WO2014129017A1

WO2014129017A1 - 車両用ヘッドアップディスプレー装置

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Publication number: WO2014129017A1
Application number: PCT/JP2013/079233
Authority: WO
Inventors: 孝志松原; 古郡　弘滋
Original assignee: クラリオン株式会社
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-08-28
Also published as: EP2960095A1; EP2960095A4; US9874746B2; JP6097382B2; CN105008170B; CN105008170A; US20160004076A1; JPWO2014129017A1; EP2960095B1

Abstract

　車両に搭載されているという特性を踏まえて適切な表示を行なうようにする。　虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレー装置１は、焦点距離の異なる複数の虚像を表示する。

Description

車両用ヘッドアップディスプレー装置

　本発明は、車両に搭載される車両用ヘッドアップディスプレー装置に関する。

　従来、車両に搭載されるヘッドアップディスプレー装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８－１９２６６４号公報

　上述したヘッドアップディスプレー装置のように、車両に搭載されるものでは、車両に搭載されているという特性を踏まえた適切な表示を行ないたいとするニーズがある。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、車両に搭載されているという特性を踏まえた適切な表示を行なうことを目的とする。

　上記目的を達成するために、例えば、虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレー装置において、焦点距離の異なる複数の虚像を表示することを特徴とする。

　本発明によれば、車両に搭載されているという特性を踏まえて適切な表示を行なうことができる。

第１実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置による虚像の表示の態様を説明するための図である。虚像が表示される領域を示す図である。車両用ヘッドアップディスプレー装置の機能的構成を示す図である。走行中の虚像の表示の例を示す図である。車両用ヘッドアップディスプレー装置の動作を示すフローチャートである。停車中の虚像の表示の例を示す図である。虚像の表示の例を示す図である。第２実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置について、虚像が表示される領域を示す図である。車両用ヘッドアップディスプレー装置の機能的構成を示す図である。車両用ヘッドアップディスプレー装置の動作を示すフローチャートである。停車中の虚像の表示の例を示す図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
　図１は、本実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１による虚像の表示の態様について、説明に適した態様で模式的に示す図である。また、図２は、車両用ヘッドアップディスプレー装置１の構成と、当該装置により虚像が表示される領域について、説明に適した態様で模式的に示す図である。
　図１に示すように、車両用ヘッドアップディスプレー装置１は、車両１０内におけるフロントウィンドシールド１１の下方の所定の位置に設けられ、反射ミラー１２を介して、フロントウィンドシールド１１に形成された投射面１３に、虚像を表示するための光（画像光）を投射し、車両１０の搭乗者の前方に虚像を表示（投影）する装置である。投射面１３に、ハーフミラーの機能を有するシールを貼付したり、また、適切な加工を施したりする等をして、搭乗者がより明確に虚像を視認できる構成としてもよい。

　図１、２に示すように、車両用ヘッドアップディスプレー装置１は、上部投射部１５ｕと、下部投射部１５ｌとを備えている。
　上部投射部１５ｕは、ランプ等の光源を有する上部光源１６ｕと、上部光源１６ｕが発した光を、虚像として表示すべき画像に応じて変調し、出力する上部光変調部１７ｕと、上部光変調部１７ｕが出力する変調後の光に焦点調整や、拡大／縮小等の各種調整を施して、虚像を表示するための光（画像光）として投射する上部投射光学系１８ｕとを備えている。また、上部投射部１５ｕは、上部投射光学系１８ｕと上部反射ミラー１２ｕとの離間距離の調整、その他の投射光学系の調整を行なうことにより、上部投射部１５ｕが投射する光により表示される虚像の焦点距離を調整する上部焦点距離調整部１９ｕを備えている。
　ここで、図２に示すように、フロントウィンドシールド１１に対応する領域には、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１が形成されている。このフロントウィンドシールド対応領域Ａ１の上部であって、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１のほぼ上半分に延在する領域には、上部虚像表示可能領域Ａ２ｕが形成されている。この上部虚像表示可能領域Ａ２ｕは、上部投射部１５ｕによって虚像を表示可能な最大の領域である。すなわち、上部投射部１５ｕが投射した画像により表示される虚像は、上部虚像表示可能領域Ａ２ｕ内に表示されるように、上部投射部１５ｕに係る各種機構が調整されており、上部投射部１５ｕは、上部虚像表示可能領域Ａ２ｕ内の任意の位置に虚像を表示可能である。
　なお、上部虚像表示可能領域Ａ２ｕ内に虚像を表示するとは、車両１０の搭乗者により当該領域内で虚像が視認されるように虚像を結像させることを意味し、当該領域内に画像を投射することを意味するものではない。以下の説明においても、「特定の領域に虚像を表示する」と表現する場合は、車両１０の搭乗者により、当該特定の領域内で虚像が視認されるように、虚像を結像させることを意味するものとする。
　図２に示すように、上部虚像表示可能領域Ａ２ｕの上部に対応する領域、すなわち、フロントウィンドシールド１１の上部の領域に対応する領域には、上部虚像表示領域Ａ３ｕが形成されている。この上部虚像表示領域Ａ３ｕは、上部投射部１５ｕが実際に虚像を表示する領域である。すなわち、上部投射部１５ｕは、上部虚像表示可能領域Ａ２ｕの任意の位置に虚像を表示可能であるものの、ソフトウェア的な手段により、実際には、上部虚像表示領域Ａ３ｕ内に虚像を表示する。

