(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザに対象物を確実に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。【解決手段】プロジェクタから映像を固定の第１スクリーン及び移動可能な第２スクリーンに投射し、第１スクリーン及び第２スクリーンに投射された映像を車両のフロントウィンドウに反射させて車両の乗員に視認させることによって、車両の乗員が視認する映像の虚像を生成する。また、対象物６１に対する警告の映像８Ｂを虚像として生成する場合において、ユーザと対象物６１とが所定距離以内に接近する前までに第２スクリーンの移動が完了しないと判定された場合には、対象物６１と第１スクリーンと第２スクリーンの位置関係に基づいて、第１スクリーン及び第２スクリーンの内から対象物６１を警告する映像８Ａを投射する対象となるスクリーンを選択するように構成する。【選択図】図１９
2015074391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンと、
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、を有するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記スクリーンは、第１スクリーンと第２スクリーンとを含み、
前記第１スクリーンは、前記プロジェクタの光路に対して位置が固定され、前記光路に対して固定された位置に前記第１スクリーンに投射された前記映像の虚像である第１虚像を生成する固定スクリーンであり、
前記第２スクリーンは、前記光路に沿って移動することによって、前記光路に対して前記第２スクリーンに投射された前記映像の虚像である第２虚像が生成される位置を変更する移動スクリーンであり、
前記映像は前記虚像を視認するユーザの周辺にある対象物を警告する映像であって、
前記ユーザから前記対象物までの距離を取得する距離取得手段と、
前記距離取得手段によって取得された距離に基づいて、前記第２虚像を生成する位置を決定する虚像位置決定手段と、
前記虚像位置決定手段により決定された位置に前記第２虚像を生成する為に、前記第２スクリーンを前記光路に沿って移動させるスクリーン移動手段と、
前記ユーザと前記対象物とが所定距離以内に接近する前までに、前記スクリーン移動手段による前記第２スクリーンの移動が完了するか否か判定する移動判定手段と、
前記移動判定手段によって前記ユーザと前記対象物とが所定距離以内に接近する前までに、前記スクリーン移動手段による前記第２スクリーンの移動が完了すると判定された場合に、前記対象物を警告する映像を前記第２スクリーンに投射する第１投射手段と、
前記移動判定手段によって前記ユーザと前記対象物とが所定距離以内に接近する前までに、前記スクリーン移動手段による前記第２スクリーンの移動が完了しないと判定された場合に、前記対象物と前記第１スクリーンと前記第２スクリーンの位置関係に基づいて、前記第１スクリーン及び前記第２スクリーンの内から前記対象物を警告する映像を投射する対象となるスクリーンを選択する投射対象選択手段と、
前記投射対象選択手段により選択されたスクリーンに対して前記対象物を警告する映像を投射する第２投射手段と、を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記第１虚像が生成される位置は、前記第２スクリーンの位置に関わらず、前記光路に沿って前記第２虚像よりも前記ユーザ側となることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記移動判定手段は、
前記ユーザに対する前記対象物の相対速度と相対位置とに基づいて、前記ユーザと前記対象物とが近接するまでの第１所要時間を算出し、
前記第２スクリーンの現在位置と前記虚像位置決定手段により決定された前記第２虚像の位置とに基づいて、前記スクリーン移動手段による前記第２スクリーンの移動に必要な第２所要時間を算出し、
前記第２所要時間が前記第１所要時間の所定割合以下である場合に、前記ユーザと前記対象物とが所定距離以内に接近する前までに、前記スクリーン移動手段による前記第２スクリーンの移動が完了すると判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記投射対象選択手段は、前記第１スクリーン及び前記第２スクリーンの内、前記対象物から生成される前記虚像までの距離が近いスクリーンを選択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】
前記投射対象選択手段によって前記第２スクリーンが選択された場合には、前記スクリーン移動手段による前記第２スクリーンの移動を開始するとともに、該移動する前記第２スクリーンに対して前記第２投射手段による前記映像の投射を開始することを特徴とする請求項１乃至請求項４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６】
前記投射対象選択手段によって前記第１スクリーンが選択された場合には、前記スクリーン移動手段による前記第２スクリーンの移動を開始するとともに、前記第１スクリーンに対して前記第２投射手段による前記映像の投射を開始し、
前記第２投射手段は、前記スクリーン移動手段による前記第２スクリーンの移動が完了した後には、前記第１スクリーンから前記第２スクリーンへと前記映像の投射対象を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項４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７】
