特許 6287406 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】6287406

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7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】

   B60K 35/00 20060101AFI20180226BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20180226BHJP

   H04N 5/58 20060101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   B60K35/00 A

   G02B27/01

   H04N5/58

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-55950(P2014-55950)

(22)【出願日】2014年3月19日

(65)【公開番号】特開2015-178297(P2015-178297A)

(43)【公開日】2015年10月8日

【審査請求日】2016年10月18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】 石川 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１１１１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７１４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０３２１５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−１３８８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４１４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６５３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９３４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７８３０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ３５／００−３７／０６

Ｇ０１Ｃ ２１／００−２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００−２５／００

Ｇ０２Ｂ ２７／００−２７／６４

Ｇ０２Ｆ １／１３３

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｇ ３／３６

(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に基づいて生成される映像を前記スクリーンに投射するプロジェクタと、
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、
前記光源の輝度を調整する光源調整手段と、
前記映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を調整するＲＧＢ調整手段と、
前記虚像が生成される位置の周辺環境を取得する環境取得手段と、を有し、
前記光源調整手段及び前記ＲＧＢ調整手段は、前記環境取得手段により取得された周辺環境に基づいて、前記光源の輝度及び前記各要素の明度の調整を行い、
前記環境取得手段は、前記周辺環境として前記虚像を視認するユーザ側から前記虚像が生成される位置を撮像した撮像画像について、該撮像画像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を取得し、
前記ＲＧＢ調整手段は、
前記環境取得手段により取得された各要素の明度に基づいて、前記撮像画像において最も明度が高い要素を特定し、
前記映像を構成する各ピクセルを表現する各要素の内、前記特定された要素以外の２色の要素についてより明度を高くなるように調整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】

スクリーンと、
光源から出力される光に基づいて生成される映像を前記スクリーンに投射するプロジェクタと、
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、
前記光源の輝度を調整する光源調整手段と、
前記映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を調整するＲＧＢ調整手段と、
前記虚像が生成される位置の周辺環境を取得する環境取得手段と、を有し、
前記光源調整手段及び前記ＲＧＢ調整手段は、前記環境取得手段により取得された周辺環境に基づいて、前記光源の輝度及び前記各要素の明度の調整を行い、
前記環境取得手段は、前記周辺環境として前記虚像を視認するユーザ側から前記虚像が生成される位置を撮像した撮像画像の輝度を取得し、
前記ＲＧＢ調整手段は、
前記環境取得手段により取得された前記撮像画像の輝度が閾値以上の場合に、前記映像を構成する各ピクセルを表現する各要素の明度を２値化処理することによって前記映像を白又は黒のピクセルで構成するように調整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3】

前記環境取得手段は、前記撮像画像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を取得し、
前記ＲＧＢ調整手段は、
前記環境取得手段により取得された前記撮像画像の輝度が閾値未満の場合に、前記環境取得手段により取得された各要素の明度に基づいて、前記撮像画像において最も明度が高い要素を特定し、
前記映像を構成する各ピクセルを表現する各要素の内、前記特定された要素以外の２色の要素についてより明度を高くなるように調整することを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項4】

前記環境取得手段は、前記周辺環境として照度を取得し、
前記光源調整手段は、前記環境取得手段により取得された照度が高い程、前記光源の輝度が高くなるように調整することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項5】

前記光源調整手段は、
前記光源の輝度が上限値に到達するまでは、前記環境取得手段により取得された照度が高い程、前記光源の輝度が高くなるように調整し、
前記環境取得手段により取得された照度が、前記光源の輝度が上限値に到達する照度である基準照度以上の場合には、前記光源の輝度が上限値となるように調整し、
前記ＲＧＢ調整手段は、
前記環境取得手段により取得された照度が前記基準照度未満である場合には、各要素の明度を調整せず、
前記環境取得手段により取得された照度が前記基準照度以上である場合に、前記環境取得手段により取得された周辺環境に基づいて各要素の明度を調整することを特徴とする請求項４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、ユーザ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２０１１−９３４１３号公報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虚像を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２０１１−９３４１３号公報（第３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、経路案内や障害物の警告等の虚像を生成する際において、その案内や警告の内容を確実にユーザに把握させる為には、その虚像がユーザから明確に視認できることが重要である。しかしながら、虚像の生成される前方視野が特に明るい場合には、生成された虚像がユーザから見え難くなる問題があった。