　図２に示すように、下部投射部１５ｌは、上部投射部１５ｕと同様、下部光源１６ｌと、下部光変調部１７ｌと、下部投射光学系１８ｌと、下部焦点距離調整部１９ｌと、を備えている。また、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１の下部であって、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１のほぼ下半分に延在する領域には、下部投射部１５ｌによって虚像を表示可能な最大の領域である下部虚像表示可能領域Ａ２ｌが形成され、この下部虚像表示可能領域Ａ２ｌの下部には、下部虚像表示領域Ａ３ｌが形成されている。下部虚像表示領域Ａ３ｌは、下部投射部１５ｌが実際に虚像を表示する領域であり、フロントウィンドシールド１１の下部の領域に対応する領域に形成されている。

　図３は、車両用ヘッドアップディスプレー装置１の機能的構成を示すブロック図である。
　走行状態検出部２０（走行状態検出手段）は、車両１０の走行状態を検出し、制御部２１に出力する。特に、本実施形態では、走行状態検出部２０は、パーキングブレーキの状態を検出するセンサーに接続されており、当該センサーの検出値に基づいて、車両１０がパーキングブレーキを利かせた状態で停車している状態であるか否かを検出し、検出結果を制御部２１に出力する。また、走行状態検出部２０は、車両１０の車速パルスに基づいて車両１０の速度を演算により求め、制御部２１に出力する。車両１０の速度を求める方法は、どのような方法であってもよい。
　道路状況認識部２２は、車両１０の周辺の道路状況を認識し、認識の結果を制御部２１に出力する。特に、本実施形態では、道路状況認識部２２は、車両１０の前部の所定の位置に設けられ、車両１０の前方を撮影するカメラ２３に接続されており、当該カメラ２３の撮影結果に基づいて、車両１０の前方に他の車両が存在するか否かを判別し、判別結果を制御部２１に出力する。

　コンテンツ管理部２５は、コンテンツを管理する機能ブロックであり、少なくとも、以下の機能を有している。
　すなわち、コンテンツ管理部２５は、Bluetooth（登録商標）等の近距離無線通信に係る規格に準拠して無線通信を行なう近距離無線通信モジュール２６と接続されており、当該モジュールを介して、車両１０の搭乗者等が所有する携帯電話２７と通信可能な構成となっている。なお、コンテンツ管理部２５と通信する端末は、携帯電話２７に限らず、ノートＰＣや、タブレット端末等であってもよい。
　携帯電話２７には、予め、少なくとも以下の２つの機能を有するアプリケーションがインストールされている。
　第１の機能は、ＳＭＳに係るメールや、Ｗｅｂメール等、受信を検出可能なメールについて受信した場合、近距離無線通信モジュール２６を介して、そのことをコンテンツ管理部２５に通知する機能である。コンテンツ管理部２５は、制御部２１の制御の下、適宜、携帯電話２７に対して、メールの受信の有無について問い合わせ、メールの受信の有無を取得可能である。
　第２の機能は、ＲＳＳに係る規格に準拠したニュース等の、ニュースの配信が行なわれた場合、当該ニュースを示す情報を、所定のフォーマットのデータとして、コンテンツ管理部２５に出力する機能である。コンテンツ管理部２５は、制御部２１の制御の下、適宜、携帯電話２７に対して、新たなニュースの配信の有無を問い合わせ、新たなニュースの配信が行なわれていた場合は、当該新たなニュースを示す情報を取得可能である。
　また、コンテンツ管理部２５は、車載オーディオ装置２８に接続されている。コンテンツ管理部２５は、所定のプロトコルに準拠して、車載オーディオ装置２８と通信し、車載オーディオ装置２８が再生しているコンテンツに関する情報を取得し、制御部２１に出力する。コンテンツに関する情報としては、例えば、車載オーディオ装置２８がＣＤや、ハードディスク等に記録された楽曲を再生している場合は、再生中の楽曲に関する情報、例えば、楽曲のタイトルや、アーティスト名、再生時間等であり、また、車載オーディオ装置２８がラジオを再生している場合は、再生中のプログラムに関する情報である。

　ナビゲーション管理部２９は、車両１０に搭載された車載ナビゲーション装置３０と接続され、当該装置から、適宜、ナビゲーションに関する情報を取得する。そして、ナビゲーション管理部２９は、車載ナビゲーション装置３０がナビゲーションしている間、適切なタイミングで、適切なナビゲーションに関する情報を、制御部２１に出力する。
　例えば、ナビゲーション管理部２９は、右折／左折すべき交差点に対して、車両１０が所定の距離（例えば、７００ｍ）まで近づいたことを検出した場合、その旨の情報を制御部２１に出力する。また例えば、ナビゲーション管理部２９は、目的地に対して、車両１０が所定の距離まで近づいたことを検出した場合、その旨の情報を制御部２１に出力する。このほか、ナビゲーション管理部２９がナビゲーションに関する情報を出力するタイミング（トリガー）、出力するべき情報は、事前に定められている。

