装置間で多重通信を行う車載ネットワーク規格であるＣＡＮに対して、データの入出力を行うインターフェースである。そして、ＨＵＤ１は、ＣＡＮを介して、各種車載器や車両機器の制御装置（例えば、ナビゲーション装置４８、ＡＶ装置４９等）と相互通信可能に接続される。それによって、ＨＵＤ１は、ナビゲーション装置４８やＡＶ装置４９等の出力画面を投影可能に構成する。

【0038】

続いて、前記構成を有するＨＵＤ１においてＣＰＵ３１が実行する虚像生成処理プログラムについて図１２に基づき説明する。図１２は本実施形態に係る虚像生成処理プログラムのフローチャートである。ここで、虚像生成処理プログラムは車両のＡＣＣがＯＮされた後に実行され、車両の乗員であるユーザに視認可能な虚像を生成するとともに、車両の進行方向前方の道路形状に基づいてプロジェクタ４の移動を行うプログラムである。尚、以下の図１２にフローチャートで示されるプログラムは、ＨＵＤ１が備えているＲＡＭ３２やＲＯＭ３３に記憶されており、ＣＰＵ３１により実行される。

【0039】

先ず、虚像生成処理プログラムではステップ（以下、Ｓと略記する）１において、ＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、プロジェクタ４による第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１への映像の投射を開始する。ここで、プロジェクタ４により投射される映像としては、車両２に関する情報や乗員７の運転の支援の為に用いられる各種情報がある。例えば障害物（他車両や歩行者）に対する警告、ナビゲーション装置で設定された案内経路や案内経路に基づく案内情報（右左折方向を示す矢印等）、現在車速、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ番組等がある。

【0040】

特に本実施形態では、第１スクリーン２０に投射する映像は、車両の現在車速の映像とする。また、第２スクリーン２１に投射する映像は、ナビゲーション装置で設定された案内経路に基づく案内情報の映像とする。尚、本実施形態では、図２に示すように第１スクリーン２０の下方に第２スクリーン２１が配置される。従って、ミラー１１によって反射された結果、第２スクリーン２１に投射された映像の虚像である第２虚像８Ｂは、第１スクリーン２０に投射された映像の虚像である第１虚像８Ａの上方に生成されることとなる。

【0041】

従って、図１３に示すように、フロントウィンドウ６の下縁付近で且つフロントウィンドウ６の前方に、第１虚像８Ａとして現在車速を示す数値が生成され、乗員から視認可能となる。また、フロントウィンドウ６の中央付近で且つフロントウィンドウ６の前方に、第２虚像８Ｂとして案内矢印が生成され、乗員から視認可能となる。ここで、第１スクリーン２０は位置が固定であることから第１虚像８Ａが生成される位置（具体的には乗員７から第１虚像８Ａまでの距離である生成距離Ｌ１）も固定であり、乗員７から２．５ｍ前方の位置とする。尚、生成距離Ｌ１は、２．５ｍ以外としても良い。但し、生成距離Ｌ１を長くし過ぎると、第１虚像８Ａが路面に埋め込まれることとなるので、２ｍ〜４ｍ程度であることが好ましい。

【0042】

尚、図１３に示す例では第１虚像８Ａとして現在車速の映像を表示させる構成としているが、それ以外の情報、例えば案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ番組等の車両からの距離を変位させる必要が無い情報の映像についても表示させる構成としても良い。そして、生成距離Ｌ１を適切な距離（例えば２．５ｍ）に固定することによって、路面に埋め込まれるような不自然な虚像が生成されることを防止できる。更に、車両の乗員は第１虚像８Ａを視認する際に視線移動を極力少なくすることが可能であり、運転時の負担をより少なくすることが可能となる。

【0043】

一方、第２虚像８Ｂが生成される位置は、車両から生成距離Ｌ２前方の位置となるが、生成距離Ｌ２はＨＵＤ１の規格によって決定された範囲内で任意に設定及び変更することが可能である。特に、本実施形態では２．５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内で設定、変更可能とする。また、生成距離Ｌ２は第２スクリーン２１に投射する映像（即ち第２虚像８Ｂ）の内容に基づいて適宜設定することが望ましい。