【0006】

そこで、上記特許文献１では、車両の周囲の明るさをセンサにより検出し、検出された周囲の明るさに応じてユーザから虚像が視認し易いようにプロジェクタの光源の輝度を調整する技術について提案されている。しかしながら、上記特許文献１の技術では光源の輝度の調整のみによって虚像の表示補正を行うので、光源の輝度の調整範囲内でのみしか補正ができなかった。例えば、周囲が明るい場合には、それに伴って光源の輝度も上げる必要があるが、光源の輝度が上限値に達した後はそれ以上の補正ができない。

【0007】

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、光源の輝度に加えて映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度についても調整することによって、より広い範囲で虚像の表示補正を行うことが可能となり、周辺環境に関わらずユーザに明確に虚像を視認させることを可能に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】

【0008】

前記目的を達成するため本発明に係る第１のヘッドアップディスプレイ装置（１）は、スクリーン（５）と、光源（１９）から出力される光に基づいて生成される映像を前記スクリーンに投射するプロジェクタ（４）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（１１、１２）と、前記光源の輝度を調整する光源調整手段（３１）と、前記映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を調整するＲＧＢ調整手段（３１）と、前記虚像が生成される位置の周辺環境を取得する環境取得手段（３１）と、を有し、前記光源調整手段及び前記ＲＧＢ調整手段は、前記環境取得手段により取得された周辺環境に基づいて、前記光源の輝度及び前記各要素の明度の調整を行い、前記環境取得手段は、前記周辺環境として前記虚像を視認するユーザ側から前記虚像が生成される位置を撮像した撮像画像について、該撮像画像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を取得し、前記ＲＧＢ調整手段は、前記環境取得手段により取得された各要素の明度に基づいて、前記撮像画像において最も明度が高い要素を特定し、前記映像を構成する各ピクセルを表現する各要素の内、前記特定された要素以外の２色の要素についてより明度を高くなるように調整することを特徴とする。
また、本発明に係る第２のヘッドアップディスプレイ装置（１）は、スクリーン（５）と、光源（１９）から出力される光に基づいて生成される映像を前記スクリーンに投射するプロジェクタ（４）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（１１、１２）と、前記光源の輝度を調整する光源調整手段（３１）と、前記映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を調整するＲＧＢ調整手段（３１）と、前記虚像が生成される位置の周辺環境を取得する環境取得手段（３１）と、を有し、前記光源調整手段及び前記ＲＧＢ調整手段は、前記環境取得手段により取得された周辺環境に基づいて、前記光源の輝度及び前記各要素の明度の調整を行い、前記環境取得手段は、前記周辺環境として前記虚像を視認するユーザ側から前記虚像が生成される位置を撮像した撮像画像の輝度を取得し、前記ＲＧＢ調整手段は、前記環境取得手段により取得された前記撮像画像の輝度が閾値以上の場合に、前記映像を構成する各ピクセルを表現する各要素の明度を２値化処理することによって前記映像を白又は黒のピクセルで構成するように調整することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

前記構成を有する本発明に係る第１及び第２のヘッドアップディスプレイ装置によれば、虚像が生成される位置の周辺環境に基づいて、光源の輝度に加えて映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度についても調整するので、従来に比べてより広い範囲で虚像の表示補正を行うことが可能となる。その結果、周辺環境に関わらずユーザに明確に虚像を視認させることが可能となる。特に虚像が生成される位置が太陽の強い照り返し等によって極めて明るい状態にあっても、生成された虚像をユーザに適切に視認させることが可能となる。
また、第１のヘッドアップディスプレイ装置によれば、虚像が生成される位置周辺の照度が特に高い場合でも、映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を調整することによって、ユーザが重畳する背景から虚像を識別し易くなるように虚像の表示色を補正することが可能となる。その結果、ユーザに生成された虚像を明確に視認させることが可能となる。
また、第２のヘッドアップディスプレイ装置によれば、虚像が生成される位置周辺の照度が特に高い場合でも、ユーザが重畳する背景から虚像を識別し易い色成分で虚像を表示することができ、ユーザに生成された虚像を明確に視認させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【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】プロジェクタの構成を示した図である。