　制御部２１は、ＣＰＵや、ＣＰＵにより実行される制御プログラムや、制御プログラムに係るデータを記憶するＲＯＭ、ワーキングエリアとして機能するＲＡＭ、その他の周辺回路、周辺機器を備え、車両用ヘッドアップディスプレー装置１の各部を中枢的に制御する。
　図３に示すように、制御部２１は、上部表示制御部３５ｕと、下部表示制御部３５ｌと、を備えている。制御部２１が備える各機能ブロックの機能は、ＣＰＵがプログラムを読み出して実行する等、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される。各機能ブロックの機能については後述する。

　次に、車両用ヘッドアップディスプレー装置１によって表示される虚像の態様について詳述する。
　上述したように、上部投射部１５ｕは、上部虚像表示領域Ａ３ｕに虚像を表示し、一方、下部投射部１５ｌは、下部虚像表示領域Ａ３ｌに虚像を表示する。
　そして、本実施形態では、虚像の表示に際し、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示される虚像の焦点距離を、下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示される虚像の焦点距離よりも長くする。これは、以下の理由による。
　すなわち、上部虚像表示領域Ａ３ｕは、フロントウィンドシールド１１の上部に形成された領域であるが、通常、車両１０の搭乗者が、フロントウィンドシールド１１の上部を介して視認する対象は、搭乗者の目から遠方に位置する建物や、山、空等である。このため、フロントウィンドシールド１１の上部を介して、車外を視認しているときの搭乗者の目の焦点は、遠方に位置する対象を視認する際の焦点に合わせられている蓋然性が高い。これを踏まえ、本実施形態では、上部焦点距離調整部１９ｕによる虚像の焦点距離の調整により、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示される虚像の焦点距離を、下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示される虚像の焦点距離よりも長くしている。例えば、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示される虚像の焦点距離は、例えば、遠方に位置する建物や、山等に対応する焦点距離や、空に対応する焦点距離とされる。これにより、車両１０の搭乗者が、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示された虚像を視認する際に、目の焦点を合わせるための負荷が軽減され、快適性が向上する。

　一方で、下部虚像表示領域Ａ３ｌは、フロントウィンドシールド１１の下部に形成された領域であるが、通常、車両１０の搭乗者がフロントウィンドシールド１１の下部を介して視認する対象は、搭乗者の目から近傍に位置する車両１０のボンネットや、車両１０の前方を走行する他の車両の後部である。このため、フロントウィンドシールド１１の下部を介して、車外を視認しているときの搭乗者の目の焦点は、近傍に位置する対象を視認する際の焦点に合わせられている蓋然が高い。これを踏まえ、本実施形態では、下部焦点距離調整部１９ｌによる虚像の焦点距離の調整により、下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示される虚像の焦点距離を、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示される虚像の焦点距離よりも短くしている。例えば、下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示される虚像の焦点距離は、例えば、ボンネットに対応する焦点距離とされる。これにより、車両１０の搭乗者が、下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示された虚像を視認する際に、目の焦点を合わせるための負荷が軽減され、快適性が向上する。

　つまり、本実施形態では、フロントウィンドシールド１１を介して視認される対象について、上方に位置する対象の方が、下方に位置する対象よりも、近い位置に存在している蓋然性が高い、という特性に着目し、上方に表示する虚像の焦点距離を、下方に表示する虚像の焦点距離よりも、長くし、これにより、搭乗者が目の焦点を合わせるときの負荷を軽減している。

　次に、車両１０の「走行中」における虚像の表示の態様について、具体例を挙げて説明する。
　本実施形態では、車両１０の走行中は、下部虚像表示領域Ａ３ｌのみが、虚像の表示が可能な領域とされる。換言すれば、上部虚像表示領域Ａ３ｕへの虚像の表示は禁止される。これにより、走行中であることを踏まえた適切な位置への虚像の表示を実現している。

　図４（Ａ）は、走行中に表示される虚像の一例を示す図である。
　図４（Ａ）の例では、７００ｍ先の交差点で右折すべき旨の情報に係る虚像Ｇ１が下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示されている。
　以下、図４（Ａ）の例に係る虚像Ｇ１を表示する際の車両用ヘッドアップディスプレー装置１の動作について説明する。
　図４（Ａ）の例では、右折／左折すべき交差点と、車両１０との離間距離が７００ｍとなったことが、ナビゲーションに関する情報に係る虚像を表示するトリガーの１つとして設定されている。そして、走行中、下部表示制御部３５ｌは、ナビゲーション管理部２９からの入力に基づいて、右折／左折すべき交差点と、車両１０との離間距離が７００ｍとなったか否かを監視する。当該離間距離が７００ｍとなった場合（本例では、７００ｍ先の交差点で右折するものとする。）、下部虚像表示領域Ａ３ｌは、その旨を示す情報に係る画像データ、すなわち、虚像Ｇ１に係る画像データを生成する。次いで、下部表示制御部３５ｌは、下部投射部１５ｌの下部光変調部１７ｌにより、生成した画像データに基づいて下部光源１６ｌが発する光を変調した上で、下部投射光学系１８ｌから、画像（虚像Ｇ１に係る光）を投射して、下部虚像表示領域Ａ３ｌに虚像Ｇ１を表示する。以上により、図４（Ａ）に示すように、適切なタイミングで、適切な位置に、虚像Ｇ１が表示される。

