(57)【要約】  非重畳コンテンツ等のコンテンツ（典型的には車両情報）の画像を、運転状況に応じて、適切な表示距離（虚像表示距離）で表示できるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置を提供する。  ＨＵＤ装置は、昼夜判定部１６と、画像生成部２０と、表示面４７を備える画像表示部４６と、表示光を被投影部材６に投影する光学部材を含む光学系４８と、虚像表示距離を制御する虚像表示距離制御部２４と、を有し、虚像表示距離制御部２４は、昼又は夜に応じて、虚像表示距離を、昼の注視領域における代表注視点である第１の注視点に対応する距離、又は、夜の注視領域における代表注視点である第２の注視点に対応する距離に切り換え制御する。
2018168595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、画像を、前記車両に備わる被投影部材に投影することで、ユーザーに前記画像の虚像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
車両情報を取得する車両情報取得部と、
外光センサから得られる外光強度情報及び前記車両情報取得部が取得した車両情報の少なくとも一方に基づいて、昼夜を判別する昼夜判定部と、
第１のコンテンツについての第１の画像データを生成する画像生成部と、
前記第１の画像データに対応する第１の画像を表示する表示面を備える画像表示部と、
前記第１の画像を示す表示光を反射して、前記被投影部材に投影する光学部材を含む光学系と、
前記ユーザー上又は前記車両上に設定される基準点から前記虚像までの距離を虚像表示距離とする場合に、前記画像表示部から前記被投影部材までの光路長の変更及び前記表示面上における前記第１の画像の表示位置の変更、の少なくとも一方によって、前記第１の画像に対応する虚像である第１の虚像についての虚像表示距離を制御する虚像表示距離制御部と、
を有し、
昼における前記ユーザーの視野範囲を第１の注視領域とし、前記第１の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第１の注視点とし、夜における前記ユーザーの視野範囲を第２の注視領域とし、前記第２の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第２の注視点とする場合において、
前記虚像表示距離制御部は、前記昼夜判定部の判定結果が昼であるか夜であるかに応じて、第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第１の注視点又は前記第２の注視点に対応する距離に切り換え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】
車両に搭載され、画像を、前記車両に備わる被投影部材に投影することで、ユーザーに前記画像の虚像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
車両情報を取得する車両情報取得部と、
外光センサから得られる外光強度情報及び前記車両情報取得部が取得した車両情報の少なくとも一方に基づいて、昼夜を判別する昼夜判定部と、
前記車両の前照灯がオンされている場合に、前記車両情報取得部が取得した車両情報に基づいて、前記前照灯の状態がハイビーム状態であるか、ロービーム状態であるかを判別するハイビーム／ロービーム検出部と、
第１のコンテンツについての第１の画像データを生成する画像生成部と、
前記第１の画像データに対応する第１の画像を表示する表示面を備える画像表示部と、
前記第１の画像を示す表示光を反射して、前記被投影部材に投影する光学部材を含む光学系と、
前記ユーザー上又は前記車両上に設定される基準点から前記虚像までの距離を虚像表示距離とする場合に、前記画像表示部から前記被投影部材までの光路長の変更及び前記表示面上における前記第１の画像の表示位置の変更、の少なくとも一方によって、前記第１の画像に対応する虚像である第１の虚像についての虚像表示距離を制御する虚像表示距離制御部と、
を有し、
昼に対応する第１の状態、又は夜における前記前照灯がハイビームである第１の状態での前記ユーザーの視野範囲を第１の注視領域とし、前記第１の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第１の注視点とし、夜における前記前照灯がロービームである第１の状態での前記ユーザーの視野範囲を第２の注視領域とし、前記第２の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第２の注視点とする場合において、
前記虚像表示距離制御部は、前記昼夜判定部の判定結果及び前記ハイビーム／ロービーム検出部の検出結果に基づいて、昼の場合又は夜における前記前照灯がハイビームである場合に対応する前記第１の状態と、夜における前記前照灯がロービームである場合に対応する前記第２の状態とを区別し、前記第１の状態又は前記第２の状態に応じて、第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第１の注視点又は前記第２の注視点に対応する距離に切り換え、
又は、
昼に対応する第３の状態での前記ユーザーの視野範囲を第３の注視領域とし、前記第３の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第３の注視点とし、夜における前記前照灯がハイビームである第４の状態での前記ユーザーの視野範囲を第４の注視領域とし、前記第４の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第４の注視点とし、夜における前記前照灯がロービームである第５の状態での前記ユーザーの視野範囲を第５の注視領域とし、前記第５の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第５の注視点とする場合において、
前記虚像表示距離制御部は、前記昼夜判定部の判定結果及び前記ハイビーム／ロービーム検出部の検出結果に基づいて、昼の場合に対応する前記第３の状態と、夜における前記前照灯がハイビームである場合に対応する前記第４の状態と、夜における前記前照灯がロービームである場合に対応する前記第５の状態とを区別し、前記第３の状態又は前記第４の状態又は前記第５の状態に応じて、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第３の注視点又は前記第４の注視点又は前記第５の注視点に対応する距離に切り換え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】
前記虚像表示距離制御部は、
前記第１の状態を判定するときは、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第１の注視点に対応する第１の距離に設定し、前記第２の状態を判定するときは、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第２の注視点に対応し、かつ前記第１の距離よりも短い第２の距離に設定し、
又は、
前記虚像表示距離制御部は、
前記第３の状態を判定するときは、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第３の注視点に対応する第３の距離に設定し、前記第４の状態を判定するときは、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第４の注視点に対応し、かつ前記第３の距離とは異なる第４の距離に設定し、前記第５の状態を判定するときは、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第５の注視点に対応し、かつ前記第３の距離及び前記第４の距離よりも短い第５の距離に設定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】
前記第１のコンテンツは、前記車両の走行速度を示す車速情報、前記車両の走行状態を示す、エンジンの回転数の情報、吸気圧の情報、油圧の情報、燃圧の情報、油温の情報、水温の情報、排気温度の情報、スロットル開度の情報、吸気温の情報の、少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
前記虚像表示距離制御部は、前記第１／第２の状態、又は、前記第３／第４／第５の状態に応じて、前記第１の画像に対応する第１の虚像についての虚像表示距離を切り換え制御する際に、前記画像表示部の前記表示面に、実景に重畳される重畳コンテンツについての第２の画像が表示されている場合は、前記切り換え制御を実行しないことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記画像表示部の前記表示面における、実空間での鉛直方向に対応する方向を縦方向とし、前記縦方向に直交し、かつ、実空間での前記車両の前方に向かって左右方向に対応する方向を横方向とする場合において、
前記虚像表示距離制御部は、前記第１／第２の状態、又は、前記第３／第４／第５の状態に応じて、前記第１の画像に対応する第１の虚像についての虚像表示距離を切り換え制御する際に、前記画像表示部の前記表示面上での、前記横方向における前記第１の画像のレイアウトを維持して虚像表示距離を変更することを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
前記車両が、前記前照灯の照射方向を、前記ユーザーの操舵操作に応じて適応的に変更する場合において、
前記画像表示部の前記表示面における、実空間での鉛直方向に対応する方向を縦方向とし、前記縦方向に直交し、かつ、実空間での前記車両の前方に向かって左右方向に対応する方向を横方向とするとき、
前記虚像表示距離制御部は、
前記第１／第２の状態、又は、前記第３／第４／第５の状態に応じて、前記第１の画像に対応する第１の虚像についての虚像表示距離を切り換え制御し、
かつ、前記車両情報取得部が取得する、操舵操作に伴って変化する操舵角情報に基づいて、前記ユーザーの視点の移動に対応するように、前記画像表示部の前記表示面における、前記第１の画像の前記横方向の位置を制御する請求項２乃至６の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項８】
前記画像生成部は、前記第１のコンテンツについての前記第１の画像データの他に、第２のコンテンツについての第２の画像データも生成し、
前記画像表示部は、前記第１の画像データに対応する前記第１の画像を表示する前記表示面の他に、前記第２の画像データに対応する前記第２の画像を表示する他の表示面を有し、
前記光学系は、前記第１の画像を示す表示光を反射し、かつ前記第２の画像を表示する表示光を反射して、前記被投影部材に投影し、
前記第２の画像に対応する虚像である第２の虚像についての虚像表示距離は、前記第１の画像に対応する虚像である前記第１の虚像についての前記虚像表示距離よりも長く、かつ、前記虚像表示距離制御部は、前記第２の虚像についての前記虚像表示距離については、前記昼夜判定部の判定結果に基づく制御、又は、前記昼夜判定部の判定結果及び前記ハイビーム／ロービーム検出部の検出結果に基づく制御を実行しないことを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項９】
前記第１の虚像は、実景に重畳する必要がない非重畳コンテンツについての虚像であり、前記第２の虚像は、実景に重畳する必要がある重畳コンテンツについての虚像であることを特徴とする請求項８に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記虚像表示距離制御部は、前記画像表示部を、所定範囲において振動させることによって前記画像表示部から前記被投影部材までの光路長を周期的に変更し、
前記画像表示部の前記表示面に前記第１の画像が表示されるタイミングが制御されることによって、前記第１の画像に対応する虚像である前記第１の虚像についての前記虚像表示距離が制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記虚像表示距離は、ｍ通り（ｍは３以上の自然数）に変更可能であり、
前記第１の虚像は、実景に重畳する必要がない非重畳コンテンツについての虚像であり、
前記ｍ通りに変更される前記虚像表示距離に対応する虚像表示面を第１〜第ｍの虚像表示面とする場合に、前記画像表示部を所定範囲内で振動させる制御、前記画像表示部の前記表示面における画像の表示タイミングの制御、及び、前記表示タイミングの制御に同期した表示内容の変更制御によって、前記第１〜第ｍの虚像表示面の内の少なくとも２面の各々に、異なる非重畳コンテンツについての虚像の表示が可能であることを特徴とする請求項１０に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記虚像表示距離制御部は、昼と夜、又は、前記第１、第２の状態、又は、前記第３、第４、第５の状態に対応して、使用可能な虚像表示面群（少なくとも２以上の虚像表示面を含む）を切り換えることを特徴とする請求項１０又は１１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、例えば自動車等の車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置と称する）は、例えば自動車（主として四輪車）、オートバイ（主として二輪車）等の車両に搭載され、運転に関係する情報等を示す画像を被投影部材（透光性と反射性とを併せ持つウインドシールド（フロントガラス）、コンバイナ等）に投影することで、運転者の前方の実景（例えば前方車両、前方路面等を含む景色）に重ねて虚像を表示することができる車両用表示装置である。必要な情報等が前方等の景色と重ね合わされて表示されることから、運転者は、車両の運転中に大きな視線の移動を行うことなく、必要な情報を効率的に得ることができる。【０００３】