【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】本実施形態に係る表示補正処理プログラムのフローチャートである。

【図13】本実施形態に係る表示補正処理プログラムのフローチャートである。

【図14】虚像が生成される位置周辺の照度とプロジェクタの光源の輝度との対応関係を示した図である。

【図15】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16】虚像が生成される位置が極めて明るい状態にある場合に、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。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

また、車両２のフロントバンパの上方にはフロントカメラ９が設置される。ここで、フロントカメラ９は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたカメラにより構成され、光軸方向を乗員７の視線方向に向けて設置される。そして、乗員７側から虚像８が生成される位置を撮像する。より具体的にはＨＵＤ１によって虚像が生成可能な範囲を撮像するように光軸と撮像範囲が設計される。尚、ＨＵＤ１は、後述のようにフロントカメラ９により撮像した撮像画像に基づいて虚像が生成される位置の周辺環境を特定し、乗員７が虚像８を視認し易いように虚像８の表示補正を行う。

【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光源やランプ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。

【0020】

図３はプロジェクタ４の構成を示した図である。図３に示すようにプロジェクタ４は、内部に光源１９を備えており、例えば単板式のＤＬＰプロジェクタでは光源１９から出力される光を不図示のカラーホイールに通過させた後にデジタルミラーデバイスで反射させ、投射レンズ１５を通してスクリーン５へと映像を投射する。また、本実施形態に係るプロジェクタ４は、光源１９の輝度を予め設定された範囲内で調整可能に構成されている。更に、投射する映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度についても調整可能に構成されている。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

また、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、例えばすりガラス等の拡散板やマイクロレンズアレイ等からなる透過型スクリーンが用いられる。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５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。

【0025】

図５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６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６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、プロジェクタ４による映像の投射範囲は第１スクリーン２０と第２スクリーン２１に跨って設定される。また、後述のように本実施形態では第１スクリーン２０と第２スクリーン２１は一体に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）。

【0026】

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６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。

【0027】

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７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。

【0028】

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。即ち、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。

【0029】

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８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５及び図６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。

【0030】

また、本実施形態では第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１を、光路に交差する方向に一体に移動可能に構成されている。具体的には、第１スクリーン２０の側面にあるスクリーン上下駆動モータ２５を駆動させることによって、図９に示すように第１スクリーン２０と第２スクリーン２１とスクリーン前後駆動モータ２４とを一体に光路に交差する方向（より具体的には第１スクリーン２０と第２スクリーン２１の並び方向である鉛直方向）に移動させることが可能となる。その結果、図１０に示すように、第１スクリーン２０と第２スクリーン２１を対象としてプロジェクタ４からの映像を投射する第１投射態様と、第１スクリーン２０のみを対象としてプロジェクタ４からの映像を投射する第２投射態様との間で、スクリーン５への画像の投射態様を切り換えることが可能となる。

【0031】

そして、ＨＵＤ１は、投射態様が第１投射態様にある場合には、基本的に第１投射レンズ１６と第２投射レンズ１７とで異なる種類の映像（例えば、第１投射レンズ１６では車両の現在車速の映像、第２投射レンズ１７では案内情報や警告情報の映像）をそれぞれ各スクリーンに投射する。一方、投射態様が第２投射態様にある場合には、基本的に第１投射レンズ１６と第２投射レンズ１７とでそれぞれ投射された映像を組み合わせた一の映像（例えば、第１投射レンズ１６ではテレビ画面の下半分の映像、第２投射レンズ１７ではテレビ画面の上半分の映像）を第１スクリーン２０に投射する。それによって、第２投射態様では、分割線の無いより大きいサイズの映像を虚像として生成することが可能となる。尚、第２投射態様であっても第１投射レンズ１６と第２投射レンズ１７とで異なる種類の映像を投射する構成とすることも可能である。