　図４（Ｂ）は、走行中に表示される虚像の別の例を示す図である。
　図４（Ｂ）の例では、前方の他の車両に注意すべき旨を示す情報に係る虚像Ｇ２、及び、車両１０の速度を示す情報に係る虚像Ｇ３が下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示されている。
　以下、図４（Ｂ）の例に係る虚像Ｇ２、Ｇ３を表示する際の車両用ヘッドアップディスプレー装置１の動作について説明する。
　図４（Ｂ）の例では、前方に他の車両が存在している場合に、車両１０が予め定められた所定の速度以上の速度で走行していることが、虚像Ｇ２を表示するトリガーの１つとして設定されている。そして、走行中、下部表示制御部３５ｌは、走行状態検出部２０、及び、道路状況認識部２２からの入力に基づいて、前方に他の車両が存在しており、かつ、車両１０が予め定められた所定の速度以上の速度で走行している状態となったか否かを監視する。当該状態となった場合、下部表示制御部３５ｌは、虚像Ｇ２に係る画像データを生成すると共に、当該画像データに基づいて下部投射部１５ｌを制御して、虚像Ｇ２を下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示する。
　また、図４（Ｂ）の例では、走行中には、車両１０の速度を示す情報に係る虚像Ｇ３を、下部虚像表示領域Ａ３ｌ内の所定の位置に表示することとなっている。そして、走行中、下部表示制御部３５ｌは、所定のサンプリング周期で、走行状態検出部２０からの入力に基づいて、車両１０の速度を検出すると共に、検出した車両１０の速度に基づいて虚像Ｇ３に係る画像データを生成し、生成した画像データに基づいて下部投射部１５ｌを制御して、虚像Ｇ３を下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示する。
　なお、下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示される情報は、図４（Ｂ）で例示したものに限られない。例えば、カメラ２３や、その他の撮影装置、センサーの出力に基づいて、歩行者を検出可能な構成とし、歩行者を検出した場合、その旨を表示し、注意を喚起するようにしてもよい。また例えば、カメラ２３や、その他の撮影装置、センサーの出力に基づいて、車両１０が車線をはみ出しているか否かを検出できる構成とし、車線のはみ出しを検出した場合、その旨を表示し、警告するようにしてもよい。なお、歩行者の検出や、車線のはみ出しの検出は、存在する全ての技術を利用可能である。
　すなわち、下部虚像表示領域Ａ３ｌには、運転に関連する情報に係る虚像を広く表示可能である。

　次に、走行中の車両１０が停車した場合の、車両用ヘッドアップディスプレー装置１の動作について説明する。
　図５は、走行中の車両１０が停車した場合における、車両用ヘッドアップディスプレー装置１の動作を示すフローチャートである。図５のフローチャートのスタート時点では、車両１０が走行中であるものとする。
　図６は、停車中に表示される虚像の一例を示す図である。
　図５を参照し、制御部２１は、走行状態検出部２０からの入力に基づいて、車両１０がパーキングブレーキを利かせた状態で停車したか否かを監視する（ステップＳＡ１）。車両１０が停車した場合（ステップＳＡ１：ＹＥＳ）、制御部２１は、車両１０の走行中は虚像を表示することが禁止されていた上部虚像表示領域Ａ３ｕについて、虚像の表示を許可し、虚像を表示可能な状態へと移行する（ステップＳＡ２）。
　次いで、制御部２１の上部表示制御部３５ｕは、虚像として上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示すべき情報を取得する（ステップＳＡ３）。

　ステップＳＡ３の処理について図６を例として詳述すると、図６の例では、携帯電話２７が新たなメールを受信している場合、車両１０の停車に応じて、その旨を示す情報に係る虚像Ｇ４を上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示するものとされている。また、携帯電話２７に対して新たなニュースが配信されている場合、車両１０の停車に応じて、当該ニュースを示す情報に係る虚像Ｇ５を上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示するものとされている。また、車載オーディオ装置２８によってコンテンツが再生されている場合、車両１０の停車に応じて、コンテンツに関する情報に係る虚像Ｇ６を上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示するものとされている。
　なお、虚像Ｇ４、Ｇ５、及び、Ｇ６のそれぞれは、共通の光により同時に表示される虚像であるため、本来、１つの虚像として捉えられるべきものであるが、説明の便宜のため、これら虚像に異なる符号を付し、区別して説明する。
　そして、ステップＳＡ３において、上部表示制御部３５ｕは、コンテンツ管理部２５を制御して、携帯電話２７にメールの受信の有無について問い合わせ、メールの受信があった場合は、その旨を示す情報を、虚像（虚像Ｇ４）として表示すべき情報として取得する。
　また、ステップＳＡ３において、上部表示制御部３５ｕは、コンテンツ管理部２５を制御して、携帯電話２７に新たなニュースの配信の有無を問い合わせ、新たなニュースの配信が行なわれていた場合は、当該新たなニュースを示す情報を、虚像（虚像Ｇ５）として表示すべき情報として取得する。
　また、ステップＳＡ３において、上部表示制御部３５ｕは、コンテンツ管理部を制御して、車載オーディオ装置２８によって何らかのコンテンツが再生されているか否かを問い合わせ、再生中の場合は、当該コンテンツに関する情報を、虚像（虚像Ｇ６）として表示すべき情報として取得する。