【0044】

例えば、図１３に示すように第２虚像８Ｂとして右左折を示す案内矢印を表示する場合には、乗員７から右左折対象となる交差点６０までの距離をナビゲーション装置から取得した車両位置や地図情報に基づいて算出し、算出した距離を生成距離Ｌ２に設定する。本実施形態に係るＨＵＤ１は、前記したように第２スクリーン２１を光路に沿って前後方向に移動させることによって生成距離Ｌ２を変更することが可能である（図９参照）。従って、ＣＰＵ３１は乗員７から生成距離Ｌ２だけ離れた位置に第２虚像８Ｂが生成されるように第２スクリーン２１の位置を制御する。その結果、第２虚像８Ｂが生成される位置は、乗員７から設定された生成距離Ｌ２前方の位置（図１３に示す例では右折対象となる交差点６０の位置）となる。従って、乗員７が視認する前方の風景と第２虚像８Ｂの位置を対応させることが可能となり、乗員７は、第２虚像８Ｂを視認する際にも視線移動を極力少なくすることが可能である。尚、その後に車両が移動することによって乗員７から右左折対象となる交差点までの距離が変化すれば、それに伴って生成距離Ｌ２も変更するように構成する。また、第２スクリーン２１が移動すると、第２投射レンズ１７から投射された映像の焦点を第２スクリーン２１上に合わせる為に第２投射レンズ１７についても移動する。

【0045】

以下に、図１４を用いて第２スクリーン２１及び第２投射レンズ１７の位置の制御についてより詳細に説明する。ここで、第２スクリーン２１及び第２投射レンズ１７の位置は、図１４に示すようにプロジェクタ４の光源１９の光路５２に沿って移動可能に構成される。そして、ミラー１１から第２スクリーン２１までの距離に生成距離Ｌ２が依存するので、第２スクリーン２１の位置は、ミラー１１から第２スクリーン２１までの距離が設定された生成距離Ｌ２に対応する距離となるように決定される。尚、第２スクリーン２１の位置の決定にはフラッシュメモリ３４に記憶された位置設定テーブルが用いられる。位置設定テーブルは、図１５に示すように生成距離Ｌ２毎に、該生成距離Ｌ２に第２虚像８Ｂを生成する為の第２スクリーン２１の位置が規定されている。

【0046】

一方、第２投射レンズ１７の位置は、第２投射レンズ１７から投射された映像の焦点を第２スクリーン２１上に合わせる位置に決定される。即ち、生成距離Ｌ２を長くする為に第２スクリーン２１が光路に沿ってミラー１１から離間する方向（即ち第２投射レンズ１７に近づく方向）に移動すれば、第２投射レンズ１７は光路に沿ってその逆方向である第２スクリーン２１に近づく方向へと移動することとなる。一方、生成距離Ｌ２を短くする為に第２スクリーン２１が光路に沿ってミラー１１へ近づく方向（即ち第２投射レンズ１７から離間する方向）に移動すれば、第２投射レンズ１７は光路に沿ってその逆方向である第２スクリーン２１から離間する方向へと移動することとなる。即ち、設定された生成距離Ｌ２に基づいて、光路５２における第２スクリーン２１の位置が先ず決定され、決定された第２スクリーン２１の位置に基づいて、光路５２における第２投射レンズ１７の位置が決定されることとなる。また、第２投射レンズ１７と第２スクリーン２１は、光路５２に沿って互いに異なる方向に移動することとなる。尚、位置設定テーブルには、第２スクリーン２１の位置に対応付けて第２投射レンズ１７の位置についても予め規定されており、第２投射レンズ１７の位置の決定には位置設定テーブルが用いられる。

【0047】

その結果、例えば生成距離Ｌ２を長く変更する為に、第２スクリーン２１を第２投射レンズ１７側に移動させた場合であっても、第２スクリーン２１の移動に伴って第２投射レンズ１７も第２スクリーン２１側に移動することにより投射される映像の焦点を第２スクリーン２１上に合わせた状態を維持できる。それによって、第２スクリーン２１を移動させた後においても鮮明な映像を投射することが可能となる。

【0048】

次に、Ｓ２においてＣＰＵ３１は、ＣＡＮインターフェース１４を介してナビゲーション装置４８と通信を行うことにより、ナビゲーション装置４８に記憶された地図情報から車両の進行方向前方の道路形状を取得する。

【0049】

続いて、Ｓ３においてＣＰＵ３１は、車両の現在位置と前記Ｓ２で取得した車両の進行方向前方の道路形状に基づいて、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）に勾配があるか否か判定する。尚、車両の現在位置情報はナビゲーション装置４８等から取得する。

【0050】

そして、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）に勾配があると判定された場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、Ｓ４へと移行する。それに対して、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）に勾配が無いと判定された場合（Ｓ３：ＮＯ）には、Ｓ１２へと移行する。