【0032】

また、スクリーン前後駆動モータ２４及びスクリーン上下駆動モータ２５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。また、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上下駆動モータ２５を制御し、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１の上下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。

【0033】

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。

【0034】

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、フロントウィンドウ６を介してスクリーン５の映像を乗員７に視認させることにより、乗員７の前方に虚像８（図１参照）を生成する虚像生成手段である。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。尚、第１スクリーン２０や第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やミラー１１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や第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。

【0035】

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）。

【0036】

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。

【0037】

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、後述の表示補正処理プログラム（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輝度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、スクリーン上下駆動モータ２５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。

【0038】

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。

【0039】

また、ＨＵＤ１には、前述のフロントカメラ９に加えて照度センサ５０についても接続されている。ここで、照度センサ５０は車両の外壁に設置され、車両の周辺（即ち虚像が生成される位置）の照度を検出するセンサである。そして、ＨＵＤ１は、後述のように照度センサ５０の検出結果に基づいて虚像が生成される位置の周辺環境を特定し、乗員７が虚像８を視認し易いように虚像８の表示補正を行う。

【0040】

続いて、前記構成を有するＨＵＤ１においてＣＰＵ３１が実行する表示補正処理プログラムについて図１２及び図１３に基づき説明する。図１２及び図１３は本実施形態に係る表示補正処理プログラムのフローチャートである。ここで、表示補正処理プログラムは車両のＡＣＣがオンされた後に実行され、乗員７から視認対象となる虚像８を生成するとともに、乗員７が虚像を視認し易いように虚像８の表示補正を行うプログラムである。以下の図１２及び図１３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。尚、以下の説明では、スクリーン５への画像の投射態様は常に第１投射態様（図１０）にあるとして説明する。

【0041】

先ず、表示補正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、ＨＵＤ１により虚像を表示する条件を満たしたか否か判定する。ここで、ＨＵＤ１により生成される虚像としては、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。従って、前記Ｓ１では、上記いずれかの虚像を表示する条件を満たしたか否かが判定される。例えば、案内交差点から所定距離（例えば３００ｍ）以内に車両が接近した場合には、案内情報に関する虚像を表示する条件を満たしたと判定され、車両の前方に障害物（歩行者や他車両）が接近した場合には、障害物に対する警告に関する虚像を表示する条件を満たしたと判定される。

【0042】

そして、虚像を表示する条件を満たしたと判定された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）には、Ｓ２へと移行する。それに対して、虚像を表示する条件を満たしていないと判定された場合（Ｓ１：ＮＯ）には、ＨＵＤ１による虚像の生成を行うことなく当該表示補正処理プログラムを終了する。

【0043】

次に、Ｓ２においてＣＰＵ３１は、車両に設置された照度センサ５０の検出結果から虚像が生成される位置周辺の照度を取得する。尚、照度の検出は照度センサ５０以外の手段を用いても良い。例えば、フロントカメラ９により撮像された画像から検出する構成としても良い。

【0044】

続いて、Ｓ３においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ２で取得された虚像が生成される位置周辺の照度が、所定の基準照度未満であるか否か判定する。ここで、後述のようにＣＰＵ３１はプロジェクタ４の光源１９の輝度が上限値に到達するまでは、前記Ｓ２で取得された照度が高い程、プロジェクタ４の光源１９の輝度が高くなるように調整する（Ｓ４、Ｓ５）。そして、前記Ｓ３で判定基準となる基準照度は、プロジェクタ４の光源１９の輝度が上限値に到達する照度とする（図１４参照）。

【0045】

そして、前記Ｓ２で取得された虚像が生成される位置周辺の照度が、所定の基準照度未満で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、前記Ｓ２で取得された虚像が生成される位置周辺の照度が、所定の基準照度以上であると判定された場合（Ｓ３：ＮＯ）には、Ｓ８へと移行する。

