(57)【要約】【課題】ユーザから近距離の位置に情報を表示可能な領域をより広く確保することを可能にした虚像表示装置を提供する。【解決手段】映像を表示する手段として第１液晶ディスプレイ５及び第２液晶ディスプレイ６を備え、更に第１液晶ディスプレイ５に表示された映像の一部を透過させるとともに、第２液晶ディスプレイ６に表示された映像の全てを反射させるハーフミラー部材として凹面鏡７を備え、第１液晶ディスプレイ５に表示された映像の虚像が表示される領域は、第２液晶ディスプレイ６に表示された映像の虚像が表示される領域を含み、乗員から第１液晶ディスプレイ５に表示された映像の虚像までの距離である第１結像距離は、乗員から第２液晶ディスプレイ６に表示された映像の虚像までの距離である第２結像距離よりも短くなるようにするようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する表示領域として夫々独立して設置された第１表示領域及び第２表示領域と、
前記第１表示領域及び第２表示領域に表示された前記映像を反射させてユーザに視認させることによって前記映像の虚像を前記ユーザに視認させる反射部材と、
前記第１表示領域及び第２表示領域と前記反射部材とを結ぶ光路に沿って前記第１表示領域及び第２表示領域と前記反射部材との間に配置され、前記第１表示領域に表示された前記映像の一部を透過させるとともに、前記第２表示領域に表示された前記映像の全てを反射させるハーフミラー部材と、
前記第１表示領域に表示された映像の虚像が表示される第１虚像表示領域は、前記第２表示領域に表示された映像の虚像が表示される第２虚像表示領域を含み、
ユーザから前記第１表示領域に表示された映像の虚像までの距離である第１結像距離は、ユーザから前記第２表示領域に表示された映像の虚像までの距離である第２結像距離よりも短い虚像表示装置。
【請求項２】
前記第１表示領域の内、前記ハーフミラー部材を透過する映像を表示する領域については他の領域よりも映像の表示輝度を高くする請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項３】
前記第１表示領域の内、前記ハーフミラー部材を透過する映像を表示する領域については、前記ハーフミラー部材の透過率に応じて映像の表示輝度を設定する請求項２に記載の虚像表示装置。
【請求項４】
水平方向に対する前記反射部材の角度と、水平方向に対する前記第１表示領域の角度は逆方向で同一角度をなす請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の虚像表示装置。
【請求項５】
前記第１表示領域から前記反射部材を透過してユーザを結ぶ第１光路と、前記第２表示領域から前記反射部材を反射してユーザを結ぶ第２光路とが異なる長さとなる請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の虚像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが視認する虚像を表示する虚像表示装置に関する。
【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）のような人間の目の錯覚を利用して実際に映像が表示された位置と異なる空間上に映像を視認させる虚像表示装置がある。
【０００３】
ここで、虚像表示装置によってより効果的な情報の提供を行う為には、虚像の位置（より具体的には虚像を視認するユーザから虚像までの距離であり、以下結像距離という）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表示する為には、その障害物が実際に存在する位置に虚像があることが望ましい。また、道路の右左折を案内する虚像を表示する場合には、右左折する地点に虚像があることが望ましい。一方で、車速を表示する虚像や地図画像の虚像等については環境に重畳しないようにできる限りユーザに近い位置にあることが望ましい。即ち、虚像の種類毎にその虚像に適した結像距離は異なる。
【０００４】