　次いで、上部表示制御部３５ｕは、ステップＳＡ３で取得した各情報が含まれた画像データを生成する（ステップＳＡ４）。なお、各情報については、上部虚像表示領域Ａ３ｕにおいて虚像として表示すべき位置が事前に定められており、ステップＳＡ４では、各情報を表示すべき位置に準じて適切な画像データが生成される。
　次いで、上部表示制御部３５ｕは、上部投射部１５ｕの上部光変調部１７ｕにより、ステップＳＡ４で生成した画像データに基づいて上部光源１６ｕが発する光を変調した上で、上部投射光学系１８ｕから、画像（光）を投射して、下部虚像表示領域Ａ３ｌに虚像Ｇ４、Ｇ５、及び、Ｇ６を表示する（ステップＳＡ５）。
　なお、停車後、パーキングブレーキが解除された場合は、上部表示制御部３５ｕは、上部虚像表示領域Ａ３ｕへの虚像の表示を停止した上で、当該領域への虚像の表示を禁止する。これにより、停車している間でのみ、上部虚像表示領域Ａ３ｕに虚像が表示される。

　このように、本実施形態では、下部虚像表示領域Ａ３ｌに車両１０の速度に関する情報や、ナビゲーションに関する情報、車両１０の走行状況に関する情報等の運転に関連する情報に係る虚像を表示する。一方、上部虚像表示領域Ａ３ｕに、メールに関する情報や、ニュースに関する情報、車載オーディオ装置２８の再生に関する情報等のエンターテイメント系の情報（運転に関する情報以外の情報を含む情報）に係る虚像を表示する。これは、以下の理由による。すなわち、停車中、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示された虚像について、搭乗者は、視線を落とすことなく、車両１０のシートの背もたれにもたれかかり、ヘッドレストに後頭部をあずけながら、リラックスして虚像を視認できる。このため、停車中は、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示された虚像は、下部虚像表示領域Ａ３ｌに表示された虚像と比較し、搭乗者にとって快適に視認できる場合がある。これを踏まえ、本実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１は、上述した各種情報に係る虚像を、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示する構成となっている。
　一方で、運転中は、上部虚像表示領域Ａ３ｕに虚像を表示することは適切ではない。これを踏まえ、本実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１は、停車している間のみ、上部虚像表示領域Ａ３ｕへの虚像の表示を実行する。

　以上説明したように、本実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１は、焦点距離の異なる複数の虚像を表示する。
　この構成によれば、上述したように、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１において、上方に表示される虚像の焦点距離を、下方に表示される虚像の焦点距離よりも長くして、これにより搭乗者の快適性を高める、といったことが可能となる。すなわち、車両用ヘッドアップディスプレー装置１が車両に搭載されているという特性を踏まえて、適切な表示を行なうことが可能となる。

　また、本実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１は、フロントウィンドシールド１１に形成された投射面１３に光を投射して、フロントウィンドシールド１１に対応する領域であるフロントウィンドシールド対応領域Ａ１に虚像を表示するものである。そして、本実施形態では、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１に、表示する虚像の焦点距離が異なる複数の虚像表示領域、すなわち、上部虚像表示領域Ａ３ｕと、下部虚像表示領域Ａ３ｌとを形成している。
　この構成によれば、形成した虚像表示領域ごとに、適切な焦点距離の虚像を表示することが可能である。
　なお、本実施形態では、投射面１３は、フロントウィンドシールド１１に形成されていたが、必ずしも投射面はフロントウィンドシールド１１に形成されていなくてもよく、フロントウィンドシールド１１に対応して設けられ部材に形成されていてもよい。例えば、フロントウィンドシールド１１の近傍の適切な位置に、投射面１３としての専用のハーフミラーを設け、このハーフミラーに光を投射することにより、上部虚像表示領域Ａ３ｕや、下部虚像表示領域Ａ３ｌに虚像を表示するようにしてもよい。

　また、本実施形態では、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１に形成された複数の虚像表示領域（上部虚像表示領域Ａ３ｕ、及び、下部虚像表示領域Ａ３ｌ）について、上方に位置する虚像表示領域（上部虚像表示領域Ａ３ｕ）に表示される虚像の焦点距離を、下方に位置する虚像表示領域（下部虚像表示領域Ａ３ｌ）に表示される虚像の焦点距離よりも、長くした。
　これは、フロントウィンドシールド１１を介して視認される対象について、上方に位置する対象の方が、下方に位置する対象よりも、近い位置に存在している蓋然性が高い、という特性に着目し、上方に表示する虚像の焦点距離を、下方に表示する虚像の焦点距離よりも、長くし、これにより、搭乗者が目の焦点を合わせるときの負荷を軽減するものである。

　また、本実施形態では、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１に、フロントウィンドシールド１１の上部の領域に対応する領域に形成された上部虚像表示領域Ａ３ｕと、フロントウィンドシールド１１の下部の領域に対応する領域に形成された下部虚像表示領域Ａ３ｌと、を少なくとも形成した。
　これによれば、上部虚像表示領域Ａ３ｕ、及び、下部虚像表示領域Ａ３ｌのそれぞれに、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１における位置に対応した適切な焦点距離の虚像を表示することが可能である。

　また、本実施形態では、下部虚像表示領域Ａ３ｌに、運転に関連する情報に係る虚像を表示し、上部虚像表示領域Ａ３ｕに、運転に関連する情報以外の情報を含む情報に係る虚像を表示する。
　この構成によれば、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示された虚像を、搭乗者は、リラックスして視認することができる。