【0051】

Ｓ４においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ２で取得した車両の進行方向前方の道路形状に基づいて、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にあると判定された勾配の勾配方向（上り又は下り）と勾配角度を取得する。そして、取得された勾配方向と勾配角度に基づいて、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５を一体に光路に交差する方向に移動させる移動方向と移動量を決定する。具体的には、勾配角度が大きい程、移動量を大きくするように決定する。また、移動方向は、上り勾配であれば地表面に対して生成される虚像の位置が上方（地表面から離れる方向）へ移動する方向とし、本実施形態では鉛直下向き方向とする。逆に、下り勾配であれば地表面に対して生成される虚像の位置が下方（地表面に近づく方向）へ移動する方向とし、本実施形態では鉛直上向き方向とする。

【0052】

次に、Ｓ５においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ４で決定された移動方向に同じく決定された移動量だけプロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５を一体に移動させる為に必要な駆動機構２６のアクチュエータの駆動量を決定する。

【0053】

その後、プロジェクタ４による映像の投射は継続した状態で、Ｓ６においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ５で決定された駆動量で駆動機構２６のアクチュエータを駆動させる為の駆動信号を駆動機構２６へと送信する。その結果、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５が一体に光路に交差する前記Ｓ４で決定された移動方向へと移動を開始する。

【0054】

例えば、車両の前方に上り勾配がある場合には、図１６に示すようにプロジェクタ４が光路に対して交差する鉛直下方へ移動し、それに伴ってプロジェクタ４により第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に対して映像を投射する投射範囲６１についても下方へと移動する。尚、図１６では特に第１スクリーン２０と第２スクリーン２１とが同位置にある場合を例に挙げて説明する。そして、投射範囲６１が移動した結果、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に投射された映像に基づいて生成される第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂの生成位置が変更される。具体的には、第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂが生成される位置が地表面に対してそれぞれ上方へ移動する。その結果、第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂの下端部が地面内に埋め込まれることを防止できる。
尚、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に対して投射された映像は、反射ミラー１０によって反射されるので、生成される虚像は第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に対して投射された映像と上下左右がそれぞれ反転した像となる。但し、図１６〜図１９は説明を容易にする為に上記反転を考慮しない図とする。

【0055】

また、車両の前方に下り勾配がある場合には、図１７に示すようにプロジェクタ４が光路に対して交差する鉛直上方へ移動し、それに伴ってプロジェクタ４により第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に対して映像を投射する投射範囲６１についても上方へと移動する。尚、図１７では特に第１スクリーン２０と第２スクリーン２１とが同位置にある場合を例に挙げて説明する。そして、投射範囲６１が移動した結果、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に投射された映像に基づいて生成される第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂの生成位置が変更される。具体的には、第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂが生成される位置が地表面側にそれぞれ移動する。その結果、第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂが地表面から大きく離れることを防止できる。

【0056】

続いて、Ｓ７においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、前記Ｓ６で駆動信号を送信した駆動機構２６から駆動を完了したことを示す信号を受信した場合に、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したと判定する。

【0057】

そして、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したと判定された場合（Ｓ７：ＹＥＳ）には、Ｓ８へと移行する。それに対して、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了していないと判定された場合（Ｓ７：ＮＯ）には、移動が完了するまで待機する。

【0058】

続いて、Ｓ８においてＣＰＵ３１は、車両の現在位置と前記Ｓ２で取得した車両の進行方向前方の道路形状に基づいて、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にある勾配が終了したか否か判定する。

【0059】

そして、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にある勾配が終了したと判定された場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、Ｓ９へと移行する。それに対して、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にある勾配が終了していないと判定された場合（Ｓ８：ＮＯ）には、継続して第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１への映像の投射を行う。

【0060】

Ｓ９においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の位置を、前記Ｓ６及びＳ７の移動を行う前の位置へと戻す為に必要な駆動機構２６のアクチュエータの駆動量を決定する。

【0061】

続いて、プロジェクタ４による映像の投射は継続した状態で、Ｓ１０においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ９で決定された駆動量で駆動機構２６のアクチュエータを駆動させる為の駆動信号を駆動機構２６へと送信する。その結果、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５とが一体に前記Ｓ６及びＳ７と逆方向へと移動を開始する。

【0062】

続いて、Ｓ１１においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、前記Ｓ１０で駆動信号を送信した駆動機構２６から駆動を完了したことを示す信号を受信した場合に、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したと判定する。