しかしながら、結像距離は虚像を視認するユーザから映像を表示する映像表示面（スクリーン、液晶ディスプレイ等）までの距離に依存するので、基本的に同一の結像距離にしか虚像を表示することはできなかった。そこで、特開２０１４−５５８４７号公報には、虚像用表示部に加えて実像用表示部を設けることによって、実像と虚像の２つの映像をユーザからの距離が異なる位置にそれぞれ同時に視認させることを可能にした技術について提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−５５８４７号公報（第３−５頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の表示装置では、実像用表示部によって実像が表示される領域（即ち近距離に情報が表示される領域）を広げることが難しい問題があった。即ち、特許文献１において実像が表示される領域を広げる為には、実像用表示部や実像を透過させるハーフミラーを大きくする必要があるが、それらは装置の大型化につながることとなる。従って、ユーザから近距離の位置に表示する情報が限られる問題があった。
【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、ユーザからの距離が異なる複数の位置に虚像を視認させることを可能にする一方で、ユーザから近距離の位置に情報を表示可能な領域をより広く確保することを可能にした虚像表示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虚像表示装置は、映像を表示する表示領域として夫々独立して設置された第１表示領域及び第２表示領域と、前記第１表示領域及び第２表示領域に表示された前記映像を反射させてユーザに視認させることによって前記映像の虚像を前記ユーザに視認させる反射部材と、前記第１表示領域及び第２表示領域と前記反射部材とを結ぶ光路に沿って前記第１表示領域及び第２表示領域と前記反射部材との間に配置され、前記第１表示領域に表示された前記映像の一部を透過させるとともに、前記第２表示領域に表示された前記映像の全てを反射させるハーフミラー部材と、前記第１表示領域に表示された映像の虚像が表示される第１虚像表示領域は、前記第２表示領域に表示された映像の虚像が表示される第２虚像表示領域を含み、ユーザから前記第１表示領域に表示された映像の虚像までの距離である第１結像距離は、ユーザから前記第２表示領域に表示された映像の虚像までの距離である第２結像距離よりも短い。
尚、「光路」とは、表示領域に用いられる光源（例えばＬＥＤ等）から出力された光が通る経路をいう。
また、「ハーフミラー」は、透過率と反射率が必ずしも同じである必要はなく、入射した光の一部を透過し、一部を反射する部材（ビームスプリッター）であれば良い。
【発明の効果】
【０００９】
前記構成を有する本発明に係る虚像表示装置によれば、２つの独立した表示領域を配置するとともにハーフミラー部材によって、近距離用の映像を表示する表示領域に表示された映像の一部についてはハーフミラー部材を透過させてユーザに視認させるので、ユーザからの距離が異なる複数の位置に虚像を視認させることを可能にする一方で、ユーザから近距離の位置に情報を表示可能な領域をより広く確保することが可能となる。また、第１虚像表示領域と第２虚像表示領域とを、ユーザの視線方向において重複させることが可能となる。従って、虚像による情報を２レイヤで表現（異なる距離に複数の虚像を表現）することが可能であり、１レイヤに比べるとより見やすく分かり易い表現が可能となる。
【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】ＨＵＤにおいて形成される光路を示した図である。
【図４】虚像の生成される位置を説明した図である。
【図５】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６】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７】第１液晶ディスプレイの映像表示領域を示した図である。
【図８】遠距離に虚像を表示しない場合における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９】遠距離に虚像を表示する場合における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、本発明に係る虚像表示装置について、車両に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置に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、内部に映像を表示する第１液晶ディスプレイ５と第２液晶ディスプレイ６を有する。