【0046】

Ｓ４においてＣＰＵ３１は、フラッシュメモリ３４から輝度設定テーブルを読み出し、前記Ｓ２で取得された照度に対応するプロジェクタ４の光源１９の輝度を特定する。ここで、輝度設定テーブルは、虚像が生成される位置周辺の照度とプロジェクタ４の光源１９の輝度との対応関係が規定されたテーブルであり、虚像が生成される位置周辺の照度に対して、車両の乗員から生成された虚像が最も見易くなる輝度が規定される。具体的には、図１４に示すように虚像が生成される位置周辺の照度が高い程、プロジェクタ４の光源１９の輝度が高くなるように規定する。尚、虚像が生成される位置周辺の照度が基準照度以上の場合には、後述のようにプロジェクタ４の光源１９の輝度は上限値が設定されることとなる（Ｓ８）。また、図１４に示す例では、虚像が生成される位置周辺の照度とプロジェクタ４の光源１９の輝度とは直線状の正比例の対応関係となっているが、指数曲線を描く対応関係としても良い。

【0047】

その後、Ｓ５においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、前記Ｓ４で特定された輝度にプロジェクタ４の光源１９の輝度を設定する。その結果、虚像が生成される位置周辺の照度が高い場合でも、照度に応じた輝度で虚像を表示することが可能であり、乗員に生成された虚像を明確に視認させることが可能となる。

【0048】

続いて、Ｓ６においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、前記Ｓ４で設定された光源１９の輝度で、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。例えば、案内交差点等の走行案内を行う必要がある地点が接近した状況では走行案内情報（案内交差点の右左折を示す矢印や車線変更を示す矢印等）に関する映像を投射する。また、割り込み車両等の障害物が車両の前方に新たに出現した状況では障害物への警告情報（障害物を囲む枠等）に関する映像を投射する。また、本実施形態に係るＨＵＤ１では、前述したように第２スクリーン２１の位置を光路に沿って移動させることによって、第２スクリーン２１に基づいて生成される第２虚像８Ｂの位置（具体的には車両の乗員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。

【0049】

例えば、図１５に示すように右左折対象となる交差点６０が接近し、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ついて説明する。先ず、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７参照）。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１５に示す例では左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。また、図１５に示すように交差点が複数ある場合でも右左折対象となる交差点を容易に識別することが可能となる。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。

【0050】

その後、Ｓ７においてＣＰＵ３１は、虚像の表示を終了する条件を満たしたか否か判定する。尚、虚像の表示を終了する条件は、表示対象となる虚像の種類によって異なる。例えば、案内交差点の案内情報（右左折方向を示す矢印等）を示す虚像については、車両が案内交差点を通過すると虚像の表示を終了する条件を満たしたと判定される。また、障害物に対する警告を示す虚像については、虚像を表示してから所定時間経過した場合、又は該当する障害物が車両から離れた場合に虚像の表示を終了する条件を満たしたと判定する。

【0051】

そして、虚像の表示を終了する条件を満たしたと判定された場合（Ｓ７：ＹＥＳ）には、ＨＵＤ１による虚像の生成を終了する。それに対して、虚像の表示を終了する条件を満たしていないと判定された場合（Ｓ７：ＮＯ）には、Ｓ２へと戻り、継続してＨＵＤ１による虚像の生成を行う。尚、虚像の表示開始後に周辺環境（照度等）が変われば、それに応じてＳ２以降の処理により表示中の虚像の表示補正が行われる。

【0052】

一方、Ｓ８においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、設定可能な上限値にプロジェクタ４の光源１９の輝度を設定する。

【0053】

次に、Ｓ９においてＣＰＵ３１は、フロントカメラ９の撮像画像を取得する。尚、フロントカメラ９は、図１に示すように乗員７側から虚像が生成される位置（より具体的にはＨＵＤ１によって虚像が生成可能な範囲）を撮像するように光軸と撮像範囲が設計されている。

【0054】

続いて、Ｓ１０においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ９で取得したフロントカメラ９の撮像画像から、該撮像画像を構成する各ピクセルの輝度成分を抽出する。

【0055】

そして、Ｓ１１においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１０において取得された輝度成分の平均値を算出する。尚、前記Ｓ１１で算出された輝度成分の平均値はフラッシュメモリ３４等に格納される。