　また、本実施形態では、走行状態を検出する走行状態検出部２０（走行状態検出手段）を備え、車両用ヘッドアップディスプレー装置１は、走行状態検出部２０により車両１０が停車中であることが検出された場合に、上部虚像表示領域Ａ３ｕに虚像を表示する。
　この構成によれば、運転中は、上部虚像表示領域Ａ３ｕに虚像を表示することは適切ではないことを踏まえ、停車している間のみ、上部虚像表示領域Ａ３ｕへの虚像の表示を実行することができる。

　また、本実施形態では、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１に形成された複数の虚像表示領域について、領域ごとに、虚像を表示するための光（画像光）を投射する投射部を設けている。
　これによれば、簡易な構成で、確実に、複数の虚像表示領域のそれぞれについて、表示される虚像の焦点距離を異ならせることが可能である。
　なお、本実施形態では、虚像表示領域ごとに投射部を設け、これにより、虚像表示領域ごとに異なる焦点距離の虚像を表示する構成であったが、虚像表示領域ごとに異なる焦点距離の虚像を表示するための構成は、例として挙げたものに限らず、例えば、１つの投射部に係る投射光学系や、反射レンズの動作により実現してもよく、また、ソフトウェア的な手段を利用して実現してもよい。

＜第１実施形態の変形例＞
　次いで、第１実施形態の変形例について説明する。
　第１実施形態では、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示される虚像に係る情報の種類について具体例を挙げて説明したが、情報の種類は例を挙げて説明したものに限られないことは言うまでもない。例えば、図７（Ａ）に示すように、ＡＲ（Augmented Reality）の技術を利用して、フロントウィンドシールド１１の上部を介して視認できる建物の名称等を示す情報に係る虚像を、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示してもよい。また、図７（Ａ）に示すように、短文投稿情報サービスから情報を取得可能な場合は、投稿された短文を表示するようにしてもよい。このほか、各種ＳＮＳ（Social Networking Service）に係る情報や、インターネットのサイトに関する情報、道路交通情報等の各種配信される情報、写真等の静止画、映画、プロモーションビデオ等の動画等を、上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示してもよい。

　また、上述した実施形態では、車両用ヘッドアップディスプレー装置１は、携帯電話２７が受信したメールに基づいて、メールに関する情報に係る虚像Ｇ４を上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示し、また、携帯電話２７に配信されたニュースに基づいて、当該ニュースを示す情報に係る虚像Ｇ５を上部虚像表示領域Ａ３ｕに表示する。しかしながら、車両用ヘッドアップディスプレー装置１や、当該装置に接続された車載ナビゲーション装置３０が、メールやニュース、その他のエンターテイメント系に関する情報を、外部のサーバーにアクセスし、また、外部のサーバーから配信を受け、直接、取得する構成であってもよい。その際、車両用ヘッドアップディスプレー装置１や、当該装置に接続された機器にインターネット等のネットワークを介して外部のサーバーと通信するための通信モジュールを設ける構成であってもよく、携帯電話２７を介して外部のサーバーと通信する構成であってもよい。

　また、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）に示すように、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１について、虚像の焦点距離を左右で異ならせてもよい。
　図７（Ｂ）、（Ｃ）の例について、より詳細に説明すると、図７（Ｂ）では、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１を搭乗者から正面視したときの左下に、運転手の死角を補うためのカメラ映像を表示する領域Ａ４が形成されている。なお、図７（Ｂ）の例では、運転手の死角を補うための映像を撮影する専用のカメラ装置が車両１０の設置されており、車両用ヘッドアップディスプレー装置１に対して、当該カメラ装置からの適切な入力が行なわれている。
　そして、領域Ａ４に表示される虚像は、領域Ａ４よりも右方に表示される虚像の焦点距離よりも短いものとされる。例えば、図７（Ｂ）における領域Ａ４に表示される虚像の焦点距離は、図７（Ｃ）において表示されている虚像Ｇ７よりも焦点距離が短いものとされる。これにより、以下の効果を奏する。
　すなわち、運転手の死角を補うための映像は、車両１０の発進時や、バック時、停車時等に運転手に視認されることが想定された映像である。そして、このような状況の場合は、運転手は、車両１０に設けられている計器や、ギアの状態等を視認し、また、車両１０の近傍を視認している場合が多い。そして、領域Ａ４に表示される虚像の焦点距離を短くすることにより、計器や、ギアの状態等を視認していた運転手が、当該虚像を視認する場合に、目の焦点を合わせるための負荷を軽減することが可能である。
　なお、領域Ａ４に表示される虚像を、領域Ａ４よりも右方に表示される虚像の焦点距離よりも短いものとするためには、例えば、領域Ａ４に虚像を表示するための投射部を設ければよい。
　このように、虚像の焦点距離を左右で異ならせることにより、車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂが車両１０内に設けられていることを踏まえた適切な表示が可能となる。

　また、夜間や、トンネル内に車両１０が存在する等の理由で、フロントウィンドシールド１１を介した視界が悪い場合は、走行中に、上部虚像表示領域Ａ３ｕに運転に関する虚像を表示する構成としてもよい。
　例えば、照度センサー等を用いて、車両１０の周辺の明るさを検出し、明るさが所定の閾値以下の場合は、上部虚像表示領域Ａ３内の所定の領域について、虚像を表示可能な領域と設定する。そして、当該領域に、運転に関連する情報、例えば、歩行者の有無を示す情報や、道路の状況（例えば、道路の形状、前方の車両の有無、道路の混み具合）を示す情報、ナビゲーションに関する情報、に係る虚像を表示する。表示する虚像に係る情報の取得手段は、カメラ２３の出力に基づいて取得したり、ネットワークを介して取得したりする等、どのような手段であってもよい。
　このような構成とすることにより、上部虚像表示領域Ａ３ｌに表示される虚像の焦点距離が長いことを最大限に活用して、フロントウィンドシールド１１を介した視界が悪い状況下でも、適切な態様で虚像を表示できる。