ＨＵＤ装置が表示するコンテンツには、一例として、実景に重畳するべき重畳コンテンツ（例えば、前方の車両の移動又は動きに応じてその車両位置に重畳される注意喚起マーク）と、実景に重畳する必要のない（対象物の移動又は動きに応じて表示位置を動的に変化させる必要のない）非重畳コンテンツ（例えば、車速情報）と、が含まれる。但し、実景としての路面の傾き（道路勾配）、又はその路面に平行な仮想面に応じて、その路面又は仮想面上に例えば車両情報が動的に重畳される場合には、その車速情報は、重畳コンテンツである。なお、重畳コンテンツ及び非重畳コンテンツは、それぞれ、動的重畳コンテンツ及び非動的（静的）重畳コンテンツと呼ぶこともできる。【０００４】
非重畳コンテンツの虚像、又は車両情報の虚像は、典型的には、ユーザー（運転者等）の運転中に違和感を生じさせないように、又はコンテンツ又は車両情報がどこに表示されているのかを容易に認識させるために、固定位置に表示するのが一般的である。言い換えれば、従来は、非重畳コンテンツの虚像、又は車両情報の虚像は、一例として、被投影部材における虚像表示領域中の固定位置（例えば、下方中央や下方右側等）に表示される。【０００５】
特許文献１には、ＨＵＤ装置が表示する情報である、通常の第１の情報（車速やエンジンの回転数等の車両情報）と、緊急度又は重要度の高い第２の情報（典型的には、「津波発生」等の緊急放送メッセージ、障害物を報知する情報等）とを区別し、第２の情報に関しては、前照灯のオン・オフに対応させて表示位置（高さ位置）を変更してユーザー（運転者等）の迅速な認知を可能とし、第１の情報に関しては、前照灯のオン・オフに関係なく表示位置を固定（第２の情報が表示されり高さよりも下側）として、実景の視認を優先させて運転者に支障が生じないようにする技術が開示されている（特許文献１の例えば段落［００３６］〜［００３８］，［００４７］〜［００５０］、［図５］〜［図７］等参照）。言い換えれば、この特許文献１においても、車速等の車両情報の表示位置は固定されている。なお、特許文献１における第２の情報は、障害物を報知する情報である場合であっても、表示位置（高さ位置）が前照灯のオン・オフに対応させて固定されている非重畳コンテンツ（障害物の移動又は動きにかかわらず固定されているコンテンツ）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５５５５５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、車速等の車両情報（非重畳コンテンツ又は場合によっては重畳コンテンツであってもよい）は、典型的には、被投影部材の表示領域（虚像を表示可能な領域）中の固定位置にて表示されている。特許文献１では、車速等の第１の情報は、運転者の基準視線（ウインドシールドの中央部付近の高さ）よりも低い表示位置（高さ位置）に、具体的には、ウインドシールドの下側に、固定されている。【０００８】
特許文献１では、緊急度又は重要度の高い第２の情報は、前照灯（ロービーム及びハイビーム）がオフされる時に、ウインドシールドの中央部付近の高さとほぼ同じ表示位置（高さ位置）に固定される一方、ロービーム及びハイビームがオンされる時に、それぞれ、ウインドシールドの中央部付近の高さよりも僅かに低い（高さ位置）及び高い（高さ位置）位置に移動される。しかしながら、第２の情報の表示位置（高さ位置）であっても、第２の情報の虚像と運転者の視点（目）との距離は、ほぼ一定である。言い換えれば、特許文献１の図４の虚像（緊急情報３０２）の実空間上の位置（車両前後方向における虚像と運転者との距離）は、ミラーを回転させるだけでは、ほぼ一定である。【０００９】
ところで、運転者が前方の実景から虚像を見るときに、運転者は、目のピント（注視点）を実空間上の実景から虚像に調整する必要がある。特に、運転者が前方の実景を見ているときには、昼における運転者の注視する実空間上の実景位置（車両前後方向における注視実景と運転者との距離）と、夜における運転者の注視する実空間上の実景位置（車両前後方向における注視実景と運転者との距離）とに違いがあることを本発明者らは認識し、したがって、実空間上の虚像位置（車両前後方向における虚像と運転者との距離）がほぼ一定である場合には、昼における虚像へのピント調整と夜における虚像へのピント調整とに違いがあることを本発明者らは認識した。このように運転者の注視点が前方の実景から虚像を切り替わる場合には、運転者の視線の移動が極力低減されるように（言い換えれば、目のピント調整が極力低減されるように）車両情報等の表示情報（コンテンツ）を、より適切な表示距離（虚像表示距離）で表示することが望まれる。特に、車速等の車両情報（非重畳コンテンツ）の表示位置が固定されている特許文献１のＨＵＤ装置では、この要求に応えることができない。【００１０】
本発明の１つの目的は、コンテンツの画像を、運転状況に応じて、適切な表示距離で表示できるヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。【００１２】
第１の態様において、ヘッドアップディスプレイ装置は、
車両に搭載され、画像を、前記車両に備わる被投影部材に投影することで、ユーザーに前記画像の虚像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
車両情報を取得する車両情報取得部と、
外光センサから得られる外光強度情報及び前記車両情報取得部が取得した車両情報の少なくとも一方に基づいて、昼夜を判別する昼夜判定部と、
第１のコンテンツ（例えば、前記車両の前方の実景に重畳する必要のない非重畳コンテンツ）についての第１の画像データを生成する画像生成部と、
前記第１の画像データに対応する第１の画像を表示する表示面を備える画像表示部と、前記第１の画像を示す表示光を反射して、前記被投影部材に投影する光学部材を含む光学系と、
前記ユーザー上又は前記車両上に設定される基準点から前記虚像までの距離を虚像表示距離とする場合に、前記画像表示部から前記被投影部材までの光路長の変更及び前記表示面上における前記第１の画像の表示位置の変更、の少なくとも一方によって、前記第１の画像に対応する虚像である第１の虚像についての虚像表示距離を制御する虚像表示距離制御部と、
を有し、
昼における前記ユーザーの視野範囲を第１の注視領域とし、前記第１の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第１の注視点とし、夜における前記ユーザーの視野範囲を第２の注視領域とし、前記第２の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第２の注視点とする場合において、
前記虚像表示距離制御部は、前記昼夜判定部の判定結果が昼であるか夜であるかに応じて、第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第１の注視点又は前記第２の注視点に対応する距離に切り換える。【００１３】
第１の態様では、虚像表示距離制御部が、非重畳コンテンツ等の第１のコンテンツの虚像の虚像表示距離を、昼夜判定部の判定結果に応じて、第１の注視点（昼における注視点）／第２の注視点（夜における注視点）の各々に対応する距離に切り換え制御する。ここで、「注視点」は、昼／夜における第１、第２の各注視領域（視野範囲）における代表注視点（例えば、見晴らしがよく、障害物等がなく、警告表示等も表示されていない、最も安定した走行状態において、標準的なユーザーの目のピントが合っていると推定される点）である。本態様によれば、昼又は夜において、車両情報（車速表示等）等の第１のコンテンツが、ユーザーの視線（注視点）に対応して表示されることから、ユーザーは、目の移動やピント調整を最小限に抑えながら、現状の走行状態を把握することができる。また、虚像表示距離の変更は、画像を表示する表示面を備える画像表示部（例えば、画像が投影されるスクリーン、バックライト付きの液晶パネル等の表示装置）から被投影部材（典型的にはウインドシールド）までの光路長（具体的には、例えば、光学系の光軸が表示部の表示面と交わる第１点から、被投影部材と交わる第２点までの光路の長さ）の変更、及び画像表示部の表示面における第１のコンテンツの画像の表示位置の変更の少なくとも一方により行われる。言い換えれば、いずれか単独でもよく、各手法を併用してもよい。虚像の距離が制御されることから、切り換え制御の精度が高くなり、よって、ユーザーの目のピント調整の負担が軽減される。【００１４】
第２の態様において、ヘッドアップディスプレイ装置は、
車両に搭載され、画像を、前記車両に備わる被投影部材に投影することで、ユーザーに前記画像の虚像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
車両情報を取得する車両情報取得部と、
外光センサから得られる外光強度情報及び前記車両情報取得部が取得した車両情報の少なくとも一方に基づいて、昼夜を判別する昼夜判定部と、
前記車両の前照灯がオンされている場合に、前記車両情報取得部が取得した車両情報に基づいて、前記前照灯の状態がハイビーム状態であるか、ロービーム状態であるかを判別するハイビーム／ロービーム検出部と、
第１のコンテンツ（例えば、前記車両の前方の実景に重畳する必要のない非重畳コンテンツ）についての第１の画像データを生成する画像生成部と、
前記第１の画像データに対応する第１の画像を表示する表示面を備える画像表示部と、
前記第１の画像を示す表示光を反射して、前記被投影部材に投影する光学部材を含む光学系と、
前記ユーザー上又は前記車両上に設定される基準点から前記虚像までの距離を虚像表示距離とする場合に、前記画像表示部から前記被投影部材までの前記光路長の変更及び前記表示面上における前記第１の画像の表示位置の変更、の少なくとも一方によって、前記第１の画像に対応する虚像である第１の虚像についての虚像表示距離を制御する虚像表示距離制御部と、
を有し、
昼に対応する第１の状態、又は夜における前記前照灯がハイビームである第１の状態での前記ユーザーの視野範囲を第１の注視領域とし、前記第１の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第１の注視点とし、夜における前記前照灯がロービームである第１の状態での前記ユーザーの視野範囲を第２の注視領域とし、前記第２の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第２の注視点とする場合において、
前記虚像表示距離制御部は、前記昼夜判定部の判定結果及び前記ハイビーム／ロービーム検出部の検出結果に基づいて、昼の場合又は夜における前記前照灯がハイビームである場合に対応する前記第１の状態と、夜における前記前照灯がロービームである場合に対応する前記第２の状態とを区別し、前記第１の状態又は前記第２の状態に応じて、第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第１の注視点又は前記第２の注視点に対応する距離に切り換え、
又は、
昼に対応する第３の状態での前記ユーザーの視野範囲を第３の注視領域とし、前記第３の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第３の注視点とし、夜における前記前照灯がハイビームである第４の状態での前記ユーザーの視野範囲を第４の注視領域とし、前記第４の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第４の注視点とし、夜における前記前照灯がロービームである第５の状態での前記ユーザーの視野範囲を第５の注視領域とし、前記第５の注視領域内における前記ユーザーの代表注視点を第５の注視点とする場合において、
前記虚像表示距離制御部は、前記昼夜判定部の判定結果及び前記ハイビーム／ロービーム検出部の検出結果に基づいて、昼の場合に対応する前記第３の状態と、夜における前記前照灯がハイビームである場合に対応する前記第４の状態と、夜における前記前照灯がロービームである場合に対応する前記第５の状態とを区別し、前記第３の状態又は前記第４の状態又は前記第５の状態に応じて、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第３の注視点又は前記第４の注視点又は前記第５の注視点に対応する距離に切り換える。【００１５】
第２の態様では、第１の態様の構成に加えて、前照灯の状態がハイビーム状態であるか、ロービーム状態であるかを判別するハイビーム／ロービーム検出部が設けられる。本態様では、虚像表示距離制御部は、昼である第１の状態又は夜における前照灯がハイビームである第１の状態と、夜における前照灯がロービームである第２の状態とを区別し、又は、昼である第３の状態と、夜における前照灯がハイビームである第４の状態と、夜における前照灯がロービームである第５の状態とを区別し、第１／第２の各状態に応じて、又は、第３／第４／第５の各状態に応じて、虚像表示距離を、第１／第２の各注視点に対応する距離、又は第１／第２／第３の各注視点に対応する距離に切り換える。ここで、第１乃至第５の各注視点は、第１乃至第５の各状態における注視領域におけるユーザーの代表注視点であり、各注視領域内において一義的に定められる。第２の態様にて得られる効果は、第１の態様と同様であるが、前照灯の状態を考慮した場合分けをしていることから、夜間において、前照灯のハイビーム状態／ロービーム状態に応じて、例えば非重畳コンテンツである第１のコンテンツの虚像についての虚像表示距離が切り換えられ、よって、虚像表示距離の切り換え制御の精度を、より高めることができる。【００１６】
第２の態様に従属する第３の態様において、