そして、第１液晶ディスプレイ５や第２液晶ディスプレイ６に表示された映像を、後述のようにＨＵＤ１が備える凹面鏡７を介し、更に運転席の前方のフロントウィンドウ８に反射させて車両２の乗員９に視認させるように構成されている。尚、第１液晶ディスプレイ５や第２液晶ディスプレイ６に表示される映像としては、車両２に関する情報や乗員９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）、路面に表示する警告（追突注意、制限速度等）、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８を反射して乗員９が第１液晶ディスプレイ５や第２液晶ディスプレイ６に表示された映像を視認した場合に、乗員９にはフロントウィンドウ８の位置ではなく、フロントウィンドウ８の先の遠方の位置に第１液晶ディスプレイ５や第２液晶ディスプレイ６に表示された映像が虚像１０として視認されるように構成される。尚、乗員９が視認できる虚像１０は第１液晶ディスプレイ５や第２液晶ディスプレイ６に表示された映像であるが、凹面鏡７やその他のミラーを介することによって上下方向や左右方向が反転する場合があり、それらの反転を考慮して第１液晶ディスプレイ５や第２液晶ディスプレイ６の映像の表示を行う必要がある。また、凹面鏡７を介することによってサイズも変更する。
【００１５】
ここで、虚像１０を生成する位置、より具体的には乗員９から虚像１０までの距離（以下、結像距離という）については、ＨＵＤ１が備える凹面鏡７の曲率、第１液晶ディスプレイ５や第２液晶ディスプレイ６と凹面鏡７との相対位置等によって適宜設定することが可能である。例えば、凹面鏡７の曲率が固定であれば、第１液晶ディスプレイ５や第２液晶ディスプレイ６において映像の表示された位置から乗員９までの光路に沿った距離（光路長）によって結像距離が決定される。
【００１６】
そして、本実施形態に係るＨＵＤ１は、映像を表示する表示装置として２つの第１液晶ディスプレイ５と第２液晶ディスプレイ６を備える。そして、第１液晶ディスプレイ５に表示された映像に基づく虚像１０（以下、第１虚像１０Ａという）と、第２液晶ディスプレイ６に表示された映像に基づく虚像１０（以下、第２虚像１０Ｂという）とをそれぞれ同時に生成することが可能である。また、後述のように第１液晶ディスプレイ５から乗員９までを結ぶ光路の光路長と、第２液晶ディスプレイ６から乗員９までを結ぶ光路の光路長とが異なっている。例えば第１虚像１０Ａの結像距離Ｌ１が２．５ｍ、第２虚像１０Ｂの結像距離Ｌ２が２０ｍとなるように各光路の光路長が設定されている。乗員９から視認した場合に第１虚像１０Ａと第２虚像１０Ｂを重複させて視認させることも可能である。
【００１７】
また、本実施形態のＨＵＤ１は、後述のように凹面鏡７をハーフミラー化することによって、第１虚像１０Ａの表示領域を装置の容積に比べてより広く確保することを可能とし、更に第２液晶ディスプレイ６から乗員９までを結ぶ光路の光路長を、装置の容積に比べてより長く確保可能に構成している。
【００１８】
また、車両のフロントバンパの上方やルームミラーの裏側等にはフロントカメラ１１が設置される。フロントカメラ１１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た撮像装置であり、光軸方向を車両の進行方向前方に向けて設置される。そして、フロントカメラ１１により撮像された撮像画像に対して画像処理が行われることによって、フロントウィンドウ８越しに乗員９に視認される前方環境（即ち虚像１０が重畳される環境）の状況等が検出される。尚、フロントカメラ１１の代わりにミリ波レーダ等のセンサを用いても良い。
【００１９】
次に、図２及び図３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。図３は、本実施形態に係るＨＵＤ１によって形成される光路を示した図である。
【００２０】
図２に示すようにＨＵＤ１は、第１液晶ディスプレイ５と、第２液晶ディスプレイ６と、凹面鏡７と、カバーガラス１５と、制御回路部１６と、ＣＡＮインターフェース１７とから基本的に構成されている。
【００２１】
ここで、第１液晶ディスプレイ５及び第２液晶ディスプレイ６は光源としてバックライトを用い、バックライトからの光を出力することによって、前面に設けられた映像表示面に対して映像を表示する機能を有する映像表示装置である。バックライトとしては、例えばＣＣＦＬ（冷陰極管）や白色ＬＥＤが用いられる。尚、映像を表示する手段としては、液晶ディスプレイ以外に、有機ＥＬディスプレイや液晶プロジェクタとスクリーンの組み合わせを用いても良い。尚、特に第１液晶ディスプレイ５については領域毎にバックライトの輝度（即ち映像の表示輝度）を変更する機能を有する。