【0063】

そして、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したと判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）には、当該虚像生成処理プログラムを終了する。それに対して、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了していないと判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）には、移動が完了するまで待機する。

【0064】

一方、Ｓ１２においてＣＰＵ３１は、車両の現在位置と前記Ｓ２で取得した車両の進行方向前方の道路形状に基づいて、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にカーブがあるか否か判定する。尚、車両の現在位置情報はナビゲーション装置４８等から取得する。

【0065】

そして、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にカーブがあると判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、Ｓ１３へと移行する。それに対して、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にカーブが無いと判定された場合（Ｓ１２：ＮＯ）にはＳ１へと戻り、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に対する映像の投射を継続して行う。

【0066】

Ｓ１３においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ２で取得した車両の進行方向前方の道路形状に基づいて、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にあると判定されたカーブの旋回方向（右方向又は左方向）と旋回半径を取得する。そして、取得された旋回方向と旋回半径に基づいて、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５を一体に光路に交差する方向に移動させる移動方向と移動量を決定する。具体的には、旋回半径が小さい程、移動量を大きくするように決定する。また、移動方向は、虚像が生成される位置が、カーブの旋回方向へ移動する方向とする。即ち、右旋回であれば地表面に沿って生成される虚像の位置が右方へ移動する方向であり、本実施形態では水平右方向（光路の進行方向に対して右方向）とする。逆に、左旋回であれば地表面に沿って生成される虚像の位置が左方へ移動する方向であり、本実施形態では水平左方向（光路の進行方向に対して左方向）とする。

【0067】

次に、Ｓ１４においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１３で決定された移動方向に同じく決定された移動量だけプロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５を一体に移動させる為に必要な駆動機構２６のアクチュエータの駆動量を決定する。

【0068】

その後、プロジェクタ４による映像の投射は継続した状態で、Ｓ１５においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１４で決定された駆動量で駆動機構２６のアクチュエータを駆動させる為の駆動信号を駆動機構２６へと送信する。その結果、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５が一体に光路に交差する前記Ｓ１３で決定された移動方向へと移動を開始する。

【0069】

例えば、車両の前方に右旋回のカーブがある場合には、図１８に示すようにプロジェクタ４が光路に対して交差する水平右方（光路の進行方向に対して右方向）へ移動し、それに伴ってプロジェクタ４により第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に対して映像を投射する投射範囲６１についても右方へと移動する。尚、図１８では特に第１スクリーン２０と第２スクリーン２１とが同位置にある場合を例に挙げて説明する。そして、投射範囲６１が移動した結果、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に投射された映像に基づいて生成される第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂの生成位置が変更される。具体的には、第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂが生成される位置が地表面に沿ってそれぞれ右方へ移動する。その結果、第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂが壁や建物等の障害物に埋め込まれることなく、旋回する車両の進行方向に生成することが可能となる。

【0070】

また、車両の前方に右旋回のカーブがある場合には、図１９に示すようにプロジェクタ４が光路に対して交差する水平左方（光路の進行方向に対して左方向）へ移動し、それに伴ってプロジェクタ４により第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に対して映像を投射する投射範囲６１についても左方へと移動する。尚、図１９では特に第１スクリーン２０と第２スクリーン２１とが同位置にある場合を例に挙げて説明する。そして、投射範囲６１が移動した結果、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に投射された映像に基づいて生成される第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂの生成位置が変更される。具体的には、第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂが生成される位置が地表面に沿ってそれぞれ左方へ移動する。その結果、第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂが壁や建物等の障害物に埋め込まれることなく、旋回する車両の進行方向に生成することが可能となる。

【0071】

続いて、Ｓ１６においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、前記Ｓ６で駆動信号を送信した駆動機構２６から駆動を完了したことを示す信号を受信した場合に、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したと判定する。

【0072】

そして、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したと判定された場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）には、Ｓ１７へと移行する。それに対して、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了していないと判定された場合（Ｓ１６：ＮＯ）には、移動が完了するまで待機する。

【0073】

続いて、Ｓ１７においてＣＰＵ３１は、車両の現在位置と前記Ｓ２で取得した車両の進行方向前方の道路形状に基づいて、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にあるカーブが終了したか否か判定する。

【0074】

そして、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にあるカーブが終了したと判定された場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）には、Ｓ１８へと移行する。それに対して、車両の進行方向前方（即ち乗員７の視線方向）にあるカーブが終了していないと判定された場合（Ｓ１７：ＮＯ）には、継続して第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１への映像の投射を行う。