前記虚像表示距離制御部は、
前記第１の状態を判定するときは、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第１の注視点に対応する第１の距離に設定し、前記第２の状態を判定するときは、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第２の注視点に対応し、かつ前記第１の距離よりも短い第２の距離に設定してもよく、
又は、
前記虚像表示距離制御部は、
前記第３の状態を判定するときは、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第３の注視点に対応する第３の距離に設定し、前記第４の状態を判定するときは、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第４の注視点に対応し、かつ前記第３の距離とは異なる第４の距離に設定し、前記第５の状態を判定するときは、前記第１の虚像についての虚像表示距離を、前記第５の注視点に対応し、かつ前記第３の距離及び前記第４の距離よりも短い第５の距離に設定してもよい。【００１７】
ユーザーは、夜間には、遠方の視認性が悪いため、前照灯が照らしている路面近傍（言い換えれば、前照灯の照射エリア近傍）を注視する傾向が強く、よってロービーム時における視点は、比較的車両に近い側にあり、一方、昼間及び夜間のハイビーム時には、遠方や周囲の視認性が良いため、ユーザーは、周辺視野を含めて前方風景の全体を捉えるべく、夜間と比較して遠方を注視する傾向があり、よって、このときの視点は、比較的車両から遠い側（奥側）にある。また、夜間のハイビーム時と昼間は、ユーザーが比較的遠方を注視する傾向がある点で共通するが、視点の位置が必ずしも一致するとは限らず、昼間と夜間のハイビーム時とを区別した方がよい場合もあり得る。そこで、第３の態様では、虚像表示距離制御部は、昼、及び夜における前照灯がハイビームの場合／夜におけるロービームの場合に対応させて、虚像表示距離を、第１／第２の距離（第２の距離は第１の距離よりも短い）に切り換え制御し、又は、昼の場合／夜におけるハイビームの場合／夜におけるロービームの場合の各場合に対応させて、虚像表示距離を、第３／第４／第５の各距離（第３／第４の距離は異なる値であり、第５の距離は、第３／第４の距離よりも短い）に切り換え制御する。これにより、各状態における注視点に対応させて、例えば非重畳コンテンツである第１のコンテンツについての虚像表示距離を精度よく切り換えることができる。【００１８】
第２又は第３の態様に従属する第４の態様において、
前記第１のコンテンツ（例えば非重畳コンテンツ）は、前記車両の走行速度を示す車速情報、前記車両の走行状態を示す、エンジンの回転数の情報、吸気圧の情報、油圧の情報、燃圧の情報、油温の情報、水温の情報、排気温度の情報、スロットル開度の情報、吸気温の情報の、少なくともいずれか一つを含んでもよい。【００１９】
車速、エンジンの回転数、吸気圧、油圧、燃圧、油温、水温、排気温度、スロットル開度、吸気温等の車両情報は、走行状態を示す情報としてユーザーに有用である。そこで、第３の態様では、上記に例示される情報のうちの少なくとも一つを含む例えば非重畳コンテンツを切り換え制御の対象としている。なお、例えば、競技車両においては、各種の車両情報を、ユーザーの視点の移動やピント調整を少なくしつつ、効果的に表示するのがよい場合も想定される。【００２０】
第２乃至第４の何れか１つの態様に従属する第５の態様において、
前記虚像表示距離制御部は、前記第１／第２の状態、又は、前記第３／第４／第５の状態に応じて、前記第１の画像に対応する第１の虚像についての虚像表示距離を切り換え制御する際に、前記画像表示部の前記表示面に、実景に重畳される重畳コンテンツについての第２の画像が表示されている場合は、前記切り換え制御を実行しないようにしてもよい。【００２１】
第５の態様では、実景に重畳される重畳コンテンツ（例えば、前方の車両に重畳される注意喚起マーク）の虚像が表示されている状況では、例えば非重畳コンテンツである第１のコンテンツの虚像についての虚像表示距離の切り換え制御は実行しないようにしている。ユーザーが重畳コンテンツの虚像を注視する状況で、第１乃至第４の態様における切り換え制御を実行すると、ユーザーに、視点の変動を強要することになり、好ましくないことから、注視点の競合が生じる場合には、切り換え制御を実行しないようにするものである。【００２２】
第２乃至第５の何れか１つの態様に従属する第６の態様において、
前記画像表示部の前記表示面における、実空間での鉛直方向に対応する方向を縦方向とし、前記縦方向に直交し、かつ、実空間での前記車両の前方に向かって左右方向に対応する方向を横方向とする場合において、
前記虚像表示距離制御部は、前記第１／第２の状態、又は、前記第３／第４／第５の状態に応じて、前記第１の画像に対応する第１の虚像についての虚像表示距離を切り換え制御する際に、前記画像表示部の前記表示面上での、前記横方向における前記第１の画像のレイアウトを維持して虚像表示距離を変更してもよい。【００２３】
第６の態様では、虚像表示距離の切り換え制御を行う際に、切り換えの前後で、レイアウトが変更されないようにして、ユーザーに、極力違和感を与えないようにする。例えば、画像表示部の表示面の下方の中央に第１のコンテンツ（例えば非重畳コンテンツ）の画像が表示されている場合には、その画像の左には第１のスペースが存在し、右には第２のスペースが存在するはずであり、つまり、横方向に関して、左側から、左スペース、画像、右スペースとなるレイアウトが形成されているものと把握できる。よって、切り換え制御後においても、横方向におけるレイアウトが、画像表示部の表示面上で維持されるようにする。また、例えば、画像表示部の表示面の下方の中央付近に、道路の速度制限値、車速、の各情報が並列に、近接して表示されている場合は、切り換え制御後においても、その横方向のレイアウト（つまり、各情報の横方向における位置、及び、各情報の相互の位置関係）が維持されるようにする。【００２４】
第２乃至第６の何れか１つの態様に従属する第７の態様において、
前記車両が、前記前照灯の照射方向を、前記ユーザーの操舵操作に応じて適応的に変更する場合において、
前記画像表示部の前記表示面における、実空間での鉛直方向に対応する方向を縦方向とし、前記縦方向に直交し、かつ、実空間での前記車両の前方に向かって左右方向に対応する方向を横方向とするとき、
前記虚像表示距離制御部は、
前記第１／第２の状態、又は、前記第３／第４／第５の状態に応じて、前記第１の画像に対応する第１の虚像についての虚像表示距離を切り換え制御し、
かつ、前記車両情報取得部が取得する、操舵操作に伴って変化する操舵角情報に基づいて、前記ユーザーの視点の移動に対応するように、前記画像表示部の前記表示面における、前記第１の画像の前記横方向の位置を制御してもよい。【００２５】
第７の態様では、上記のように虚像表示距離を切り換え制御し、さらに、操舵操作に伴って変化する操舵角情報に基づいて、ユーザーの視点の移動に対応するように、例えば非重畳コンテンツについての第１の画像の、画像表示部の表示面における横方向の位置を、例えば切り換え制御し、これによって、ユーザーが、より少ない視点の移動及びピント調整で、第１の画像を視認できるようにする。よって、ユーザーの目の負担がさらに軽減される。【００２６】
第１又は第２の態様に従属する第８の態様において、
前記画像生成部は、前記第１のコンテンツについての前記第１の画像データの他に、第２のコンテンツについての第２の画像データも生成してもよく、
前記画像表示部は、前記第１の画像データに対応する前記第１の画像を表示する前記表示面の他に、前記第２の画像データに対応する前記第２の画像を表示する他の表示面を有してもよく、
前記光学系は、前記第１の画像を示す表示光を反射し、かつ前記第２の画像を表示する表示光を反射して、前記被投影部材に投影してもよく、
前記第２の画像に対応する虚像である第２の虚像についての虚像表示距離は、前記第１の画像に対応する虚像である前記第１の虚像についての前記虚像表示距離よりも長く、かつ、前記虚像表示距離制御部は、前記第２の虚像についての前記虚像表示距離については、前記昼夜判定部の判定結果に基づく制御、又は、前記昼夜判定部の判定結果及び前記ハイビーム／ロービーム検出部の検出結果に基づく制御を実行しないものであってもよい。【００２７】
第８の態様では、２面の虚像表示面を有するＨＵＤ装置（２面ＨＵＤ、あるいは２レイヤーＨＵＤ）において、ユーザーから見て、より遠方に表示される第２の虚像（言い換えれば、虚像表示距離が、第１の虚像よりも長い第２の虚像）については、昼夜判定部の判定結果に基づく制御、又は、昼夜判定部の判定結果及びハイビーム／ロービーム検出部の検出結果に基づく制御（言い換えれば、虚像表示距離の切り換え制御）の対象とせず、虚像表示距離の切り換え制御は、ユーザーから見て、より近くに表示される第１の虚像（言い換えれば、虚像表示距離が、第２の虚像よりも短い第１の虚像）のみ行うこととしている。２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置では、例えば、ユーザーから見て、より遠方の位置に、広い範囲の実景に対応する大きな虚像表示面を設定して、この虚像表示面に、例えば、実景に重畳する必要がある重畳コンテンツ（例えば、前方の車両に重畳される注意喚起マーク）についての第２の虚像を表示し、一方、より近い位置に、比較的小さな虚像表示面を設定し、この虚像表示面に、例えば、実景に重畳する必要のない非重畳コンテンツ（例えば、車速表示等の情報）についての第１の虚像を表示することで、各情報をはっきりと区別して、立体感を持たせて表示することができる。この２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置の第１の虚像に関して、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を採用することで、ユーザーが第１の虚像を視認する場合のピント調整（ピント合わせ）の負担が軽減され、運転時の負荷を軽くすることが可能となる。よって、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置の利便性が向上する。【００２８】
第８の態様に従属する第９の態様において、
前記第１の虚像は、実景に重畳する必要がない非重畳コンテンツについての虚像であり、前記第２の虚像は、実景に重畳する必要がある重畳コンテンツについての虚像であってもよい。【００２９】
第９の態様では、実景に重畳する重畳コンテンツ（例えば、前方の車両に重畳される注意喚起マーク）についての第２の虚像と、実景に重畳する必要のない非重畳コンテンツ（例えば、車速表示等の情報）についての第１の虚像とを、はっきりと区別して、立体感を持たせて表示することができ、かつ、第１の虚像に関して、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を採用することで、ユーザーが第１の虚像を視認する場合のピント調整（ピント合わせ）の負担を軽減することができる。よって、運転時の負荷を軽くすることが可能となり、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置の利便性の向上を図ることができる。【００３０】
第１又は第２の態様に従属する第１０の態様において、
前記虚像表示距離制御部は、前記画像表示部を、所定範囲において振動させることによって前記画像表示部から前記被投影部材までの光路長を周期的に変更してもよく、
前記画像表示部の前記表示面に前記第１の画像が表示されるタイミングが制御されることによって、前記第１の画像に対応する虚像である前記第１の虚像についての前記虚像表示距離が制御されてもよい。【００３１】
第１０の態様では、多面の虚像表示面を設定可能なＨＵＤ（多面ＨＵＤ、あるいはマルチレイヤーＨＵＤ）装置において、虚像表示距離の切り換え制御を実行する。多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置では、第１の虚像を表示可能な虚像表示面が多面化（マルチレイヤー化）されることから、虚像表示距離を、より自在に変更することができ、更に奥行き感のある立体的な表示が可能である。また、表示対象の物体（オブジェクト）のサイズや高さを、適宜、変更して遠近感を持たせたり、物体の表示位置を調整したり、物体に奥行きを持たせて立体化したり、物体に影をつけたり、斜視表現を採用したり、物体の質感を緻密に表現したりする、といった、幾何学的な立体装飾処理（以下、単に、立体装飾と称する場合がある）を施すことで、よりリアルな３Ｄ表示が可能となる。この多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置における第１の虚像に関して、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を採用することで、ユーザーが第１の虚像を視認する場合のピント調整（ピント合わせ）の負担が軽減され、運転時の負荷を軽くすることが可能となる。よって、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置の利便性が向上する。【００３２】
第１０の態様に従属する第１１の態様において、
前記虚像表示距離は、ｍ通り（ｍは３以上の自然数）に変更可能であってもよく、
前記第１の虚像は、実景に重畳する必要がない非重畳コンテンツについての虚像であってもよく、
前記ｍ通りに変更される前記虚像表示距離に対応する虚像表示面を第１〜第ｍの虚像表示面とする場合に、前記画像表示部を所定範囲内で振動させる制御、前記画像表示部の前記表示面における画像の表示タイミングの制御、及び、前記表示タイミングの制御に同期した表示内容の変更制御によって、前記第１〜第ｍの虚像表示面の内の少なくとも２面の各々に、異なる非重畳コンテンツについての虚像の表示が可能であってもよい。【００３３】