【００２２】
また、図３に示すように第１液晶ディスプレイ５と第２液晶ディスプレイ６は、映像を表示す映像表示面が互いに対向する位置及び向きで配置される。また、第１液晶ディスプレイ５において映像を表示す映像表示面は、水平方向よりも上方を向く角度で配置される。一方で、第２液晶ディスプレイ６において映像を表示す映像表示面は、水平方向で凹面鏡７に対向する位置に配置される。また、図３に示すように水平方向に対するフロントウィンドウ８の角度と、水平方向に対する第１液晶ディスプレイ５の角度は、逆方向で同一角度θをなす。それによって、ＨＵＤ１によって生成される虚像の角度を鉛直方向とすることが可能となる。
【００２３】
一方、凹面鏡７は、図２及び図３に示すように第１液晶ディスプレイ５とフロントウィンドウ８とを結ぶ光路に沿って第１液晶ディスプレイ５とフロントウィンドウ８との間で、且つ第２液晶ディスプレイ６とフロントウィンドウ８とを結ぶ光路に沿って第２液晶ディスプレイ６とフロントウィンドウ８との間に配置される。より具体的には第１液晶ディスプレイ５の上方領域の前面に配置されており、特に対向する位置にある第２液晶ディスプレイ６に表示された映像を拡大して反射させて乗員９に視認させる投影鏡である。尚、凹面鏡７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。
【００２４】
また、凹面鏡７は、ハーフミラーによって形成されており、背面側に位置する第１液晶ディスプレイ５に表示された映像については透過して乗員９に視認させる。尚、第１液晶ディスプレイ５に表示された映像の全てが透過されるのではなく、凹面鏡７の裏側に位置するエリアに表示される映像のみが透過され、透過された映像は透過されなかった映像とともにフロントウィンドウ８に反射されて乗員９に視認される。
【００２５】
尚、凹面鏡７は、例えば透過率と反射率が同じハーフミラーとするが、ハーフミラーは必ずしも透過率と反射率が同じである必要はなく、入射した光の一部を透過し、一部を反射する部材（ビームスプリッター）であれば良い。例えばハーフミラーを透過率４０％、反射率６０％や、透過率６０％、反射率４０％としても良い。
【００２６】
また、凹面鏡７のサイズについては第１液晶ディスプレイ５や第２液晶ディスプレイ６の大きさに基づいて適宜設定される。具体的には、第１液晶ディスプレイ５から入射される映像の一部のみ透過させ、且つ第２液晶ディスプレイ６から入射される映像の全てを反射させることが可能なサイズとする。尚、第１液晶ディスプレイ５により生成される第１虚像１０Ａの視認性を向上させる為には凹面鏡７はできる限り小さい方が望ましい。従って、凹面鏡７のサイズは、第２液晶ディスプレイ６から入射される映像を全て反射させることが可能な最小のサイズとする。
【００２７】
また、第１液晶ディスプレイ５から凹面鏡７を透過してフロントウィンドウ８によって反射されて乗員９へと到る第１光路の光路長と、第２液晶ディスプレイ６から凹面鏡７を反射し、更にフロントウィンドウ８に反射されて乗員９へと到る第２光路の光路長は長さが異なり、第１光路の光路長の方がより短くなっている。その結果、図４に示すように第１光路によって乗員９に視認される虚像である第１虚像１０Ａの位置は、第２光路によって乗員９に視認される虚像である第２虚像１０Ｂの位置よりも近傍に位置する。例えば第１虚像１０Ａの結像距離Ｌ１は２．５ｍ、第２虚像１０Ｂの結像距離Ｌ２が２０ｍとなるように光路長が設定されている。また、図４に示すように乗員９から第１虚像１０Ａが視認される領域（第１虚像１０Ａが表示される領域であり、以下第１虚像表示領域という）と第２虚像１０Ｂが視認される領域（第２虚像１０Ｂが表示される領域であり、以下第２虚像表示領域という）とは乗員９の視線方向において重複している。特に本実施形態では、凹面鏡７をハーフミラー部材とすることによって、凹面鏡７の裏側に位置する第１液晶ディスプレイ５の表示領域についても活用できるので、第１虚像表示領域を広く確保できる。特に第１虚像表示領域は第２虚像表示領域よりも大きく、第１虚像表示領域は第２虚像表示領域を含む。従って、虚像による情報を手前と奥の２レイヤで表現（複数の虚像を重ねて表現）することが可能であり、１レイヤに比べるとより見やすく分かり易い表現が可能となる。
【００２８】