【0056】

その後、Ｓ１２においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ９で取得したフロントカメラ９の撮像画像から、該撮像画像を構成する各ピクセルを表現するＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各要素（以下、色成分という）の明度を抽出する。

【0057】

続いて、Ｓ１３においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１２において取得された各色成分の明度の内、撮像画像において最も明度が高い色成分をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の内から特定する。具体的には、撮像画像内の各色成分の明度の平均値を算出し、最も平均値が高い色成分を特定する。尚、前記Ｓ１３で特定された色成分はフラッシュメモリ３４等に格納される。

【0058】

次に、Ｓ１４においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１１で算出された撮像画像の輝度成分の平均値が、所定の閾値以上であるか否かを判定する。尚、前記Ｓ１４で判定基準となる閾値は、車両周辺の太陽による照り返しが特に強く、通常の表示補正では乗員７から虚像が視認できない状態となる輝度の下限値とする。また、閾値は、基本的に照度センサ５０により検出された照度が基準照度の場合においてフロントカメラ９により撮像された撮像画像の輝度よりも高い値とする。

【0059】

そして、前記Ｓ１１で算出された撮像画像の輝度成分の平均値が、所定の閾値以上であると判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）には、Ｓ２２へと移行する。それに対して、前記Ｓ１１で算出された撮像画像の輝度成分の平均値が、所定の閾値未満であると判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、Ｓ１５へと移行する。

【0060】

Ｓ１５においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１３で特定された撮像画像において最も明度が高い色成分が、Ｒ（赤）であるか否か判定する。

【0061】

そして、撮像画像において最も明度が高い色成分がＲ（赤）であると判定された場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）には、Ｓ１６へと移行する。それに対して、撮像画像において最も明度が高い色成分がＲ（赤）以外であると判定された場合（Ｓ１５：ＮＯ）には、Ｓ１７へと移行する。

【0062】

Ｓ１６においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、撮像画像において最も明度が高いと判定された色成分以外の色成分であるＧ（緑）、Ｂ（青）について投射映像の明度が高くなるように調整する。具体的には、Ｇ（緑）、Ｂ（青）については投射映像の明度が最大値となるように設定する。その結果、虚像が生成される位置周辺の照度が特に高い場合でも、乗員が、重畳する背景から虚像を識別し易い色成分（緑や青が強い色彩）で虚像を表示することができ、乗員に生成された虚像を明確に視認させることが可能となる。その後、Ｓ２０へと移行する。

【0063】

また、Ｓ１７においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１３で特定された撮像画像において最も明度が高い色成分が、Ｇ（緑）であるか否か判定する。

【0064】

そして、撮像画像において最も明度が高い色成分がＧ（緑）であると判定された場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）には、Ｓ１８へと移行する。それに対して、撮像画像において最も明度が高い色成分がＧ（緑）でもない、即ちＢ（青）であると判定された場合（Ｓ１７：ＮＯ）には、Ｓ１９へと移行する。

【0065】

Ｓ１８においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、撮像画像において最も明度が高いと判定された色成分以外の色成分であるＲ（赤）、Ｂ（青）について投射映像の明度が高くなるように調整する。具体的には、Ｒ（赤）、Ｂ（青）については投射映像の明度が最大値となるように設定する。その結果、虚像が生成される位置周辺の照度が特に高い場合でも、乗員が、重畳する背景から虚像を識別し易い色成分（赤や青が強い色彩）で虚像を表示することができ、乗員に生成された虚像を明確に視認させることが可能となる。その後、Ｓ２０へと移行する。

【0066】

一方、Ｓ１９においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、撮像画像において最も明度が高いと判定された色成分以外の色成分であるＲ（赤）、Ｇ（緑）について投射映像の明度が高くなるように調整する。具体的には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）については投射映像の明度が最大値となるように設定する。その結果、虚像が生成される位置周辺の照度が特に高い場合でも、乗員が、重畳する背景から虚像を識別し易い色成分（赤や緑が強い色彩）で虚像を表示することができ、乗員に生成された虚像を明確に視認させることが可能となる。その後、Ｓ２０へと移行する。