【0075】

Ｓ１８においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の位置を、前記Ｓ１５及びＳ１６の移動を行う前の位置へと戻す為に必要な駆動機構２６のアクチュエータの駆動量を決定する。

【0076】

続いて、プロジェクタ４による映像の投射は継続した状態で、Ｓ１９においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１８で決定された駆動量で駆動機構２６のアクチュエータを駆動させる為の駆動信号を駆動機構２６へと送信する。その結果、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５とが一体に前記Ｓ１５及びＳ１６と逆方向へと移動を開始する。

【0077】

続いて、Ｓ２０においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、前記Ｓ１９で駆動信号を送信した駆動機構２６から駆動を完了したことを示す信号を受信した場合に、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したと判定する。

【0078】

そして、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了したと判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、当該虚像生成処理プログラムを終了する。それに対して、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５の移動が完了していないと判定された場合（Ｓ２０：ＮＯ）には、移動が完了するまで待機する。

【0079】

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るＨＵＤ１によれば、プロジェクタ４を介して夫々映像を第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に投射し、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に投射された映像を車両２のフロントウィンドウ６に反射させて車両の乗員７に視認させることによって、車両の乗員７が視認する映像の虚像を生成する。また、駆動機構２６を駆動させることによって、プロジェクタ４の光源１９と投射レンズ１５とを、光路に対して交差する方向に沿って一体に移動させ、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に対して映像が投射される範囲を変更し（Ｓ６、Ｓ１５）、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１に対して映像が投射される範囲に応じた位置に虚像を生成するので、ユーザの視線方向前方において虚像が利用できる範囲が限定される状況においても、利用できる虚像の範囲が狭くなることを防止することが可能となる。従って、スクリーンへ映像を投射する範囲において実質的に虚像を生成する領域として使用できない領域が生じることを可能な限り抑え、スクリーンをより効果的に使用して虚像を生成することが可能となる。

【0080】

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、本実施形態ではＨＵＤ１によって車両２のフロントウィンドウ６の前方に虚像を生成する構成としているが、フロントウィンドウ６以外のウィンドウの前方に虚像を生成する構成としても良い。また、ＨＵＤ１により映像を反射させる対象はフロントウィンドウ６自身ではなくフロントウィンドウ６の周辺に設置されたバイザー（コンバイナー）であっても良い。また、プロジェクタ４としてはＬＥＤを光源とするプロジェクタ以外のプロジェクタを用いても良い。

【0081】

また、本実施形態では車両２に対してＨＵＤ１を設置する構成としているが、車両２以外の移動体に設置する構成としても良い。例えば、船舶や航空機等に対して設置することも可能である。また、アミューズメント施設に設置されるライド型アトラクションに設置しても良い。その場合には、ライドの周囲に虚像を生成し、ライドの乗員に対して虚像を視認させることが可能となる。

【0082】

また、本実施形態では、プロジェクタ４の装置全体を移動させることによって、光源１９と投射レンズ１５とを一体に移動させる構成としているが、プロジェクタ４の装置全体は移動させずに、光源１９と投射レンズ１５のみを一体に移動させる構成としても良い。

【0083】

また、本実施形態では、光源１９と投射レンズ１５を移動させる方向を光路と交差する方向であって水平方向又は鉛直方向としているが、斜め方向に移動させる構成としても良い。

【0084】

また、本実施形態では、第２スクリーン２１のみを光路に沿って前後方向に移動可能に構成しているが、第１スクリーン２０についても移動可能に構成しても良い。同様に、第１投射レンズ１６についても移動可能に構成しても良い。その場合には、第１虚像８Ａの生成距離Ｌ１について変更可能となる。また、第２スクリーン２１のみを光路に沿って前後方向に移動可能に構成し、第２投射レンズ１７については位置を固定する構成としても良い。

【0085】

また、本実施形態では、スクリーンを第１スクリーン２０と第２スクリーン２１の２枚のスクリーンから構成し、プロジェクタ４のレンズを第１投射レンズ１６と第２投射レンズ１７の２つのレンズから構成しているが、スクリーンとレンズの数は１対又は３対以上としても良い。また、プロジェクタ４のレンズは一のみとし、スクリーンのみ複数枚から構成されるようにしても良い。尚、一のスクリーンのみから構成する場合は、虚像の生成位置を分割できないので、複数のスクリーンにより構成した場合よりも本願発明を適用するメリットがより大きくなる。また、一のスクリーンのみから構成され、且つ該スクリーンの位置が固定される場合には、ユーザから虚像までの距離が固定されることとなるので、特にメリットが大きい。