前記第１投射手段及び前記第２投射手段は、前記対象物を警告する映像を前記第１スクリーンに投射する場合と前記第２スクリーンに投射する場合とで、該映像の内容を異なる内容とすることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか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、移動体に搭載可能であって、移動体の乗員が視認する各種映像を生成するヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両等の移動体の乗員に対して経路案内や障害物の警告等の運転情報を提供する情報提供手段として、様々な手段が用いられている。例えば、移動体に設置された液晶ディスプレイによる表示や、スピーカから出力する音声等である。そして、近年、このような情報提供手段の一つとして、ヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤという）がある。
【０００３】
ここで、例えば移動体として特に車両に対して設置されたＨＵＤは、特開２００９−１５０９４７に記載されているように、車両の乗員から見て車両のウィンドウ（例えばフロントウインドウ）の前方に、前方視野の前景に重畳して、運転情報（例えば、速度表示、経路案内表示等）を虚像として生成することが可能である。その結果、乗員は運転情報を視認する際に視線移動を極力少なくすることが可能であり、運転時の負担をより少なくすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５０９４７号公報（第５−６頁、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、車両の乗員に対して虚像を用いた車両周辺環境への警告や案内を行う場合には、虚像を生成する位置（より具体的には乗員から虚像までの距離）を適切に設定することが重要である。例えば、他車両や歩行者等の対象物が車両の周辺に位置する場合において、該対象物に対する警告の虚像を生成する為には、その対象物が実際に存在する位置に虚像を生成することが望ましい。その結果、ユーザに対象物を確実に視認させることが可能となる。
【０００６】
そして、上記特許文献１の技術では、プロジェクタからの映像を投射する対象となるスクリーンの位置を光路に沿って前後に移動可能に構成し、虚像を生成する位置（具体的には、虚像を視認するユーザから虚像までの位置）を調整することが開示されている。その結果、ユーザから対象物までの距離を検出し、検出した距離に対応する位置にスクリーンを移動させることによって、対象物が実際に存在する位置に虚像を生成することが可能となる。但し、スクリーンの移動にはモータ等の駆動手段が用いられので、例えば現在のスクリーンの位置が目標位置から大きく離れている場合には、スクリーンを移動させるのに移動距離に応じた一定の時間が必要となる。
【０００７】
従って、対象物がユーザから比較的近い位置に出現した後にユーザ側へと移動する場合等では、対象物が存在する位置に虚像を生成する為にスクリーンを移動させている間、即ち、虚像を生成する前に対象物がユーザと近接してしまう虞がある。その結果、対象物に対する適切な警告を行うことができない問題があった。
【０００８】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、プロジェクタによる映像の投射対象となるスクリーンとして、移動可能に構成された移動スクリーン以外に位置の固定された固定スクリーンを備え、移動スクリーンの移動が間に合わない場合であっても移動スクリーンと固定スクリーンとを選択的に用いて対象物への警告を行うことによって、ユーザに対象物を確実に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】
【０００９】
前記目的を達成するため本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置（１）は、スクリーン（２０、２１）と、映像をスクリーンに投射するプロジェクタ（４）と、スクリーンに投射された映像から映像の虚像を生成する虚像生成手段（１１、１２）と、を有し、ユーザに視認可能な虚像を生成するヘッドアップディスプレイ装置である。また、スクリーンは、第１スクリーン（２０）と第２スクリーン（２１）とを含み、第１スクリーンは、プロジェクタの光路に対して位置が固定され、光路に対して固定された位置に第１スクリーンに投射された映像の虚像である第１虚像を生成する固定スクリーンである。一方、第２スクリーンは、光路に沿って移動することによって、光路に対して第２スクリーンに投射された映像の虚像である第２虚像が生成される位置を変更する移動スクリーンである。また、映像は虚像を視認するユーザの周辺にある対象物を警告する映像であって、ユーザから対象物までの距離を取得する距離取得手段（３１）と、距離取得手段によって取得された距離に基づいて、第２虚像を生成する位置を決定する虚像位置決定手段（３１）と、虚像位置決定手段により決定された位置に第２虚像を生成する為に、第２スクリーンを光路に沿って移動させるスクリーン移動手段（３１）と、ユーザと対象物とが所定距離以内に接近する前までに、スクリーン移動手段による第２スクリーンの移動が完了するか否か判定する移動判定手段（３１）と、移動判定手段によってユーザと対象物とが所定距離以内に接近する前までに、スクリーン移動手段による第２スクリーンの移動が完了すると判定された場合に、対象物を警告する映像を第２スクリーンに投射する第１投射手段（３１）と、移動判定手段によってユーザと対象物とが所定距離以内に接近する前までに、スクリーン移動手段による第２スクリーンの移動が完了しないと判定された場合に、対象物と第１スクリーンと第２スクリーンの位置関係に基づいて、第１スクリーン及び第２スクリーンの内から対象物を警告する映像を投射する対象となるスクリーンを選択する投射対象選択手段（３１）と、投射対象選択手段により選択されたスクリーンに対して対象物を警告する映像を投射する第２投射手段（３１）と、を有することを特徴とする。