＜第２実施形態＞
　次いで、第２実施形態について説明する。
　図８は、第２実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂの構成と、当該装置により虚像が表示される領域について、説明に適した態様で模式的に示す図である。なお、第２実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂの構成要素について、第１実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１の構成要素と同様のものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
　図８に示すように、車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂは、虚像に係る光を投射する投射部１５ｍを備えており、この投射部１５ｍは、光源１６ｍ、光変調部１７ｍ、及び、投射光学系１８ｍを備えている。投射光学系１８ｍが発した画像（光）は、反射ミラー１２ｍを介して、フロントウィンドシールド１１に形成された投射面１３に投射されて、虚像（像）を結像する。
　図８に示すように、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１には、虚像表示可能領域Ａ５が形成されている。この虚像表示可能領域Ａ５は、投射部１５ｍによって虚像を表示可能な最大の領域である。すなわち、投射部１５ｍは、虚像表示可能領域Ａ５内の任意の位置に虚像（像）を表示可能である。
　虚像表示可能領域Ａ５において、フロントウィンドシールド１１の下部の領域に対応する領域には、第１実施形態で説明した下部虚像表示領域Ａ３ｌが形成されている。

　図９は、車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂの機能的構成を示すブロック図である。
　図３と、図９との比較によって明らかなとおり、本実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂの制御部２１は、上部表示制御部３５ｕ、及び、下部表示制御部３５ｌに代えて、表示制御部３５ｍを備えている。

　次いで、車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂの動作について説明する。
　上述した第１実施形態と同様、本実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂは、車両１０が走行中（＝パーキングブレーキを利かせた状態で停車している期間を除く期間）は、下部虚像表示領域Ａ３ｌのみが、虚像を表示する領域とされる。これにより、走行中であることを踏まえた適切な位置への虚像の表示を実現している。なお、走行中は、図４（Ａ）、（Ｂ）で例示したとおり、下部虚像表示領域Ａ３ｌには、運転に関する情報に係る虚像が表示される。
　一方で、車両１０が停車した場合、車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂは、以下の動作を行なう。

　図１０は、走行中の車両１０が停車した場合における、車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂの動作を示すフローチャートである。図１０のフローチャートのスタート時点では、車両１０が走行中であるものとする。
　図１０を参照し、制御部２１の表示制御部３５ｍは、走行状態検出部２０からの入力に基づいて、車両１０がパーキングブレーキを利かせた状態で停車したか否かを監視する（ステップＳＢ１）。車両１０が停車した場合（ステップＳＢ１：ＹＥＳ）、制御部２１は、下部虚像表示領域Ａ３ｌ以外の領域への虚像の表示の禁止を解除し、虚像表示可能領域Ａ５の全域について、虚像の表示を許可する（ステップＳＢ２）。すなわち、虚像表示可能領域Ａ５の全域を、虚像の表示が可能な領域とする。
　次いで、表示制御部３５ｍは、投射部１５ｍを制御して、適切な虚像を表示する（ステップＳＢ３）。その際、表示制御部３５ｍは、下部虚像表示領域Ａ３ｌ以外の領域にも、虚像を表示可能である。
　例えば、パーキングブレーキを利かせた状態で停車している間は、虚像表示可能領域Ａ５の中央から上部にかけた領域Ａ６（図１１参照）に、テレビ映像に係る虚像を表示する旨の設定がなされているものとする。なお、テレビ装置が車両１０に設けられており、車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂは、当該テレビ装置から適切な入力を受けているものとする。この場合、図１１に示すように、表示制御部３５ｍは、虚像表示可能領域Ａ５の中央から上部にかけた領域Ａ６に、テレビ映像に係る虚像を表示する。

　このような動作が行なわれることにより、以下の効果を奏する。
　すなわち、車両１０の走行中は、限定された適切な領域に虚像が表示される状態が維持される。そして、車両１０の停車中は、虚像表示可能領域Ａ５という、下部虚像表示領域Ａ３ｌと比較して、非常に広く、かつ、搭乗者にとって視認しやすい領域に虚像が表示可能となる。このため、搭乗者に対して、下部虚像表示領域Ａ３ｌにのみ虚像を表示する場合と比較して、多種多様な情報を提供でき、また、例えば、映画やプロモーションビデオの映像に係る虚像を表示する場合は、臨場感のある映像を提供可能である。
　なお、停車中に虚像の表示を可能とする領域は、虚像表示可能領域Ａ５に限らない。例えば、上述した第１実施形態に係る上部虚像表示領域Ａ３ｕに対応する領域を、停車中に虚像の表示を可能とする領域としてもよい。すなわち、下部虚像表示領域Ａ３ｌ以外の領域に虚像を表示可能とすることにより、上述した効果を奏することが可能である。
　また、停車中に表示する虚像に係る情報は、例にあげたものに限らない。すなわち、第１実施形態で例を挙げたメールや、ニュース配信、コンテンツに関する情報等、なんであってもよい。