【0067】

Ｓ２０においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、上限値に設定された光源１９の輝度、且つ前記Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ１９で設定された色成分の明度で、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。尚、詳細はＳ６と同様であるので説明は省略する。

【0068】

その後、Ｓ２１においてＣＰＵ３１は、虚像の表示を終了する条件を満たしたか否か判定する。

【0069】

そして、虚像の表示を終了する条件を満たしたと判定された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）には、ＨＵＤ１による虚像の生成を終了する。それに対して、虚像の表示を終了する条件を満たしていないと判定された場合（Ｓ２１：ＮＯ）には、Ｓ２へと戻り、継続してＨＵＤ１による虚像の生成を行う。尚、虚像の表示開始後に周辺環境（照度等）が変われば、それに応じてＳ２以降の処理により表示中の虚像の表示補正が行われる。

【0070】

一方、Ｓ２２においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、投射映像を構成する各ピクセルを表現する各色成分の明度を２値化処理することによって、投射映像を白又は黒のピクセルのみで構成するように調整する。即ち、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の明度を全て最大値としたピクセルは白となり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の明度を全て最小値としたピクセルは黒となる。尚、２値化処理する際の閾値の決定には、例えば判別識別法、モード法、Kittler法、３σ法、ｐ−タイル法等を用いる。

【0071】

その後、Ｓ２０においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、上限値に設定された光源１９の輝度、且つ前記Ｓ２２で２値化処理された色成分の明度で、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。その結果、図１７に示すように第１虚像８Ａ及び第２虚像８Ｂは、白又は黒の２階調で表示される。従って、虚像が生成される位置周辺の照度が特に高く、通常の表示補正では乗員７から虚像が視認できない場合であっても、乗員が最も識別し易い白と黒の２階調で虚像を表示することができ、乗員に生成された虚像を適切に視認させることが可能となる。その後、Ｓ２１へと移行し、前述したように虚像の表示を終了する条件を満たしたか否か判定される。

【0072】

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から、第１投射レンズ１６及び第２投射レンズ１７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、虚像を生成する際には虚像が生成される位置の周辺環境を取得し（Ｓ２、Ｓ９〜Ｓ１３）、取得された周辺環境に基づいて、プロジェクタ４の光源１９の輝度及び投射する映像の各色成分（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））の明度の調整を行う（Ｓ５、Ｓ８、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２２）ので、従来に比べてより広い範囲で虚像の表示補正を行うことが可能となる。その結果、周辺環境に関わらずユーザに明確に虚像を視認させることが可能となる。特に虚像が生成される位置が太陽の強い照り返し等によって極めて明るい状態にあっても、生成された虚像をユーザに適切に視認させることが可能となる。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

また、本実施形態で実施される表示補正処理プログラム（図１２）の内、Ｓ１４〜Ｓ１９の処理を実施せず、照度センサ５０で検出された照度が基準照度以上の場合（Ｓ３：ＮＯ）には常にＳ２２の処理を行う構成としても良い。或いは、Ｓ１４、Ｓ２２の処理を実施せず、照度センサ５０で検出された照度が基準照度以上の場合（Ｓ３：ＮＯ）には常にＳ１５〜Ｓ１９の処理を行う構成としても良い。

【0076】

また、本実施形態の表示補正処理プログラム（図１２）のＳ１６、Ｓ１８、Ｓ１９では、撮像画像において最も明度が高いと判定された色成分以外の色成分について投射映像の明度が最大値となるように調整しているが、必ずしも最大値まで高くする必要はない。例えば５０％高くするように構成しても良い。

【0077】

また、本実施形態では第２スクリーンの可動範囲を、生成距離Ｌ２が２．５ｍ〜２０ｍの間で変位するように設定しているが、生成距離Ｌ２の下限や上限は適宜変更することが可能である。

【0078】

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。一方で、第１スクリーン２０と第２スクリーン２１を共に位置が固定された固定スクリーンとしても良い。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。

【0079】

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の光源としてはＬＥＤ以外に、ランプやレーザを用いても良い。