但し、第１虚像表示領域と第２虚像表示領域とは重なるが、本実施形態では後述のように、第２虚像１０Ｂを表示する場合には、第２虚像１０Ｂと重複する範囲では第１虚像１０Ａを表示しないように表示領域を制限するので、第１虚像１０Ａと第２虚像１０Ｂとは基本的に重複して視認されない。但し、重複して視認させることも可能である。
【００２９】
また、第１液晶ディスプレイ５と第２液晶ディスプレイ６には基本的に異なる映像が表示される。第１液晶ディスプレイ５には乗員９に対して近傍に表示するのに適した情報である『現在車速』、『シフト位置』、『交差点拡大図』、『レーン案内』、『エコインジケータ』等が表示される。一方、第２液晶ディスプレイ６には乗員９に対して遠方に表示するのに適した情報である『案内経路に基づく案内情報（右左折方向を示す矢印等）』等が表示される。
【００３０】
また、カバーガラス１５は、ＨＵＤ１の上面に配置された透過性の板状部材である。そして、第１液晶ディスプレイ５や第２液晶ディスプレイ６に表示された映像は凹面鏡７によって反射或いは透過され、カバーガラス１５を介して乗員９に視認させる。尚、カバーガラス１５としてはフレネルレンズを用いても良い。また、カバーガラス１５としてフレネルレンズを用いる場合には、凹面鏡７の代わりに平面の鏡を用いることも可能である。
【００３１】
また、制御回路部１６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５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。
【００３２】
図５に示すように制御回路部１６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、後述の虚像表示処理プログラム（図６参照）等が記録されたＲＯＭ３３、ＲＯＭ３３から読み出したプログラム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１６は、第１液晶ディスプレイ５及び第２液晶ディスプレイ６と接続され、第１液晶ディスプレイ５及び第２液晶ディスプレイ６の駆動制御を行う。
【００３３】
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１７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等から取得した情報を表示可能に構成する。
【００３４】
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６に基づき説明する。図６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電源(accessory power supply)がＯＮされた後に実行され、ＨＵＤ１によって車両の乗員に視認させる虚像を生成するプログラムである。尚、以下の図６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。
【００３５】
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、ナビゲーション装置４８等からの指示に基づいて、ＨＵＤ１によって表示対象となるコンテンツと、該コンテンツを表示する対象となる液晶ディスプレイ（第１液晶ディスプレイ５又は第２液晶ディスプレイ６）を設定する。ここで、ＨＵＤ１によって表示対象となるコンテンツとしては、車両２に関する情報や乗員９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）、路面に表示する警告（追突注意、制限速度等）、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。特に本実施形態では、第１液晶ディスプレイ５表示対象とするコンテンツを『現在車速』、『シフト位置』、『交差点拡大図』、『レーン案内』、『エコインジケータ』とし、第２液晶ディスプレイ６に表示対象とするコンテンツを『案内経路に基づく案内情報（右左折方向を示す矢印等）』とする。
【００３６】
次に、Ｓ２においてＣＰＵ３１は、第２液晶ディスプレイ６に表示対象とするコンテンツ、即ち遠方に生成する第２虚像１０Ｂとして表示するコンテンツがあるか否か判定する。尚、本実施形態では第２液晶ディスプレイ６に表示対象とするコンテンツを『案内経路に基づく案内情報（右左折方向を示す矢印等）』とするので、例えば案内交差点が車両に接近している場合には、第２液晶ディスプレイ６に表示対象とするコンテンツがあると判定される。