【0086】

また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置を具体化した実施例について上記に説明したが、ヘッドアップディスプレイ装置は以下の構成を有することも可能であり、その場合には以下の効果を奏する。

【0087】

例えば、第１の構成は以下のとおりである。
スクリーンは、交差方向移動手段により光源及び投射レンズを移動可能な範囲において、プロジェクタから投射される映像の全域が投射される形状とすることを特徴とする。
上記構成を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、光源と投射レンズとを移動させた場合であっても、移動後の投射レンズから投射された全ての映像をスクリーン上に表示することが可能であり、投射された全ての映像に基づいて適切に虚像を生成することが可能となる。

【0088】

また、第２の構成は以下のとおりである。
虚像を視認するユーザの視認方向の道路形状を取得する道路形状取得手段を有し、交差方向移動手段は、道路形状取得手段により取得された道路形状に基づいて、光源及び投射レンズを移動させることを特徴とする。
上記構成を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、ユーザの視認方向に勾配やカーブ等の特殊な道路形状が形成されている場合であっても、該道路形状に応じて虚像が生成される位置を適切に変更することによって、生成された虚像を用いた適切な案内を行うことが可能となる。

【0089】

また、第３の構成は以下のとおりである。
交差方向移動手段は、道路形状取得手段により取得された道路形状に基づいて、ユーザの視認方向に上り勾配があると判定された場合に、虚像生成手段により虚像が生成される位置が、地表面に対して上方へ移動する方向へと光源及び投射レンズを移動させることを特徴とする。
上記構成を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、ユーザの視認方向に上り勾配がある場合であっても、虚像が生成される位置を地表面から離れる方向へと変更することによって、生成された虚像の一部が地面内に埋め込まれることを防止できる。

【0090】

また、第４の構成は以下のとおりである。
交差方向移動手段は、道路形状取得手段により取得された道路形状に基づいて、ユーザの視認方向に下り勾配があると判定された場合に、虚像生成手段により虚像が生成される位置が、地表面に対して下方へ移動する方向へと光源及び投射レンズを移動させることを特徴とする。
上記構成を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、ユーザの視認方向に下り勾配がある場合であっても、虚像が生成される位置を地表面側へと変更することによって、虚像を地表面から大きく離れることのない適切な位置に生成することが可能となる。

【0091】

また、第５の構成は以下のとおりである。
交差方向移動手段は、上り勾配又は下り勾配の角度が大きい程、光源及び投射レンズの移動量をより大きくすることを特徴とする。
上記構成を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、上り勾配や下り勾配の角度に応じて虚像が生成される位置を変更することが可能となる。従って、生成された虚像の一部が地面内に埋め込まれることを防止できるとともに、虚像の位置を必要以上に上方へ位置させることがなく、ユーザに視認し易い位置に虚像を生成することが可能となる。

【0092】

また、第６の構成は以下のとおりである。
交差方向移動手段は、道路形状取得手段により取得された道路形状に基づいて、ユーザの視認方向にカーブがあると判定された場合に、虚像生成手段により虚像が生成される位置が、カーブの旋回方向へ移動する方向へと光源及び投射レンズを移動させることを特徴とする。
上記構成を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、ユーザの視認方向にカーブがある場合であっても、虚像が生成される位置をカーブの旋回方向へと変更することによって、生成された虚像の一部が壁や建物等に埋め込まれることなく、且つユーザの進行方向に表示させることが可能となる。

【0093】

また、第７の構成は以下のとおりである。
交差方向移動手段は、カーブの旋回半径が小さい程、光源及び投射レンズの移動量をより大きくすることを特徴とする。
上記構成を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、カーブの旋回半径に応じて虚像が生成される位置を変更することが可能となる。従って、生成された虚像の一部が壁や建物等に埋め込まれることを防止できるとともに、虚像の位置を必要以上に旋回方向へ位置させることがなく、ユーザに視認し易い位置に虚像を生成することが可能となる。

【符号の説明】

【0094】

１ ヘッドアップディスプレイ装置
２ 車両
３ ダッシュボード
４ プロジェクタ
５ スクリーン
６ フロントウィンドウ
７ 乗員
８ 虚像
１６ 第１投射レンズ
１７ 第２投射レンズ
１８ レンズ駆動モータ
１９ 光源
２０ 第１スクリーン
２１ 第２スクリーン
２４ スクリーン前後駆動モータ
２６ 駆動機構
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＡＭ
３３ ＲＯＭ
３４ フラッシュメモリ
５２ 光路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】