【0080】

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。

【0081】

例えば、第１の構成は以下のとおりである。
スクリーンと、光源から出力される光に基づいて生成される映像を前記スクリーンに投射するプロジェクタと、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、前記光源の輝度を調整する光源調整手段と、前記映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を調整するＲＧＢ調整手段と、前記虚像が生成される位置の周辺環境を取得する環境取得手段と、を有し、前記光源調整手段及び前記ＲＧＢ調整手段は、前記環境取得手段により取得された周辺環境に基づいて、前記光源の輝度及び前記各要素の明度の調整を行うことを特徴とする。
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、虚像が生成される位置の周辺環境に基づいて、光源の輝度に加えて映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度についても調整するので、従来に比べてより広い範囲で虚像の表示補正を行うことが可能となる。その結果、周辺環境に関わらずユーザに明確に虚像を視認させることが可能となる。特に虚像が生成される位置が太陽の強い照り返し等によって極めて明るい状態にあっても、生成された虚像をユーザに適切に視認させることが可能となる。

【0082】

また、第２の構成は以下のとおりである。
前記環境取得手段は、前記周辺環境として照度を取得し、前記光源調整手段は、前記環境取得手段により取得された照度が高い程、前記光源の輝度が高くなるように調整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、虚像が生成される位置周辺の照度が高い場合でも、照度に応じた輝度で虚像を表示することが可能であり、ユーザに生成された虚像を明確に視認させることが可能となる。

【0083】

また、第３の構成は以下のとおりである。
前記光源調整手段は、前記光源の輝度が上限値に到達するまでは、前記環境取得手段により取得された照度が高い程、前記光源の輝度が高くなるように調整し、前記環境取得手段により取得された照度が、前記光源の輝度が上限値に到達する照度である基準照度以上の場合には、前記光源の輝度が上限値となるように調整し、前記ＲＧＢ調整手段は、前記環境取得手段により取得された照度が前記基準照度未満である場合には、各要素の明度を調整せず、前記環境取得手段により取得された照度が前記基準照度以上である場合に、前記環境取得手段により取得された周辺環境に基づいて各要素の明度を調整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、虚像が生成される位置周辺の照度が特に高い場合でも、映像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を調整することによって、ユーザが重畳する背景から虚像を識別し易くなるように虚像の表示色を補正することが可能となる。その結果、ユーザに生成された虚像を明確に視認させることが可能となる。

【0084】

また、第４の構成は以下のとおりである。
前記環境取得手段は、前記周辺環境として前記虚像を視認するユーザ側から前記虚像が生成される位置を撮像した撮像画像について、該撮像画像を構成する各ピクセルを表現する赤、緑、青の各要素の明度を取得し、前記ＲＧＢ調整手段は、前記環境取得手段により取得された各要素の明度に基づいて、前記撮像画像において最も明度が高い要素を特定し、前記映像を構成する各ピクセルを表現する各要素の内、前記特定された要素以外の２色の要素についてより明度を高くなるように調整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、虚像が生成される位置周辺の照度が特に高い場合でも、ユーザが重畳する背景から虚像を識別し易い色成分で虚像を表示することができ、ユーザに生成された虚像を明確に視認させることが可能となる。

【0085】

また、第５の構成は以下のとおりである。
前記環境取得手段は、前記周辺環境として前記虚像を視認するユーザ側から前記虚像が生成される位置を撮像した撮像画像の輝度を取得し、前記ＲＧＢ調整手段は、前記環境取得手段により取得された前記撮像画像の輝度が閾値以上の場合に、前記映像を構成する各ピクセルを表現する各要素の明度を２値化処理することによって前記映像を白又は黒のピクセルで構成するように調整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、虚像が生成される位置周辺の照度が特に高く、通常の表示補正ではユーザから虚像が視認できない場合であっても、ユーザが最も識別し易い白と黒の２階調で虚像を表示することができ、ユーザに生成された虚像を視認させることが可能となる。

【符号の説明】

【0086】

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
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
２５ スクリーン上下駆動モータ
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＡＭ
３３ ＲＯＭ
３４ フラッシュメモリ
５０ 照度センサ

【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】