【００３７】
そして、第２液晶ディスプレイ６に表示対象とするコンテンツがあると判定された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、即ち第１虚像１０Ａと第２虚像１０Ｂの両方を表示すると判定された場合には、Ｓ５へと移行する。それに対して、第２液晶ディスプレイ６に表示対象とするコンテンツがないと判定された場合（Ｓ２：ＮＯ）、即ち、第１虚像１０Ａのみを表示すると判定された場合には、Ｓ３へと移行する。
【００３８】
Ｓ３においてＣＰＵ３１は、第１液晶ディスプレイ５の映像表示領域の内、凹面鏡７を透過する映像を表示する領域について、他の領域よりも映像の表示輝度を２倍に設定する。具体的には、図７に示すように第１液晶ディスプレイ５の映像表示領域の内、凹面鏡７を透過する映像を表示する領域（即ち、凹面鏡７の裏側に位置する領域）５１について、他の領域５２よりもバックライトの輝度を２倍に設定する。尚、本実施形態では領域５１の表示輝度を領域５２の表示輝度の２倍に設定するが、表示輝度については凹面鏡７の透過率に応じて設定するのが望ましい。即ち、凹面鏡７の透過率が低いほど、領域５１に表示された映像の視認性が低下するので、表示輝度をより高く設定するのが望ましい。
【００３９】
その後、Ｓ４においてＣＰＵ３１は、第１液晶ディスプレイ５の全映像表示領域（図７の領域５１と領域５２を含む）を対象として、第１虚像１０Ａを生成する為の映像を前記Ｓ３で設定された輝度で出力する。例えば、『車速』、『シフト位置』、『交差点拡大図』、『レーン案内』、『エコインジケータ』の５項目に関する情報の映像が第１液晶ディスプレイ５に出力される。その結果、上記情報の映像の虚像が乗員９の視認可能な近傍の表示領域（例えば２．５ｍ前方の運転者の視野領域）に表示される。
【００４０】
ここで、図８は前記Ｓ４においてＨＵＤ１によって表示される情報の一例を示した図である。
図８に示すように、車両の進行方向の近傍距離（２．５ｍ）前方の位置に、第１虚像１０Ａとして車両の現在の車速を示す虚像６１、車両の現在のシフト位置を示す虚像６２、交差点拡大図を示す虚像６３、レーン案内を示す虚像６４、エコインジケータを示す虚像６５をそれぞれ生成する。尚、第１液晶ディスプレイ５の映像の表示領域の内、凹面鏡７を透過する映像を表示する領域５１に表示される映像については、凹面鏡７を介して視認されるので他の領域５２よりも視認性が低下することとなるが、前述したように領域５１については他の領域５２よりも表示輝度を高く設定するので、結果的に各虚像６１〜６５は同一の輝度（同一の視認態様）で表示される。従って、凹面鏡７の裏側に位置する領域も用いたより広い表示領域に対して、視認性の良い虚像を生成することが可能である。
【００４１】
一方、Ｓ５においてＣＰＵ３１は、第２液晶ディスプレイ６の全映像表示領域を対象として、第２虚像１０Ｂを生成する為の映像を出力する。例えば、『案内経路に基づく案内情報（右左折方向を示す矢印等）』の映像が第２液晶ディスプレイ６に出力される。その結果、上記情報の映像の虚像が乗員９の視認可能な遠方の表示領域（例えば２０ｍ前方の運転者の視野領域）に表示される。
【００４２】
更に、Ｓ６においてＣＰＵ３１は、第１液晶ディスプレイ５の映像表示領域の内、凹面鏡７を透過する映像を表示する領域を除いた領域（図７の領域５２）を対象として、第１虚像１０Ａを生成する為の映像を前記Ｓ３で設定された輝度で出力する。例えば、『車速』、『シフト位置』、『交差点拡大図』、『レーン案内』、『エコインジケータ』の５項目に関する情報の映像が第１液晶ディスプレイ５に出力される。その結果、上記情報の映像の虚像が乗員９の視認可能な近傍の表示領域（例えば２．５ｍ前方の運転者の視野領域）に表示される。尚、前記Ｓ４と比べて映像の表示領域が狭くなるので、一部のコンテンツを表示対象から除いたり、コンテンツの配置を変更したり、表示サイズを小さくする。
【００４３】
ここで、図９は前記Ｓ５及びＳ６においてＨＵＤ１によって表示される情報の一例を示した図である。
図９に示すように、車両の進行方向の近傍距離（２．５ｍ）前方の位置に、第１虚像１０Ａとして車両の現在の車速を示す虚像６１、車両の現在のシフト位置を示す虚像６２、交差点拡大図を示す虚像６３、レーン案内を示す虚像６４、エコインジケータを示す虚像６５をそれぞれ生成する。更に、車両の進行方向の遠方距離（２０ｍ）前方の位置に、第２虚像１０Ｂとして案内交差点での進行方向を示す虚像６６を生成する。