第１１の態様では、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置は、虚像表示距離をｍ通り（ｍは３以上の自然数）に変更でき、画像表示部の振動制御と、表示タイミングの制御と、表示タイミングの制御に同期した表示内容の変更制御と、を併用する（組み合わせる）ことで、少なくとも２面の虚像表示面の各々に、異なる非重畳コンテンツについての虚像の表示が可能である。例えば、ｍ＝４５（なお、ｍの値が大きくなるほどユーザーから遠い虚像面となる）の場合、例えば、ｍ＝１の虚像表示面に、「５５ｋｍ／ｈ」というような車速表示を行い、ｍ＝３０の虚像表示面に、「二重丸と組み合わせた６０の表示」をすることで、通行中の道路の制限速度の表示をなすことができる。車速と、道路の制限速度と、を異なる虚像表示距離の虚像表示面に表示することで、立体的な表示（立体的なＡＲ表示）が可能である。但し、立体的な表示がされる分、ユーザーの目の負担は大きくなるのは否めない。ここで、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を採用することで、ユーザーが虚像を視認する場合のピント調整（ピント合わせ）の負担が軽減され、よって、運転時の負荷の軽減が実現される。【００３４】
第１０又は第１１の態様に従属する第１２の態様において、
前記虚像表示距離制御部は、昼と夜、又は、前記第１、第２の状態、又は、前記第３、第４、第５の状態に応じて、使用可能な虚像表示面群（少なくとも２以上の虚像表示面を含む）を切り換えてもよい。【００３５】
第１２の態様では、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置において、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を行う際、まず、昼、夜等の各状態に応じて、虚像表示面群を切り換えるという制御を実行する。この場合、切り換えられた後の虚像表示面群に含まれる虚像表示面を、適宜、選択して虚像が表示されることになる。使用可能な虚像表示面群の切り換えを行うことで、使用可能な虚像表示面の範囲（虚像表示面の数、位置等）を簡単に絞り込むことができ、実際に使用する虚像表示面の選択の負担が軽減され、また、絞り込みがなされることで、虚像を表示するための処理（画像表示部における画像表示のタイミング調整等）の処理が容易となり、虚像表示距離制御部の負担が軽減される。【００３６】
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置の一例における全体の概略構成を示す図である。
【図２】虚像表示距離の一例について説明するための図である。
【図３】虚像表示距離を制御可能な通常のＨＵＤ装置の、要部の構成の一例を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、虚像表示距離を制御可能な路面重畳ＨＵＤ装置の、要部の構成の一例を示す図であり、図４（ｂ）は、虚像の位置の変更によって虚像表示距離が変化する様子を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、昼のときの注視領域及び注視点の例を示す図、図５（ｂ）は、夜における前照灯がハイビームのときの注視領域及び注視点の例を示す図、図５（ｃ）は、夜における前照灯がロービームのときの注視領域及び注視点の例を示す図、である。
【図６】図６（ａ）乃至（ｃ）の各々は、図３の構成を用いて、虚像表示距離を、図５（ａ）乃至（ｃ）の各々における注視点に対応させて切り換え制御する場合の虚像の表示例を示す図である。
【図７】図７（ａ）乃至（ｃ）の各々は、図４の構成を用いて、虚像表示距離を、図５（ａ）乃至（ｃ）の各々における注視点に対応させて切り換え制御する場合の虚像の表示例を示す図である。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、虚像表示距離の切り換え制御を実行しない場合の一例を示す図であり、図８（ｃ）は、非重畳コンテンツとして、複数の種類の情報が横一列に配置されている例を示す図である。
【図９】虚像表示距離を制御可能なヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置の、主要な動作手順の一例を示すフロー図である。
【図１０】図１０（ａ）は、操舵操作に伴って変化する操舵角情報に基づいて虚像の横方向の位置が制御される例における、位置変更前の注視点の位置を示す図であり、図１０（ｂ）は、位置変更前の虚像の表示位置を示す図であり、図１０（ｃ）は、位置変更後の注視点の位置を示す図であり、図１０（ｄ）は、位置変更後の虚像の表示位置を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置の虚像表示例を示す図であり、図１１（ｂ）は、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置の要部の構成例を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、図１１の２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置における、夜間（夜間ロービーム）状態、昼間状態及び夜間ハイビーム状態における虚像表示例を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）は、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置の虚像表示例を示す図であり、図１３（ｂ）は、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置の要部の構成例を示す図であり、図１３（ｃ）は、スクリーン及びレンズの位置を制御する位置制御信号と、スクリーンの表示面における画像表示タイミングとの関係（同期関係）の一例を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）は、図１３の多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置における虚像表示面の設定例を示す図であり、図１４（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、夜間（夜間ロービーム）状態、昼間状態及び夜間ハイビーム状態において使用可能な虚像表示面群の例を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置における、夜間（夜間ロービーム）状態、昼間状態、夜間ハイビーム状態における虚像表示例を示す図であり、図１５（ｄ）は、車両の走行中における虚像（車速を示す虚像、及び道路の制限速度を示す虚像）の、奥行き感を持たせた表示例を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）は、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置で、道路の制限速度の変更を予告する虚像を、遠方に、現在の制限速度の表示とは異なる態様で表示した例を示す図であり、図１６（ｂ）は、車両の進行に伴い、制限速度の変更を予告する虚像がダイナミックに接近してくる様子を示す図であり、図１６（ｃ）は、予告されていた制限速度が、現在の制限速度として表示された様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【００３９】
図１は、本発明のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置の一例における全体の概略構成を示す図である。ＨＵＤ装置１００は、車両（ここでは四輪の自動車とする）１０に搭載され、画像（言い換えれば画像の表示光）を、車両１０に備わる被投影部材（典型的には、透光性と反射性とを併せ持つウインドシールド）６に投影することで、ユーザー（典型的には、運転者）に、画像の虚像（例えば、路面２に垂直である虚像表示面４００ａ上の虚像Ｖ（ａ）、又は路面２に平行である虚像表示面４００ｂ上の虚像Ｖ（ｂ））を視認させる車両表示装置である。ユーザーの前方の実景（例えば前方車両、前方路面等を含む景色）に重ねて虚像を表示することができることから、ユーザーは、車両の運転中に大きな視線の移動を行うことなく、必要な情報を効率的に得ることができる。なお、図１において、ユーザーの視点を符号Ａで示している。
【００４０】
ＨＵＤ装置１００が表示するコンテンツには、一例として、実景に重畳するべき重畳コンテンツ（例えば、前方の車両に重畳される注意喚起マーク）と、実景に重畳する必要のない非重畳コンテンツ（例えば、車速情報等の車両の走行状態を示す車両情報）と、が含まれる。なお、重畳コンテンツ及び非重畳コンテンツは、それぞれ、動的重畳コンテンツ及び非動的（静的）重畳コンテンツと呼ぶこともできる。
【００４１】
従来、車速等の車両情報（非重畳コンテンツ）は被投影部材６の表示領域（虚像を表示可能な領域であり、図１では不図示であるが、例えば図５において、参照符号１１で示されている）中の固定位置にて表示される。ところで、ユーザーが前方の実景から虚像（例えば車両情報）を見るときに、ユーザーは、目のピントを実空間上の実景から虚像に調整する必要がある。言い換えれば、運転中、ユーザーは、常に実景（又は虚像）だけを見て運転するのではなく、必要に応じて虚像（又は実景）を見ることとなる。特に、ユーザーが前方の実景を見ているときには、昼におけるユーザーの注視する実空間上の実景位置（車両前後方向における注視実景とユーザー（視点Ａ）との距離）と、夜におけるユーザーの注視する実空間上の実景位置（車両前後方向における注視実景とユーザー（視点Ａ）との距離）とに違いがあることを本発明者らは認識し、したがって、実空間上の虚像位置（車両前後方向における虚像とユーザー（視点Ａ）との距離）がほぼ一定である場合には、昼における虚像へのピント調整と夜における虚像へのピント調整とに違いがあることを本発明者らは認識した。このようにユーザーの注視点（ピント）が前方の実景から虚像に切り替わる場合には、ユーザーの視線（注視点）の移動が極力低減されるように（言い換えれば、目のピント調整が極力低減されるように）車両情報（車速等）の表示情報（コンテンツ）を、より適切な表示距離（虚像表示距離）で表示するのが望ましい。
【００４２】
図１のＨＵＤ装置１００は、上記のような状況に柔軟に対応できるようにするために、昼及び夜を区別することができる。より具体的には、１例として、ＨＵＤ装置１００は、昼の場合又は夜における前照灯がハイビームの場合（第１の状態）、及び、夜における前照灯がロービームの場合（第２の状態）を区別することができる。代替的に、ＨＵＤ装置１００は、昼の場合（第３の状態）、及び、夜における前照灯がハイビームの場合（第４の状態）、及び、夜における前照灯がロービームの場合（第５の状態）を区別することができる。ＨＵＤ装置１００は、区別又は判定の結果に基づき、例えば車速等のコンテンツについての虚像表示距離を、上記の各場合（各状態）における注視点に対応させて切り換え制御することが可能な構成を備えている。なお、注視点については、後述する。
【００４３】
図１のＨＵＤ装置１００は、例えば、車両１０のダッシュボード４の内部に収納されており、制御部３０と、投光部４２と、必要に応じて設けられるレンズ４４と、画像を表示する表示面４７を備える、画像表示部としてのスクリーン４６と、画像を示す表示光５を反射して、被投影部材６に投影する光学部材（図１では不図示、図３、図４における凹面鏡４９）を含む光学系４８と、を有する。
【００４４】
制御部３０は、車両１０に備わるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１５０から例えばＣＡＮ等の車載ネットワークを構成する信号線（バス）８を経由して取得する車両情報取得部１４と、車両１０に備わる外光センサ１２から得られる外光強度情報及び車両情報取得部１４が取得した車両情報（典型的には、前照灯３の状態）の少なくとも一方に基づいて昼夜を判別する昼夜判定部１６と、車両１０の前照灯３がオンされている場合に、車両情報取得部１４が取得した車両情報に基づいて、前照灯３の状態がハイビーム状態であるか、ロービーム状態であるかを判別するハイビーム／ロービーム検出部１８と、車両の前方の実景に重畳する必要のない非重畳コンテンツについての第１の画像データ、および実景に重畳される重畳コンテンツについての第２の画像データを生成する画像生成部２０と、投光部４２の動作を制御する投光制御部２２と、虚像表示距離制御部２４と、を有する。なお、当業者は、各コンテンツをＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）コンテンツと呼んでもよい。
【００４５】
画像表示部４６は、図１の例では、投光部４２によって投光された画像が、表示面４７に結像されるスクリーン４６により構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、バックライト付きの液晶表示装置等の表示パネルであってもよい。表示パネルを用いる場合は、投光部４２及び投光制御部２２は不要であり、代わりに、画像表示制御部が設けられる。画像表示部（画像が投影されるスクリーン４６、又は、バックライト付きの液晶パネル等の表示装置の表示パネル）の表示面４７には、非重畳コンテンツについての第１の画像データに対応する第１の画像、及び重畳コンテンツについての第２の画像データに対応する第２の画像が表示される。
【００４６】