　なお、第２実施形態で説明した発明は、投射面に光を投射することにより虚像を結像するタイプ以外のタイプの車両用ヘッドアップディスプレー装置にも適用が可能である。例えば、フロントウィンドシールド１１を半透過型の液晶パネル、その他のパネルによって構成し、当該シールドに直接画像を表示するタイプの車両用ヘッドアップディスプレー装置にも本発明は適用可能である。すなわち、虚像や、画像等の「像」を表示する車両用ヘッドアップディスプレー装置に広く本発明を適用可能である。

　以上説明したように、本実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂは、走行状態検出部２０により検出された走行状態に応じて、虚像（像）を表示する領域の態様を変更する。
　これによれば、車両１０の走行状態に応じた適切な領域にのみ虚像を表示することが可能となる。すなわち、車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂが車両１０内に設けられていることを踏まえた適切な表示が可能となる。

　また、本実施形態では、車両用ヘッドアップディスプレー装置１ｂは、走行状態検出部２０により検出された走行状態に応じて、フロントウィンドシールド対応領域Ａ１において虚像（像）を表示する領域の態様を変更する。
　より具体的には、走行状態検出部２０により、車両１０が走行中であることが検出された場合、フロントウィンドシールド１１の下部の領域に対応する領域を、虚像（像）を表示する領域とし、走行状態検出部２０により、車両１０が停車中であることが検出された場合、フロントウィンドシールド１１の下部以外の領域を含む領域を、虚像（像）を表示する領域とする。
　これによれば、車両１０の走行中は、限定された適切な領域に虚像が表示される状態が維持される。そして、車両１０の停車中は、虚像表示可能領域Ａ５という、下部虚像表示領域Ａ３ｌと比較して、非常に広く、かつ、搭乗者にとって視認しやすい領域に虚像が表示可能となる。このため、搭乗者に対して、下部虚像表示領域Ａ３ｌにのみ虚像を表示する場合と比較して、多種多様な情報を提供でき、また、例えば、映画やプロモーションビデオの映像に係る虚像を表示する場合は、臨場感のある映像を提供可能である。

　なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。例えば、車両用ヘッドアップディスプレー装置について、第１実施形態で説明した技術の少なくとも一部と、第２実施形態で説明した技術の少なくとも一部とを組み合わせて構成してもよい。例えば、第１実施形態に係る車両用ヘッドアップディスプレー装置１において、車両１０の走行状態に応じて、上部虚像表示領域Ａ３ｕや、下部虚像表示領域Ａ３ｌの態様を変更する構成であってもよい。

　１、１ｂ　車両用ヘッドアップディスプレー装置
　１０　車両
　１１　フロントウィンドシールド
　１３　投射面
　１５ｌ　下部投射部
　１５ｍ　投射部
　１５ｕ　上部投射部
　２０　走行状態検出部（走行状態検出手段）
　２１　制御部
　３５ｌ　下部表示制御部
　３５ｍ　表示制御部
　３５ｕ　上部表示制御部
　Ａ１　フロントウィンドシールド対応領域
　Ａ３ｌ　下部虚像表示領域（虚像表示領域）
　Ａ３ｕ　上部虚像表示領域（虚像表示領域）

Claims

　虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレー装置において、
　焦点距離の異なる複数の虚像を表示することを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレー装置。
　フロントウィンドシールドに形成された投射面、又は、前記フロントウィンドシールドに対応して設けられた部材に形成された投射面に光を投射して、前記フロントウィンドシールドに対応する領域であるフロントウィンドシールド対応領域に虚像を表示するものであり、
　前記フロントウィンドシールド対応領域に、表示する虚像の焦点距離が異なる複数の虚像表示領域を形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレー装置。
　前記フロントウィンドシールド対応領域に形成された複数の前記虚像表示領域について、上方に位置する前記虚像表示領域に表示される虚像の焦点距離を、下方に位置する前記虚像表示領域に表示される虚像の焦点距離よりも、長くした
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用ヘッドアップディスプレー装置。
　前記フロントウィンドシールド対応領域に、
　前記フロントウィンドシールドの上部の領域に対応する領域に形成された上部虚像表示領域と、
　前記フロントウィンドシールドの下部の領域に対応する領域に形成された下部虚像表示領域と、を少なくとも形成したことを特徴とする請求項３に記載の車両用ヘッドアップディスプレー装置。
　前記下部虚像表示領域に、運転に関連する情報に係る虚像を表示し、
　前記上部虚像表示領域に、運転に関連する情報以外の情報を含む情報に係る虚像を表示することを特徴とする請求項４に記載の車両用ヘッドアップディスプレー装置。
　走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、
　前記走行状態検出手段により前記車両が停車中であることが検出された場合に、前記上部虚像表示領域に虚像を表示することを特徴とする請求項５に記載の車両用ヘッドアップディスプレー装置。
　前記フロントウィンドシールド対応領域に形成された複数の前記虚像表示領域について、左右方向に離間した各領域に表示される虚像の焦点距離を異ならせることを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の車両用ヘッドアップディスプレー装置。
　前記フロントウィンドシールド対応領域に形成された複数の前記虚像表示領域について、領域ごとに、光を投射する投射部を設けたことを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに記載の車両用ヘッドアップディスプレー装置。