【００４４】
第１虚像１０Ａが視認される領域と第２虚像１０Ｂが視認される領域とは乗員９の視線方向において前後方向に同時配置される。従って、虚像による情報を手前と奥の２レイヤで表現（異なる距離に複数の虚像を表現）することが可能であり、１レイヤに比べるとより見やすく分かり易い表現が可能となる。また、第１液晶ディスプレイ５の映像の表示領域の内、凹面鏡７を透過する映像を表示する領域５１には映像が表示されないので、第１液晶ディスプレイ５及び第２液晶ディスプレイ６の表示輝度を補正しなかったとしても各虚像６１〜６６は同一の輝度（同一の視認態様）で表示される。
【００４５】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るＨＵＤ１によれば、映像を表示する手段として第１液晶ディスプレイ５及び第２液晶ディスプレイ６を備え、更に第１液晶ディスプレイ５及び第２液晶ディスプレイ６とフロントウィンドウ８とを結ぶ光路に沿って第１液晶ディスプレイ５及び第２液晶ディスプレイ６とフロントウィンドウ８との間に配置され、第１液晶ディスプレイ５に表示された映像の一部を透過させるとともに、第２液晶ディスプレイ６に表示された映像の全てを反射させるハーフミラー部材として凹面鏡７を備え、第１液晶ディスプレイ５に表示された映像の虚像が表示される領域は、第２液晶ディスプレイ６に表示された映像の虚像が表示される領域を含み、乗員から第１液晶ディスプレイ５に表示された映像の虚像までの距離である第１結像距離は、乗員から第２液晶ディスプレイ６に表示された映像の虚像までの距離である第２結像距離よりも短くなるようにするので、乗員からの距離が異なる複数の位置に虚像を視認させることを可能にする一方で、乗員から近距離の位置に情報を表示可能な領域をより広く確保することが可能となる。また、第１虚像１０Ａが表示される領域と第２虚像１０Ｂが表示される領域とを、乗員の視線方向において重複させることが可能となる。従って、虚像による情報を２レイヤで表現（異なる距離に複数の虚像を表現）することが可能であり、１レイヤに比べるとより見やすく分かり易い表現が可能となる。
【００４６】
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８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８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（反射部材）はフロントウィンドウ８自身ではなくフロントウィンドウ８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。
【００４７】
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。
【００４８】
また、本実施形態では第２虚像１０Ｂを表示する場合には、第２虚像１０Ｂと重複する範囲で第１虚像１０Ａを表示しないように制御している（Ｓ６）が、第２虚像１０Ｂと重複する範囲についても第１虚像１０Ａを表示してもよい。即ち、前記Ｓ６において第１液晶ディスプレイ５の映像表示領域の内、凹面鏡７を透過する映像を表示する領域５１についても映像の表示対象に含めても良い。尚、その場合には領域５１については他の領域５２よりも表示輝度を高く設定するのが望ましい。それによって、第１虚像１０Ａが視認される領域と第２虚像１０Ｂが視認される領域とが乗員９の視線方向において重複する。即ち、虚像による情報を手前と奥の２レイヤで表現（複数の虚像を前後に重ねて表現）することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態では、虚像生成処理プログラム（図６）の処理をＨＵＤ１のＣＰＵ３１が実行する構成としているが、実行主体は適宜変更することが可能である。例えば、ナビゲーション装置４８の制御部、車両制御ＥＣＵ、その他の車載器が実行する構成としても良い。
【００５０】
また、本発明に係る虚像表示装置を具体化した実施例について上記に説明したが、虚像表示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。
【００５１】
例えば、第１の構成は以下のとおりである。