虚像表示距離制御部２４は、第１の画像についての虚像Ｖ（ａ）、又は虚像Ｖ（ｂ）についての虚像表示距離を切り換え制御することができる。ここで、虚像Ｖ（ａ）は、路面２に平行でない虚像表示面４００ａ上に、例えば立像の虚像（水平な路面に対して４５度〜９０度の角度をなす虚像）を表示する、通常のＨＵＤ装置においてユーザーに視認される虚像であり、虚像Ｖ（ｂ）は、路面２上に、又は路面２にほぼ平行な仮想面上に、虚像表示面４００ｂが設定される、いわゆる路面重畳ＨＵＤ装置においてユーザーに視認される虚像である。
【００４７】
次に、「虚像表示距離」について説明する。図１の場合、虚像表示距離は、符号Ｌａ、Ｌｂで示されている。「虚像表示距離」は、ユーザー上に設定される基準点又は車両１０上に設定される基準点から虚像Ｖ（ａ）（又はＶ（ｂ））までの距離である。
【００４８】
ユーザー側に設けられる基準点は、例えば、ユーザーの両目の中心点等の視点Ａ、又は視点Ａに対応する車内空間の点等の例えば一点とすることができ、運転席または被投影部材（ウインドシールド等）６に設定される点としてもよい。
【００４９】
また、ユーザー側の基準点から虚像Ｖ（ａ）（Ｖ（ｂ））までの距離（見かけ上の距離）は、正確には、虚像上にも基準点を設定し、その虚像上の基準点を、ユーザー側の基準点を原点とする３次元極座標（ｒｉ，θｉ，φｉ）により表すことで定義することができる。なお、偏角θｉは、車両の前方の座標軸（図１におけるＺ軸）を基準とした左右方向における角度であり、偏角φｉは、鉛直方向における角度である。言い換えれば、３次元極座標系の偏角（θｉ，φｉ）は虚像の方向を示しており、そして、３次元極座標系の動径ｒｉが虚像表示距離を示す。
【００５０】
但し、虚像位置を３次元極座標で表すと虚像距離ｒｉの等しい面は球面となるが、車両用のＨＵＤ装置では、虚像方向が一定の範囲（車両の前方）に制限されており、虚像表示距離の等しい面を平面で近似することができ、また、ＨＵＤ装置では、虚像表示面が平面となるように光学的に工夫されているものが多い。したがって、以下の説明では、図２に示されるように、虚像表示距離の等しい面を平面として扱うこととする。
【００５１】
ここで、図２を参照する。車両の進行方向がＺ軸であり、ｚ＝ｒｉ（図２では、ｒｉ＝１０ｍ、２０ｍ）の平面を、虚像距離ｒｉの表示面（言い換えれば、虚像表示面４００ａ１、４００ａ２）としている。そして、この虚像表示面４００ａ１、４００ａ２上に、車速等の、非重畳コンテンツとしての車両情報についての第１の画像の虚像が表示される。図２では、車速が「５５ｋｍ／ｈ」と表示されている。
【００５２】
なお、図１において、路面２上に虚像表示面４００ｂがある場合には、虚像Ｖ（ｂ）上に基準点を設け、この基準点を通り、かつ路面に垂直な仮想的な面を想定し、その面までの距離（水平距離）を虚像表示距離Ｌｂとする。また、図１では、虚像表示面４００ａは、路面２に対して垂直であるが、路面２に対して例えば、所定の角度（立像の場合は４５度〜９０度の範囲）で傾いている場合もあり得る。この場合も、虚像Ｖ（ａ）に基準点を設け、この基準点を通り、かつ路面に垂直な仮想的な面を想定し、その面までの距離（水平距離）を虚像表示距離Ｌａとする。なお、上記の説明は一例であり、虚像表示距離を規定する方法として、他の方法を採用してもよい。
【００５３】
次に、図３、図４を参照して、虚像表示距離の切り換え制御について、具体的に説明する。なお、図３及び図４において、図１と共通する部分には同じ符号を付してある。まず、図３を参照する。図３は、虚像表示距離を制御可能な、通常のＨＵＤ装置（非路面重畳ＨＵＤ）装置の、要部の構成の一例を示す図である。
【００５４】
図３のＨＵＤ装置１００は、一例として、例えば非重畳コンテンツの画像データである第１の画像データ（及び例えば重畳コンテンツの画像データである第２の画像データ）を生成する画像生成部２０と、投光制御部２２と、虚像表示距離制御部２４と、投光部４２と、レンズ４４と、画像が表示される表示面４７を有するスクリーン４６と、光学系４８に含まれる光学部材としての凹面鏡４９と、レンズ駆動部５１と、スクリーン駆動部５３と、を有する。レンズ駆動部５１は、レンズ４４をｚ軸に沿う方向に移動させ、スクリーン駆動部５３は、スクリーン４６をｚ軸に沿う方向に移動させる。虚像表示距離制御部２４は、レンズ駆動部５１及びスクリーン駆動部５３に制御信号を出力して、レンズ４４及びスクリーン４６を連動させて移動させる。
【００５５】
レンズ４４及びスクリーン４６が移動されると、画像表示部としてのスクリーン４６から被投影部材（典型的にはウインドシールド）６までの光路の光路長が変化する。ここで、「光路長」は、光学系４８の光軸（言い換えれば、光学系４８に含まれる光学部材である凹面鏡４９の光軸であり、これはＨＵＤ装置の光軸ともいえる：図３中、一点鎖線の直線で示される符号Ｐ）が、画像表示部としてのスクリーン４６の表示面４７と交わる第１点Ｗ１から、被投影部材６と交わる第２点Ｗ２までの光路の長さである。この光路長が変更されることで、虚像表示距離は、例えば、距離Ｌａから距離Ｌａ’へと変更される。
【００５６】
また、虚像表示面４００ａ（４００ａ’）が路面２に対して傾斜している場合は、傾斜面である虚像表示面４００ａ（４００ａ’）上における虚像の位置が、上下方向（図３の例ではｙ軸方向）に沿って移動されることによっても、虚像表示距離を微調整することができる。言い換えれば、画像表示部としてのスクリーン４６の表示面４７に表示される画像Ｍの上下方向における位置が変更されることによっても、虚像表示距離を調整することができる。この場合は、虚像表示距離制御部２４が、画像生成部２０に指示して、画像データ（ここでは非重畳コンテンツについての第１の画像データ）の生成時に、画像の位置を変更させる。このように、虚像表示距離の変更は、光路長の変更、及び画像表示部（ここではスクリーン４６）の表示面４７における画像の表示位置の変更、の少なくとも一方により行われ得る。言い換えれば、いずれか単独でもよく、各手法を併用してもよい。虚像が表示される距離が制御されることから、切り換え制御の精度が高くなり、よって、ユーザーの目のピント調整の負担が軽減される。
【００５７】
次に、図４を参照する。図４（ａ）は、虚像表示距離を制御可能な路面重畳ＨＵＤ装置の、要部の構成の一例を示す図であり、図４（ｂ）は、虚像の位置の変更によって虚像表示距離が変化する様子を示す図である。図４（ａ）に示されるように、路面重畳ＨＵＤ装置は、鉛直方向（ｙ軸方向）を基準として、所定の角度だけ傾斜したスクリーン４６を備えている。路面重畳ＨＵＤ装置は、通常は、画像表示部としての傾斜したスクリーン４６を移動させる機構は有していない。よって、この場合は、スクリーン４６の表示面４７上で画像Ｍのｙ軸方向における位置を変更することによって、虚像表示距離を変更することになる。但し、傾斜したスクリーンを移動させる機構を有する場合は、図３の例と同じように、スクリーン４６の移動によって虚像表示距離を変更することができ、また、スクリーン４６の移動と、画像Ｍの表示面４７上における位置の変更との併用によっても、虚像表示距離を変更することができる。
【００５８】
図４（ａ）において、傾斜したスクリーン４６の表示面４７上での画像Ｍの、上下方向に沿う位置の変更は、破線の双方向の矢印で示されている。この画像Ｍの位置の変更によって、図４（ｂ）に示される、路面２に設定される虚像表示面４００ｂ上で、例えば、虚像Ｖ（ｂ）が、虚像Ｖ（ｂ）’の位置まで移動することになり、この場合、虚像表示距離Ｌｂが、虚像表示距離Ｌｂ’へと変更されることになる。
【００５９】
次に、図５乃至図８を用いて、非重畳コンテンツについての虚像の虚像表示距離を変更する場合の具体的な態様について説明する。まず、図５（ａ）乃至（ｃ）を参照する。図５（ａ）乃至（ｃ）においては、ユーザーの「注視領域」及び「注視点」の、運転環境による変動の一例が示されている。
【００６０】
上述のとおり、本発明では、運転環境（昼夜を含む）を表すいくつかの場合を区別し、各場合に応じてユーザーの視野範囲である注視領域を想定し、その注視領域内で、代表注視点である注視点を想定し、その注視点に対応するように、虚像表示距離を切り換え制御する。なお、代表注視点は、一例であるが、見晴らしがよく、障害物等がなく、警告表示等も表示されていない、最も安定した走行状態において、標準的なユーザーの目のピントが合っていると推定される注視点とすることができる。注視点は、注視領域内において一義的に定められる仮想的な注視点ということができる。
【００６１】
場合分けの態様としては、昼及び夜を区別するものが考えられる。一例として、より具体的には、昼の場合又は夜における前照灯がハイビームの場合（第１の状態）、及び夜における前照灯がロービームの場合（第２の状態）を区別するものが考えられる。他の一例として、昼の場合（第３の状態）、及び、夜における前照灯がハイビームの場合（第４の状態）、及び、夜における前照灯がロービームの場合（第５の状態）を区別するものが考えられる。
【００６２】
図５（ａ）乃至（ｃ）には、昼（第３の状態）／夜における前照灯がハイビームの場合（第４の状態）／夜における前照灯がロービームの場合（第５の状態）を区別する場合の注視領域及び注視点の変動の例が示される。
【００６３】
図５（ａ）は、昼のときの注視領域及び注視点の例を示している。図５（ａ）において、被投影部材（典型的にはウインドシールド）における虚像表示領域（虚像を表示可能な領域）１１は、太い破線で囲まれて矩形の領域として描かれている。昼間においては、ユーザーは、比較的遠方を注視する傾向が強く、ユーザーの注視領域２００ｂは、車両から遠い側にシフトしている。よって、注視点Ｑｂは、虚像表示領域１１内における、上方の中央付近に位置している。
【００６４】
図５（ｂ）は、夜における前照灯がハイビームのときの注視領域及び注視点の例を示している。夜間には、ユーザーは、前照灯の照射エリア近傍を注視する傾向が強い。夜間のハイビーム時と昼間は、ユーザーが比較的遠方を注視する傾向がある点で共通するが、視点の位置が必ずしも一致するとは限らない。図５（ｂ）の例では、ユーザーの注視領域２００ｂは、図５（ａ）の注視領域２００ａと比較してやや下側（車両に近い側）にシフトされている。これに対応して、図５（ｂ）における注視点Ｑｂは、図５（ａ）における注視点Ｑａと比較してやや下側（車両に近い側）にシフトされている。但し、これは一例であり、上記の例に限定されるものではない。
【００６５】
図５（ｃ）は、夜における前照灯がロービームのときの注視領域及び注視点の例を示している。上述のとおり、夜間では、ユーザーは、前照灯の照射エリア近傍を注視する傾向が強く、よってロービーム時における視点は比較的車両に近い側にある。言い換えれば、図５（ｃ）の例では、ユーザーの注視領域２００ｃは、図５（ａ）、（ｂ）における注視領域２００ａ、２００ｂと比較して下側（車両に近い側）にシフトされている。これに対応して、図５（ｃ）における注視点Ｑｃは、図５（ａ）、（ｂ）における注視点Ｑａ、Ｑｂと比較して下側（車両に近い側）にシフトされている。
【００６６】
なお、昼と夜とを区別する場合には、夜における注視点として、注視点Ｑｂ、Ｑｃのいずれかを採用する。又、昼と、夜におけるハイビーム時とを同じ区分とする場合には、注視点として、注視点Ｑａ、Ｑｂのいずれかを採用する。
【００６７】
虚像表示距離制御部２４は、上記の例のような注視点の変化に応じて、虚像表示距離を切り換え制御する。言い換えれば、虚像表示距離制御部２４は、昼／夜に応じて、又は、昼、及び夜における前照灯がハイビームの場合（第１の状態）／夜におけるロービームの場合（第２の状態）に対応させて、虚像表示距離を、第１／第２の距離（第２の距離は第１の距離よりも短い）に切り換え制御してもよく、又、図５（ｃ）の例のように、昼の場合（第３の状態：図５（ａ））／夜におけるハイビームの場合（第４の状態：図５（ｂ））／夜におけるロービームの場合（第５の状態：図５（ｃ））の各場合に対応させて、虚像表示距離を、第３／第４／第５の各距離（第３／第４の距離は異なる値であり、第５の距離は、第３／第４の距離よりも短い）に切り換え制御してもよい。これにより、各状態における注視点に対応させて、例えば非重畳コンテンツについての虚像表示距離を精度よく切り換えることができる。
【００６８】
次に、図６（ａ）乃至（ｃ）を参照する。図６（ａ）乃至（ｃ）の各々は、図３の構成（虚像表示距離を変更する機構をもつ、非路面重畳ＨＵＤ装置の構成）を用いて、虚像表示距離を、図５（ａ）乃至（ｃ）の各々における注視点に対応させて切り換え制御する場合の虚像の表示例を示す図である。図６の例では、非重畳コンテンツの第１の画像の虚像として、車速を表示する虚像（言い換えれば「５５ｋｍ／ｈ」という表示）２１０が示されている。
【００６９】
図６（ａ）乃至（ｃ）では、車両は、見晴らしがよく、障害物等がなく、警告表示等も表示されていない、安定した走行状態にあり、ユーザーの注視点は、概ね、図５（ａ）乃至（ｃ）に示した注視点Ｑａ乃至Ｑｃの付近にあると推定されるため、注視点Ｑａ乃至Ｑｃに対応するように、車速を示す虚像２１０ａ乃至２１０ｃの虚像表示距離が切り換え制御される。「５５ｋｍ／ｈ」という虚像２１０の表示サイズは、距離の大小（遠近）に応じて適宜、調整され、遠近感を伴う表示となっている。
【００７０】
図６の例は、昼又は夜において、例えば、見通しのよい直線道路を車両が走っており、いつの間にかスピードが出すぎてしまいそうである、といった状況と言える。しかし、車両情報（車速表示等）が、ユーザーの視点に対応して表示されることから、ユーザーは、目の移動やピント調整を最小限に抑えながら、現状の走行状態を把握することができ、スピードの出しすぎ等の好ましくない運転を回避できる可能性が高まる。又、虚像の距離が制御されることから、切り換え制御の精度が高くなり、よって、ユーザーの目のピント調整の負担が軽減される。
【００７１】
次に、図７を参照する。図７（ａ）乃至（ｃ）の各々は、図４の構成（路面重畳ＨＵＤ装置の構成）を用いて、虚像表示距離を、図５（ａ）乃至（ｃ）の各々における注視点に対応させて切り換え制御する場合の虚像の表示例を示す図である。虚像の表示態様は、概ね、図６（ａ）乃至（ｃ）と同様であり、図６（ａ）乃至（ｃ）についての説明が、そのまま適用され得る。但し、路面重畳ＨＵＤ装置の場合、虚像は例えば非立像であり、従って、虚像は、下端から上端に向かって幅が狭くなる先細りの遠近表示となる。図７では、便宜上、車速を表示する虚像２２０ａ乃至２００ｃを、斜体によって示している。
【００７２】
なお、上記の例では、虚像表示距離の切り換え制御の対象となる非重畳コンテンツとして、車速を示す車両情報を採用しているが、これに限定されるものではない。虚像表示距離の切り換え制御の対象となる非重畳コンテンツは、車両の走行速度を示す車速情報、車両の走行状態を示す、エンジンの回転数の情報、吸気圧の情報、油圧の情報、燃圧の情報、油温の情報、水温の情報、排気温度の情報、スロットル開度の情報、吸気温の情報の、少なくともいずれか一つを含むものであってもよい。
【００７３】
車速、エンジンの回転数、吸気圧、油圧、燃圧、油温、水温、排気温度、スロットル開度、吸気温等の車両情報は、走行状態を示す情報としてユーザーに有用である。例えば、競技車両においては、各種の車両情報を、ユーザーの視点の移動やピント調整を少なくしつつ、効果的に表示するのがよい場合も想定される。本発明の非重畳コンテンツの画像の切り換え制御は、街乗りモードのみならず、スポーツモードにおいても利用可能である。
【００７４】
次に、図８を参照する。図８（ａ）及び（ｂ）は、虚像表示距離の切り換え制御を実行しない場合の一例を示す図であり、（ｃ）は、非重畳コンテンツとして、複数の種類の情報が横一列に配置されている例を示す図である。図８（ａ）では、昼の注視領域２００ａ内に、前を行く車両があり、この車両に、注意喚起マーク（重畳コンテンツ）の虚像２３０ａが重畳されて表示されている。車速を示す第１の画像の虚像２２０ａは、被投影部材６の虚像表示領域１１の上方の中央位置に表示されている。
【００７５】
図８（ａ）の状態が継続中に夜になり、前照灯がオンされて、図８（ｂ）のように、夜における前照灯がロービームとなっている状態になった場合、車速を示す虚像２２０ｃの虚像表示距離の切り換え制御は、以下の理由で実行されない。
【００７６】
注意喚起マークは、実景（この場合は前方の車両）に重畳される重畳コンテンツであり、画像表示部４６の表示面４７に表示される注意喚起マークの画像は、第２の画像である。この第２の画像の虚像が表示されている状況では、ユーザーの注視点は、注意喚起マークの虚像２３０ａの付近に向けられることが多いと推定される。
【００７７】
この状態で第１の画像についての虚像表示距離の切り換え制御を実行すると、ユーザーに、視線の変動を強要することになり、注視点の競合が生じて、ユーザーを混乱させてしまうおそれがある。したがって、注視点の競合が予測される場合は、非重畳コンテンツについての第１の画像の虚像の、虚像表示距離の切り換え制御は実行しない。
【００７８】
また、重畳コンテンツについての第２の画像の虚像が、第１の画像の虚像と重なるなど、第１の画像の虚像を注視点に対応する位置に表示することが好ましくない状況である場合には、虚像表示距離の切り換え制御モード自体を解除して、通常の表示位置固定モードにおける位置に復帰させる、といった対策を採ることも有効であると考えられる。言い換えれば、非重畳コンテンツについての第１の画像の虚像に関して、虚像表示距離を適宜、切り換え制御することは、ＨＵＤ装置の本来の目的である第２の画像の虚像の、重畳対象物（実景）への重畳に支障のない範囲で行われるべきものであり、また、不要な注視点の競合を引き起こす可能性がある場合は、切り換え制御を実行しない等の、慎重な運用の下に実行されるものである。
【００７９】
以上の説明では、非重畳コンテンツが車速情報単独である場合を例にとっているが、実際の運転状況では、図８（ｃ）に示されるように、非重畳コンテンツが複数の情報を含み、各情報が所定のレイアウトで表示されている場合がある。図８（ｃ）の例では、天気予報の注意報（「大雪」警報）の表示と、道路の制限速度の表示と、車速の表示とが、横一列（この場合の横方向は、車両の左右方向のことである）に並んでいる。図８（ｃ）では、種類の異なる３つの情報を一つの非重畳コンテンツ２１０の虚像として取り扱っている。
【００８０】
このような場合に、仮に、虚像２１０についての虚像表示距離の切り換え制御を実行する場合には、その横方向におけるレイアウト（各表示の配置）を維持しつつ、虚像表示距離の切り換えを実行する。言い換えれば、虚像表示距離の切り換え制御を行う際に、切り換えの前後で、レイアウトが変更されないようにして、ユーザーに、極力違和感を与えないようにする。
【００８１】
つまり、画像表示部４６の表示面４７における、実空間での鉛直方向に対応する方向を縦方向とし、縦方向に直交し、かつ、実空間での車両の前方に向かって左右方向に対応する方向を横方向とする場合において、虚像表示距離制御部２４は、上記の昼／夜、又は、第１／第２の状態、又は、前記第３／第４／第５の状態に応じて、第１の画像に対応する虚像（第１の虚像とする）についての虚像表示距離を切り換え制御する際に、画像表示部４６の表示面４７上での、横方向における第１の画像のレイアウトを維持して、虚像表示距離を変更させる。切り換えの前後でレイアウトが変更されないようにすることで、ユーザーに違和感を与えないようにすることができ、安全運転上の不都合が生じない。
【００８２】
先に説明した図６（ｃ）及び図７（ｃ）の例では、画像表示部４６の表示面４７の下方の中央に非重畳コンテンツの画像（第１の画像）が表示され、その画像の左には第１のスペースが存在し、右には、同じサイズの第２のスペースが存在すると考えられる。言い換えれば、横方向に関して、左側から、左スペース、画像、同サイズの右スペースとなるレイアウトが形成されているものと把握できる。この状況から、例えば図６（ａ）及び図７（ａ）の状況に移行する際、切り換え制御後においても、横方向におけるレイアウトが、画像表示部の表示面上で維持されるように切り換えが行われている。
【００８３】
また、図８（ｃ）の例のように、画像表示部４６の表示面４７の下方の中央付近に、天気予報の注意報、道路の速度制限値、車速、の各情報の虚像が並列に、近接して表示されている場合は、切り換え制御後においても、その横方向のレイアウト（つまり、各情報の横方向における位置、及び、各情報の相互の位置関係）が維持されるようにするのが好ましい。但し、これに限定されるものではなく、状況に応じて、レイアウトを少々改変する程度のことは許容される。
【００８４】
次に、図９を参照する。図９は、虚像表示距離を制御可能なＨＵＤ装置の、主要な動作手順の一例を示すフロー図である。まず、図１に示される車両情報取得部１４が、昼夜判定のための情報（外光センサ１２が検出する外光強度情報、ＣＡＮトランシーバＩＣからの調光情報等）を取得する（ステップＳ１）。次に、昼夜判定部１６が昼夜判定を行い（ステップＳ２）、夜と判定される場合は、続いてハイビーム／ロービーム検出部１８が、前照灯がハイビーム状態であるかロービーム状態であるかを検出する（ステップＳ３）。
【００８５】
ステップＳ１、Ｓ２の判定結果に応じて、例えば、図５乃至図７を用いて説明したように、第１乃至第３の虚像表示距離が設定される（ステップＳ４〜Ｓ６）。
【００８６】
昼における第１の距離をＲ１とし、夜におけるハイビーム時の第２の距離をＲ２とし、夜におけるロービーム時の第３の距離をＲ３とする場合、Ｒ１とＲ２は異なる距離であり、Ｒ３は、Ｒ１及びＲ２よりも小さい。図５（ａ）乃至（ｃ）の例では、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３の関係が成立する。なお、昼／夜に場合分けする場合には、Ｒ１と、Ｒ２又はＲ３を設定する。また、昼及び夜における前照灯がハイビームである状態／夜における前照灯がロービームである状態に場合分けする場合は、Ｒ１又はＲ２と、Ｒ３とを設定する。
【００８７】
続いて、虚像表示距離制御部２４は、虚像表示距離を変更可能な状況であるか（例えば、図８（ａ）及び（ｂ）のような状況であるか）を判定し（ステップＳ７）、Ｎｏの場合は、切り換え制御を行うことなく現状の虚像表示距離を維持し（ステップＳ９）、Ｙｅｓの場合は、ステップＳ７で決定された虚像表示距離で虚像を表示させる。上述のとおり、虚像表示距離の変更は、図３で示した光路長（第１点Ｗ１から第２点Ｗ２までの光路の長さ）の変更、及び表示面４７上における第１の画像の表示位置の変更、の少なくとも一方（いずれか単独、又は双方の併用）によって実行される。
【００８８】
本発明は、上記の例に限定されるものではなく、種々、変形、応用が可能である。ここで、図１０を参照する。図１０（ａ）は、操舵操作に伴って変化する操舵角情報に基づいて虚像の横方向の位置が制御される例における、位置変更前の注視点の位置を示す図であり、（ｂ）は、位置変更前の虚像の表示位置を示す図であり、（ｃ）は、位置変更後の注視点の位置を示す図であり、（ｄ）は、位置変更後の虚像の表示位置を示す図である。
【００８９】
図１０の例では、車両が、前照灯の照射方向を、ユーザーの操舵操作に応じて適応的に変更する構成を備える。図１０（ａ）は、夜における前照灯がロービームである状況での注視点Ｑｃの位置が示されている（これは、図５（ｃ）と同じである）。この場合は、図１０（ｂ）に示されるように、車速についての虚像２２０ｃが、注視点Ｑｃに対応する虚像表示距離にて表示される（これは、図７（ｃ）と同じである）。
【００９０】
この状況において、車両情報取得部１４が、車両の操舵角情報を取得する。「操舵角情報」は、例えば、前照灯の照射方向を適応的に変化させるシステムを内蔵した車両におけるステアリングハンドルの操舵角情報であり、具体的には、例えば、車両情報取得部が取得する、舵角センサの検出信号、トルクセンサによって検出される操舵トルク信号等である。
【００９１】
虚像表示距離制御部２４は、この操舵角情報に基づいて、ユーザーの視線（注視点）が横方向に移動しているかを判定する。例えば、図１０（ｃ）に示すように、視線（注視点Ｑｄ）が右方向に移動していると判定される場合には、図１０（ｄ）に示されるように、車速を示す虚像２２０ｄの表示位置を、視線（注視点Ｑｄ）の移動に合わせて、右方向に移動させる。
【００９２】
言い換えれば、画像表示部４６の表示面４７における、実空間での鉛直方向に対応する方向を縦方向とし、縦方向に直交し、かつ、実空間での車両の前方に向かって左右方向に対応する方向を横方向とするとき、虚像表示距離制御部２４は、昼／夜、又は、上述の第１／第２の状態、又は、上述の第３／第４／第５の状態に応じて、第１の画像に対応する第１の虚像についての虚像表示距離を切り換え制御し（つまり、奥行き方向についての虚像表示距離を変更し）、かつ、車両情報取得部１４が取得する、操舵操作に伴って変化する操舵角情報に基づいて、ユーザーの視線（注視点Ｑｄ）の移動に対応するように、画像表示部４６の表示面４７における、第１の画像の横方向（実空間における車両の左右方向）の位置を制御する。
【００９３】
前掲の実施形態のように、虚像表示距離を切り換え制御し、さらに、操舵操作に伴って変化する操舵角情報に基づいて、ユーザーの視点の移動に対応するように、非重畳コンテンツについての第１の画像の、画像表示部の表示面における横方向の位置を、例えば切り換え制御することで、ユーザーが、より少ない視点の移動及びピント調整で、第１の画像を視認できるようになる。よって、ユーザーの目の負担がさらに軽減される。
【００９４】
例えば、見晴らしのよい広々とした道路が左右に緩くカーブしており、前方を行く車両がなく、警告表示もなされていないような場合は、スピードが出すぎてしまう恐れがあるが、上記の制御を行うことで、ユーザーに現在の車速の状況を、さりげなく、的確に伝えることができ、これがユーザーに注意を促すことになる。よって、ユーザーに、従来にない、ワンランク上の安全運転環境を提供することができる。
【００９５】
このように、従来は、例えば非重畳コンテンツの虚像の表示位置は固定されていたが、本発明では、虚像表示距離（虚像表示位置ということもできる）が、運転環境に応じた注視点の変化に対応して適応的に切り換え制御され、これによって、ユーザーに、運転状況に適応した、従来にない、ワンランク上の安全運転環境を提供することが可能となる。
【００９６】
本発明は、上記の例に限定されるものではなく、種々、変形、応用が可能である。例えば、本発明は、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置に適用することもできる。ここで、図１１を参照する。図１１（ａ）は、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置の虚像表示例を示す図であり、図１１（ｂ）は、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置の要部の構成例を示す図である。
【００９７】
図１１（ａ）に示されるように、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置１００は、虚像表示面として、ユーザー１から見て、近い位置（虚像表示距離Ｌ１００）の第１の虚像表示面ＰＳ１と、より遠方（虚像表示距離Ｌ１０２、ここでは、Ｌ１０２＞Ｌ１００）の第２の虚像表示面ＰＳ２と、を設定することができる。第１の虚像表示面ＰＳ１には、例えば、車両の車速情報（ここでは、「５５ｋｍ／ｈ」）ＳＰの虚像が表示される。車速情報ＳＰは、実景に重畳する必要のない非重畳コンテンツの画像である。一方、第２の虚像表示面ＰＳ２には、例えば、前方の車両に重畳される注意喚起マークＣＵの虚像が表示される。注意喚起マークＣＵは、実景に重畳する必要のある重畳コンテンツの画像である。
【００９８】