映像を表示する表示領域として夫々独立して設置された第１表示領域（５）及び第２表示領域（６）と、前記第１表示領域及び第２表示領域に表示された前記映像を反射させてユーザに視認させることによって前記映像の虚像を前記ユーザに視認させる反射部材（８）と、前記第１表示領域及び第２表示領域と前記反射部材とを結ぶ光路に沿って前記第１表示領域及び第２表示領域と前記反射部材との間に配置され、前記第１表示領域に表示された前記映像の一部を透過させるとともに、前記第２表示領域に表示された前記映像の全てを反射させるハーフミラー部材（７）と、前記第１表示領域に表示された映像の虚像が表示される第１虚像表示領域は、前記第２表示領域に表示された映像の虚像が表示される第２虚像表示領域を含み、ユーザから前記第１表示領域に表示された映像の虚像までの距離である第１結像距離は、ユーザから前記第２表示領域に表示された映像の虚像までの距離である第２結像距離よりも短い。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、２つの独立した表示領域を配置するとともにハーフミラー部材によって、近距離用の映像を表示する表示領域に表示された映像の一部についてはハーフミラー部材を透過させてユーザに視認させるので、ユーザからの距離が異なる複数の位置に虚像を視認させることを可能にする一方で、ユーザから近距離の位置に情報を表示可能な領域をより広く確保することが可能となる。また、第１虚像表示領域と第２虚像表示領域とを、ユーザの視線方向において重複させることが可能となる。従って、虚像による情報を２レイヤで表現（複数の虚像を前後に重ねて表現）することが可能であり、１レイヤに比べるとより見やすく分かり易い表現が可能となる。
【００５２】
また、第２の構成は以下のとおりである。
前記第１表示領域（５）の内、前記ハーフミラー部材（７）を透過する映像を表示する領域（５１）については他の領域（５２）よりも映像の表示輝度を高くする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、ハーフミラー部材を透過して視認される領域に表示される映像の虚像は他の領域に表示される映像の虚像よりも一般的に視認性が低下する虞があるが、該当領域のみ表示輝度を高くすることによって生成される虚像の視認性が低下することを防止することが可能となる。
【００５３】
また、第３の構成は以下のとおりである。
前記第１表示領域（５）の内、前記ハーフミラー部材（７）を透過する映像を表示する領域（５１）については、前記ハーフミラー部材の透過率に応じて映像の表示輝度を設定する。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、ハーフミラー部材の透過率に応じた最適な表示輝度を設定することが可能となる。それによって、第１表示領域のどの領域に映像を表示した場合であっても均一な品質の虚像を生成することが可能となる。
【００５４】
また、第４の構成は以下のとおりである。
水平方向に対する前記反射部材（８）の角度と、水平方向に対する前記第１表示領域（５）の角度は逆方向で同一角度をなす。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、ユーザから視認される虚像の角度を鉛直方向とすることができるので、ユーザに見やすい虚像を生成することが可能となる。
表現が可能となる。
【００５５】
また、第５の構成は以下のとおりである。
前記第１表示領域（５）から前記反射部材（８）を透過してユーザを結ぶ第１光路と、前記第２表示領域（６）から前記反射部材（８）を反射してユーザを結ぶ第２光路とが異なる長さとなる。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、装置を大型化することなく、光路長の異なる２つの光路を生成でき、ユーザからの距離が異なる複数の位置に同時に虚像を視認させることが可能となる。
【符号の説明】
【００５６】
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
５      第１液晶ディスプレイ
６      第２液晶ディスプレイ
７      凹面鏡
８      フロントウィンドウ
９      乗員
１０Ａ  第１虚像
１０Ｂ  第２虚像
３１    ＣＰＵ
３２    ＲＡＭ
３３    ＲＯＭ
３４    フラッシュメモリ
【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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