なお、第１の虚像表示面ＰＳ１上の車速情報ＳＰの虚像は、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置１００から被投影部材６（ウインドシールド等）に投射（投影）される表示光Ｋ１が、ユーザー１の視点Ａに入射されることによって視認される。また、第２の虚像表示面ＰＳ２上の注意喚起マークＣＵの虚像は、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置１００から被投影部材６（ウインドシールド等）に投射（投影）される表示光Ｋ２が、ユーザー１の視点Ａに入射されることによって視認される。
【００９９】
ここで、図１１（ａ）に示されるように、第１の虚像表示面ＰＳ１上に表示される車速情報ＳＰの虚像の虚像表示距離（Ｌ１００）については、図１で説明した、虚像表示距離制御部２４による、昼夜判定部１６の判定結果に基づく制御、又は、昼夜判定部１６の判定結果及びハイビーム／ロービーム検出部１８の検出結果に基づく制御によって、適宜、変更され得る。図１１（ａ）の例では、昼の場合（「Ｄ」と記載）は、虚像表示距離はＬ１００に設定され、夜の場合（「Ｎ」と記載）は、虚像表示距離はＬ１０４（Ｌ１０４＜Ｌ１００）へと変更される。先に説明したように、夜間は、ユーザー１は、前照灯の光が届く範囲（昼間に比べてより近い位置）を見る傾向があることから、夜間には、第１の虚像表示面ＰＳ１を、図中、破線で示される位置まで、ユーザー１により近づくように移動させ、夜間におけるユーザーの視点位置と同じにする。これによって、ユーザー１の視点調整の負担が軽減される。
【０１００】
このように、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置では、例えば、ユーザー１から見て、より近い位置に、比較的小さな第１の虚像表示面ＰＳ１を設定し、この第１の虚像表示面ＰＳ１に、例えば、実景に重畳する必要のない非重畳コンテンツ（例えば、車速情報ＳＰ等の情報）についての第１の虚像を表示し、また、より遠方の位置に、広い範囲の実景に対応する大きな第２の虚像表示面ＰＳ２を設定して、この第２の虚像表示面ＰＳ２に、例えば、実景に重畳する重畳コンテンツ（例えば、前方の車両に重畳される注意喚起マークＣＵ等の情報）についての第２の虚像を表示することで、各情報をはっきりと区別して、立体感を持たせて表示することができる。そして、第１の虚像（車速表示等の情報についての虚像）に関して、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を採用することで、ユーザーが第１の虚像を視認する場合のピント調整（ピント合わせ）の負担が軽減され、運転時の負荷を軽くすることが可能となる。よって、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置の利便性が向上する。
【０１０１】
なお、第２の虚像（前方車両に重畳される注意喚起マークＣＵ等の情報についての虚像）については、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御は行わないことが好ましい。言い換えれば、注意喚起マークＣＵ等の虚像（第２の虚像）は、実景としての対象物に重ね合わされるものであることから、その虚像（第２の虚像）の位置を、実際の対象物の位置と関係なく、昼夜等の区別に応じて移動させると、ユーザー１は、あたかも対象物が移動した（例えば接近した）ように錯覚してしまうおそれがあり、安全運転の確保の観点からは好ましくない。したがって、虚像表示距離の切り換え制御は、第１の虚像（非重畳コンテンツの画像の虚像）についてのみ行う。
【０１０２】
次に、図１１（ｂ）を参照する。図１１（ｂ）に示されるように、２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置１００は、例えば、光源部３１（例えば、レーザー光源３３と、レーザー光を２分割して２つのビームを生成して出力する光学系３５と、を含む）と、ミラー３９と、レンズ４４と、画像表示部としてのスクリーン４６ａ、４６ｂと、虚像表示距離制御部２４（レンズ駆動部５１と、スクリーン駆動部５３とを含む）と、ミラー７１と、反射鏡（凹面鏡）７２と、筐体８１と、光出射窓８３と、を有する。スクリーン４６ａの表示面４７に表示される画像Ｍａの出射光によって表示光Ｋ１が生成され、スクリーン４６ｂの表示面４７に表示される画像Ｍｂの出射光によって表示光Ｋ２が生成される。虚像表示距離制御部２４（レンズ駆動部５１、スクリーン駆動部５３）によって、レンズ４４及びスクリーン４６ａの位置が、光路に沿って、言い換えれば、レンズ４４（及びスクリーン４６ａ）の光軸に沿う方向に移動することで、第１の虚像表示面ＰＳ１についての虚像表示距離（Ｌ１００、Ｌ１０４）を適宜、切り換えることが可能である。
【０１０３】
次に、図１２を参照する。図１２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、図１１の２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置における、夜間（夜間ロービーム）状態、昼間状態及び夜間ハイビーム状態における虚像表示例を示す図である。図１２（ａ）〜（ｃ）において、下側に「横画角」と記載されているが、これは、画像表示部としてのスクリーン４６（４６ａ）における横幅に相当する（図１５においても同様である）。第２の虚像表示面ＰＳ２についての虚像表示距離Ｌ１０２は、図１２（ａ）〜（ｃ）のいずれの場合も共通である（言い換えれば、昼夜等の区別に左右されない）。第１の虚像表示面ＰＳ１についての虚像表示距離は、虚像表示距離制御部２４によって、適宜、切り換えられ、これによって、図１２（ａ）の場合はＬ１０４に設定され、図１２（ｂ）の場合はＬ１００（Ｌ１０４＜Ｌ１００）に設定され、図１２（ｃ）の場合はＬ１０６（Ｌ１０４＜Ｌ１０６＜Ｌ１０４）に設定される。
【０１０４】
本発明は、上記の例に限定されるものではなく、種々、変形、応用が可能である。例えば、本発明は、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置に適用することもできる。なお、ここで、図１３を参照する。図１３（ａ）は、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置の虚像表示例を示す図であり、図１３（ｂ）は、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置の要部の構成例を示す図であり、図１３（ｃ）は、スクリーン及びレンズの位置を制御する位置制御信号と、スクリーンの表示面における画像表示タイミングとの関係（同期関係）の一例を示す図である。なお、図１３の多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置は、本質的には１つの虚像表示面から多面（マルチレイヤー）の虚像表示面が形成されているが、複数の光源部を備えて、多面（マルチレイヤー）の虚像表示面を形成してもよい。また、多面（マルチレイヤー）の虚像表示面を構成する実質的に１つの虚像表示面又は各虚像表示面は、実空間での任意の平面に設定してもよく、立体的な表示が可能な多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置は、当業者に３ＤＨＵＤ装置と呼ばれてもよい。
【０１０５】
多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置は、多面（本明細書において、好ましくは３以上の面）の虚像表示面を設定可能なＨＵＤ装置である。言い換えれば、虚像表示距離は、ｍ通り（ｍは３以上の自然数）に変更可能である。多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置では、虚像を表示可能な虚像表示面が多面化（マルチレイヤー化）されることから、虚像表示距離を、より自在に変更することができ、更に奥行き感のある立体的な表示が可能となる。また、更に、表示対象の物体（オブジェクト）のサイズや高さを、適宜、変更して遠近感を持たせたり、物体の表示位置を調整したり、物体に奥行きを持たせて立体化したり、物体に影をつけたり、斜視表現を採用したり、物体の質感を緻密に表現したりする、といった、幾何学的な立体装飾処理（以下、単に、立体装飾と称する場合がある）を施すことで、よりリアルな３Ｄ表示が可能となる。
【０１０６】
この多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置における虚像の表示に関して、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を採用することで、ユーザー１が虚像を視認する場合のピント調整（ピント合わせ）の負担が軽減され、運転時の負荷を軽くすることが可能となる。よって、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置の利便性が向上する。
【０１０７】
図１３（ａ）の例では、夜間に使用可能な虚像表示面として、夜用の第１の虚像表示面（「Ｎ１」と記載）ＰＳ１０と、夜用の第２の虚像表示面（「Ｎ２」と記載）ＰＳ１２と、が設定され、昼間に使用可能な虚像表示面として、昼用の第１の虚像表示面（「Ｄ１」と記載）ＰＳ１１と、昼用の第２の虚像表示面（「Ｄ２」と記載）ＰＳ１３と、が設定されている。夜用の第１、第２の虚像表示面についての虚像表示距離は各々、Ｌ２０１、Ｌ２０３である。また、昼用の第１、第２の虚像表示面についての虚像表示距離は、それぞれ、Ｌ２０２、Ｌ２０４である。ここで、Ｌ２０１＜Ｌ２０２＜Ｌ２０３＜Ｌ２０４である。
【０１０８】
夜間においては、夜用第１の虚像表面（Ｎ１）ＰＳ１０に、車速情報（「５５ｋｍ／ｈ」）ＳＰが表示され、第２の虚像表示面（Ｎ２）ＰＳ１２に、道路の制限速度情報（「二重丸の内側に６０と記載された情報」）ＬＳＰが表示されている。なお、「車速」、「道路の制限速度」の各情報は、一般には、実景に重畳する必要がない非重畳コンテンツの情報である。車速と道路の制限速度の各情報を、虚像表示距離が異なる面に表示することで、奥行き感のある、より立体的な表示（ＡＲ表示）が可能である（図１５（ｄ）参照）。但し、立体的な表示がされる分、状況によっては、ユーザーの目の負担が大きくなるのは否めない。特に、昼夜等の状況によっては、昼夜等の状態の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を採用することで、ユーザーが虚像を視認する場合のピント調整（ピント合わせ）の負担が軽減され、よって、運転時の負荷の軽減が実現される。
【０１０９】
次に、図１３（ｂ）を参照する。先に図１において制御部３０を示したが、図１３（ｂ）の例では、この制御部３０に、位置制御信号生成部９１が設けられ、また、図１の虚像表示距離制御部２４は、図１３（ｂ）においては、虚像表示距離制御部２４’に置き換えられている。虚像表示距離制御部２４’は、レンズ駆動部９３及びスクリーン駆動部９５を含む。また、図１３（ｂ）においては、画像処理部５８と、光源部５６とが設けられる。なお、光源部５６は、光源駆動部５５及び光源５７を含む。位置制御信号生成部９１が生成する位置制御信号ＶＰＣは、虚像表示距離制御部２４’のレンズ駆動部９３及びスクリーン駆動部９５に供給され、同時に、光源駆動部５５にも供給される。
【０１１０】
虚像表示距離制御部２４’は、画像表示部としてのスクリーン４６（及びレンズ４４）を、画像表示部としてのスクリーン４６の光軸に沿う方向（言い換えれば、光路に沿う方向）において、所定範囲（ここでは距離範囲ＬＺ）で、振動させることによって、画像表示部としてのスクリーン４６（より具体的には、画像Ｍが表示される表示面４７）から、被投影部材６までの光路長を周期的に変更する。また、光源部５６の光源駆動部５５によって、光源（レーザー光源ＬＤ）５７からの光の出射タイミングが制御されることによって、画像表示部としてのスクリーン４６の表示面４７上における画像Ｍの表示タイミング（表示時刻）が制御（調整）される。
【０１１１】
ここで、ｍ通りに変更され得る虚像表示距離（ｍの虚像表示距離）に対応する虚像表示面を第１〜第ｍの虚像表示面とする場合に、画像表示部としてのスクリーン４６（及びレンズ４４）を所定範囲（ＬＺ）で、所定周期で振動させる制御、画像表示部としてのスクリーン４６の表示面４７における画像の表示タイミングの制御、及び、表示タイミングの制御に同期した表示内容の変更制御（の組み合わせ）によって、第１〜第ｍの虚像表示面の内の少なくとも２面の各々に、異なる非重畳コンテンツについての虚像の表示が可能である。図１３（ａ）の例では、昼間、夜間において、２面の各々に異なる非重畳コンテンツ（車速情報、道路の制限速度情報）の虚像を表示させている。
【０１１２】
制御部３０（図１）に含まれる位置制御信号生成部９１が生成する位置制御信号ＶＰＣは、例えば、図１１（ｃ）に記載されるような、鋸歯状（のこぎり状）の電圧信号（鋸歯状波の電圧信号）である、図１１（ｃ）では、横軸に時間ｔ、縦軸に電圧ｖを設定している。位置制御信号ＶＰＣの電圧が０の場合は、画像表示部としてのスクリーン４６は、第１の位置ＰＴ０に位置し、位置制御信号ＶＰＣの電圧がピーク値の場合は、画像表示部としてのスクリーン４６は、第２の位置ＰＴ１に位置する。
【０１１３】
ここで、図１１（ｃ）のように、時刻ｔ１に、夜用の第１（夜１）の虚像表示面ＰＳ１０に表示する画像（「５５ｋｍ／ｈ」）を表示させ、時刻ｔ２に、昼用の第１（昼１）の虚像表示面ＰＳ１１に表示する画像（「５５ｋｍ／ｈ」）を表示させ、時刻ｔ３に、夜用の第２（夜２）の虚像表示面ＰＳ１２に表示する画像（「二重丸の内側に６０と表記される画像」）を表示させ、時刻ｔ４に、昼用の第２（昼２）の虚像表示面ＰＳ１３に表示する画像（「二重丸の内側に６０と表記される画像」）を表示させることで、図１３（ａ）に示されるような虚像の表示が実現される。
【０１１４】
次に、図１４を参照する。図１４（ａ）は、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置における虚像表示面の設定例を示す図であり、図１４（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、夜間（夜間ロービーム）状態、昼間状態、夜間ハイビーム状態において使用可能な虚像表示面群の例を示す図である。上述のとおり、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置１００は、虚像表示距離をｍ通り（ｍは３以上の自然数）に変更でき、画像表示部の振動制御と、画像の表示タイミングの制御と、これに同期した表示内容の変更制御と、を併用することで、少なくとも２面の虚像表示面の各々に、異なる非重畳コンテンツについての虚像の表示が可能である。図１４（ａ）の例では、例えば、ｍ＝４５に設定されている。ｍの値が大きくなるほどユーザーから遠い虚像面となる場合、図１４（ａ）の例では、ｍ＝１に対応する虚像表示面ＰＬ（１）、乃至、ｍ＝４５に対応する虚像表示面ＰＬ（４５）が設定され、この４５面の中から選択される１面に、所望の画像の虚像を自在に表示することができる。
【０１１５】
例えば、ｍ＝１の虚像表示面に、「５５ｋｍ／ｈ」というような車速表示を行い、ｍ＝３０の虚像表示面に、「二重丸と組み合わせた６０の表示」をすることで、通行中の道路の制限速度の表示をなすことができる。車速と、道路の制限速度と、を異なる虚像表示距離の虚像表示面に表示することで、立体的な表示（立体的なＡＲ表示）が可能である。但し、上述のとおり、立体的な表示がされる分、昼夜等の状況によっては、ユーザーの目の負担は大きくなるのは否めない。そこで、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御が採用され、これによって、ユーザーが虚像を視認する場合のピント調整（ピント合わせ）の負担が軽減され、よって、運転時の負荷の軽減が実現される。
【０１１６】
ここで、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を行うに際して、図１３（ｂ）の虚像表示距離制御部２４’は、まず、昼夜等の区別に応じて、使用可能な虚像表示面群（少なくとも２以上の虚像表示面を含む）を切り換え（言い換えれば、使用可能な虚像表示面群の選択を行い）、そして、選択された虚像表示面群の中から、適切な面を選んで、虚像を表示させてもよい。
【０１１７】
具体的には、図１４（ｂ）の例（夜、あるいは、夜のロービーム時に対応する例）では、虚像表示面ＰＬ（１）〜ＰＬ（２０）を含む虚像表示面群ＰＬＳ１が選択されている。図１４（ｃ）の例（昼に対応する例）では、使用可能なすべての虚像表示面ＰＬ（１）〜ＰＬ（４５）を含む虚像表示面群ＰＬＳ２が選択されている。図１４（ｄ）の例（夜のハイビーム時に対応する例）では、虚像表示面ＰＬ（５）〜ＰＬ（４２）を含む虚像表示面群ＰＬＳ３が選択されている。
【０１１８】
このように、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置１００において、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を行う際、まず、昼、夜等の各状態に応じて、虚像表示面群を切り換え、そして、切り換えられた後の虚像表示面群に含まれる虚像表示面を、適宜、選択して虚像を表示する、という処理を行うこと（言い換えれば、使用可能な虚像表示面群の切り換え制御を行う）ことで、使用可能な虚像表示面の範囲（虚像表示面の数、位置等）を簡単に絞り込むことができ、実際に使用する虚像表示面の選択の負担が軽減され、また、絞り込みがなされることで、虚像を表示するための処理（画像表示部における画像表示のタイミング調整等の処理）が容易となり、虚像表示距離制御部２４’の負担が軽減される。
【０１１９】
次に、図１５を参照する。図１５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置における、夜間（夜間ロービーム）状態、昼間状態及び夜間ハイビーム状態における虚像表示例を示す図であり、図１５（ｄ）は、車両の走行中における虚像（車速を示す虚像、及び道路の制限速度を示す虚像）の、奥行き感を持たせた表示例を示す図である。注意喚起マークＣＵは、実景である前方の車両に重畳する必要がある重畳コンテンツの画像であり、この注意喚起マークＣＵの虚像については、図１２の例と同様に、昼夜等の区別による虚像表示距離の切り換え制御は実行しないことが好ましい。先に説明したとおり、これは、重畳コンテンツの虚像を移動させると、あたかも、重畳されている対象物自体が移動したかのような印象をユーザー１に与える可能性があるからである。図１５（ａ）〜（ｃ）のいずれの場合も、注意喚起マークＣＵの虚像は、例えば、ｍ＝３０に相当する虚像表示面であるＰＬ（３０）に表示されている。虚像表示距離はＬ３２０である。言い換えれば、夜間（夜間ロービーム）状態、昼間状態及び夜間ハイビーム状態において、前方の車両と多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置が搭載される車両（自車両）との距離は、一定であると仮定する。
【０１２０】
図１５（ａ）の例（夜間、又は夜間ロービーム時の例）では、車速情報（ここでは「５５ｋｍ／ｈ」とする）ＳＰの虚像は、ｍ＝１に相当する虚像表示面であるＰＬ（１）に表示され、道路の制限速度情報（ここでは、二重丸の内側に６０と表記される）ＬＳＰの虚像は、ｍ＝７に相当する虚像表示面であるＰＬ（７）に表示される。虚像表示面ＰＬ（１）の虚像表示距離はＬ３００であり、虚像表示面ＰＬ（７）の虚像表示距離はＬ３１０である。
【０１２１】
図１５（ｂ）の例（昼間の例）では、車速情報ＳＰの虚像は、ｍ＝１１に相当する虚像表示面であるＰＬ（１１）に表示され、道路の制限速度情報ＬＳＰの虚像は、ｍ＝１７に相当する虚像表示面であるＰＬ（１７）に表示される。虚像表示面ＰＬ（１１）の虚像表示距離はＬ３０１（Ｌ３００＜Ｌ３０１）であり、虚像表示面ＰＬ（７）の虚像表示距離はＬ３１１である。ここで、Ｌ３１０＜Ｌ３１１の関係が成立する。
【０１２２】
図１５（ｃ）の例（夜間ハイビーム時の例）では、車速情報ＳＰの虚像は、ｍ＝９に相当する虚像表示面であるＰＬ（９）に表示され、道路の制限速度情報ＬＳＰの虚像は、ｍ＝１５相当する虚像表示面であるＰＬ（１５）に表示される。虚像表示面ＰＬ（９）の虚像表示距離はＬ３０２である。ここで、Ｌ３００＜Ｌ３０２＜Ｌ３０１の関係が成立する。また、虚像表示面ＰＬ（１５）の虚像表示距離はＬ３１２である。ここで、Ｌ３１０＜Ｌ３１２＜Ｌ３１１の関係が成立する。このように、非重畳コンテンツの画像についての虚像の虚像表示距離を、昼夜等の区別に応じて切り換え制御することで、ユーザー１の視点移動が抑制され、目の負担が軽減される。
【０１２３】
次に、図１５（ｄ）を参照する。被投影部材６（ウインドシールド等）の虚像表示領域１１において、手前の中央に大きく「５５ｋｍ／ｈ」という車速情報ＳＰの虚像が配置され、その左奥に、やや小さく、かつ遠近感を持たせた形態で、「二重丸の内側に６０」という表記の制限速度情報ＬＳＰの虚像が配置され、更に右奥に、前方車両に重畳される注意喚起マークの虚像が、小さく、かつ遠近感を持たせた形態で配置されている。このように、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置１００によれば、奥行き感のある、立体的な表示（ＡＲ表示）が可能であり、よりダイナミックで視認し易い表示（ＡＲ表示）が実現される。この点は、例えば、図８（ｃ）の表示例（車速、制限速度の各虚像が同一の虚像表示面に表示される例）と比較すると明らかである。
【０１２４】
但し、立体的な表示（立体的なＡＲ表示）である分、ユーザー１の目の負担は大きくなるのは否めない。ここで、昼夜等の区別に応じた虚像表示距離の切り換え制御を採用することで、ユーザー１が虚像を視認する場合のピント調整（ピント合わせ）の負担が軽減され、よって、運転時の負荷の軽減が実現される。
【０１２５】
次に、図１６を参照して、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置における、虚像をダイナミックに移動させる応用例について説明する。図１６（ａ）は、多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置で、道路の制限速度の変更を予告する虚像を、遠方に、現在の制限速度の表示とは異なる態様で表示した例を示す図であり、図１６（ｂ）は、車両の進行に伴い、制限速度の変更を予告する虚像がダイナミックに接近してくる様子を示す図であり、図１６（ｃ）は、予告されていた制限速度が、現在の制限速度として表示された様子を示す図である。
【０１２６】
例えば、図１４（ｃ）の例（昼間に、４５面すべてを含む虚像表示面群ＰＬＳ２が選択される例）において、ユーザー１から見て、より近い位置にある手前面として、１枚の虚像表示面ＰＬ（３）を使用し、また、より遠くにある奥面として、１６枚の虚像表示面ＰＬ（３０）〜ＰＬ（４５）を使用する。図１６（ａ）に示されるように、手前面である虚像表示面ＰＬ（３）には、現在走行中の道路の（現時点における）制限速度情報（「６０ｋｍ／ｈ」）ＬＳＰ（１）が表示されている。ここで、もう少し走ると、制限速度が「８０ｋｍ／ｈ」に変更される場合に、その変更地点に到達した時点で、唐突に制限速度の表示を変更すると、ユーザー１がその表示の変更に気づかずに通り過ぎてしまう、あるいは、その唐突な変更に対して違和感を覚える、といった場合が有り得る。そこで、ここでは、奥面を利用して、制限速度の変更を予告することとする。図１６（ａ）に記載されるように、例えば、奥面としての虚像表示面ＰＬ（４５）に小さく、かつ、現時点の制限速度表示（制限速度情報）ＬＳＰ（１）とは異なる態様で（ここでは、表示が点滅する態様で）、制限速度の予告表示（「二重丸の内側に８０と記載される表示」）ＲＬＳＰがなされる。
【０１２７】
そして、図１６（ｂ）に記載されるように、車両が、制限速度の変更地点に接近するに伴い、制限速度の予告表示ＲＳＬＰを、手前側に移動させる。例えば、使用する虚像表示面を、ＰＬ（４５）を起点として、ＰＬ（３０）に向けて、次々と切り換えていくことで、このようなダイナミックな虚像の移動が可能となる。そして、図１６（ｃ）のように、制限速度の変更地点に到達すると、制限速度の予告表示が、現時点の制限速度表示ＬＳＰ（２）に切り得られる（言い換えれば、置き換わる）。この場合、置き換わるのではなく、移動してきた予告表示が後方に流れるように消えていき、一方、現時点の制限速度の表示が変更される、という態様であってもよい。このようにすれば、ユーザー１は、制限速度の変更を予め知ることができ、制限速度の変更を確実に認識でき、かつ、変更された後の制限速度に応じて、車速を高めるといったことが迅速にでき、より快適な運転環境が実現される。
【０１２８】
なお、「制限速度の変更の予告」は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、Ａ県からＢ県へと入る場合の、「県境の予告表示」、あるいは、「もう少し走ると、急激な右カーブがあることを示す、右に曲折する矢印の予告表示」等にも適用可能である。
【０１２９】
以上、図１４（ｃ）の昼間の例について説明したが、例えば、図１４（ｂ）の例（夜間の例）においては、例えば、手前面として、虚像表示面ＰＬ（１）を使用し、奥面として、虚像表示面ＰＬ（１５）〜ＰＬ（２０）を使用してもよい。
【０１３０】
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
【符号の説明】
【０１３１】
２・・・路面、３・・・前照灯、４・・・ダッシュボード、５・・・表示光、６・・・被投影部材（ウインドシールド等）、１０・・・車両、１１・・・虚像表示領域、１２・・・外光センサ、１４・・・車両情報取得部、１６・・・昼夜判定部、１８・・・ハイビーム／ロービーム検出部、２０・・・画像生成部、２２・・・投光制御部、２４・・・虚像表示距離制御部、３０・・・制御部、４２・・・投光部、４４・・・レンズ、４６・・・画像表示部としてのスクリーン（傾斜したスクリーンを含む）、４７・・・表示面、４８・・・光学系、４９・・・光学部材としての凹面鏡、５１・・・レンズ駆動部、５３・・・スクリーン駆動部、５５・・・光源駆動部、５６・・・光源部、５７・・・光源（ＬＤ)、５８・・・画像処理部、９１・・・位置制御信号生成部、９３・・・レンズ駆動部、９５・・・スクリーン駆動部  １００・・・ＨＵＤ装置、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ・・・注視領域、Ｑａ〜Ｑｃ・・・注視点、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ・・・車速を示す虚像、４００ａ、４００ｂ・・・虚像表示面、ＰＳ１、ＰＳ２・・・２面（２レイヤー）ＨＵＤ装置における虚像表示面、ＰＳ１０〜ＰＳ１３、ＰＬ（１）〜ＰＬ（４５）・・・多面（マルチレイヤー）ＨＵＤ装置における虚像表示面、ＰＬＳ１〜ＰＬＳ３・・・虚像表示面群、ＳＰ・・・車速情報（車速表示）、ＬＳＰ・・・制限速度情報（制限速度表示）、ＲＬＳＰ・・・予告制限速度情報（予告制限速度表示）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
2018168595.tif 000019
2018168595.tif 000020
2018168595.tif 000021
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