尚、「対象物」としては、他車両や歩行者等の障害物以外に、看板、標識、案内対象となる交差点等も含む。
【発明の効果】
【００１０】
前記構成を有する本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置によれば、対象物を警告する虚像を生成する場合において、プロジェクタの光路に沿って移動可能に構成された移動スクリーンに対して映像を投射することによって、対象物が実際に存在する位置に虚像を生成することが可能となる。また、移動スクリーンの移動が間に合わず、対象物が実際に存在する位置に虚像を生成することができない場合であっても、移動スクリーンと光路に対して位置の固定された固定スクリーンとを選択的に用いて映像を投射することによって、対象物とユーザとが接近する前に、対象物をユーザに視認させるのに適した位置に虚像を生成することが可能となる。その結果、ユーザに対象物を確実に視認させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係るＨＵＤの車両への設置態様を示した図である。
【図２】本実施形態に係るＨＵＤの内部構成を示した図である。
【図３】プロジェクタが備える第１投射レンズ及び第２投射レンズを示した図である。
【図４】第２投射レンズの移動態様を示した図である。
【図５】第１スクリーンと第２スクリーンをそれぞれ示した図である。
【図６】第１スクリーンと第２スクリーンに対するプロジェクタの映像の投射態様を示した図である。
【図７】第２スクリーンの光路に対する前後方向への移動態様を示した図である。
【図８】第１スクリーンと第２スクリーンに投射された映像によって生成される虚像をそれぞれ示した図である。
【図９】第１スクリーン及び第２スクリーンの光路に対する交差方向への移動態様を示した図である。
【図１０】第１スクリーンと第２スクリーンを上下方向に移動させた場合におけるプロジェクタの映像の投射態様を示した図である。
【図１１】本実施形態に係るＨＵＤの構成を示したブロック図である。
【図１２】本実施形態に係る虚像生成処理プログラムのフローチャートである。
【図１３】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１４】位置設定テーブルの一例を示した図である。
【図１５】第２所要時間の算出方法を示した図である。
【図１６】第２スクリーン及び第２投射レンズの移動態様を示した図である。
【図１７】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１８】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１９】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】
【００１２】
以下、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置について具体化した一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
先ず、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤという）１の構成について図１を用いて説明する。図１は本実施形態に係るＨＵＤ１の車両２への設置態様を示した図である。
【００１４】
図１に示すようにＨＵＤ１は、車両２のダッシュボード３内部に設置されており、内部にプロジェクタ４やプロジェクタ４からの映像が投射されるスクリーン５を有する。そして、スクリーン５に投射された映像を、後述のようにＨＵＤ１が備えるミラーやフレネルレンズを介し、更に運転席の前方のフロントウィンドウ６に反射させて車両２の乗員７に視認させるように構成されている。尚、スクリーン５に投射される映像としては、車両２に関する情報や乗員７の運転の支援の為に用いられる各種情報がある。例えば障害物（他車両や歩行者）に対する警告、ナビゲーション装置で設定された案内経路や案内経路に基づく案内情報（右左折方向を示す矢印等）、現在車速、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ番組等がある。
【００１５】
また、本実施形態のＨＵＤ１では、フロントウィンドウ６を反射して乗員７がスクリーン５に投射された映像を視認した場合に、乗員７にはフロントウィンドウ６の位置ではなく、フロントウィンドウ６の先の遠方の位置にスクリーン５に投射された映像が虚像８として視認されるように構成される。尚、乗員７が視認できる虚像８はスクリーン５に投射された映像であるが、ミラーを介するので上下方向は反転する。また、フレネルレンズを介することによってサイズも変更する。
【００１６】
ここで、虚像８を生成する位置、より具体的には乗員７から虚像８までの距離（以下、生成距離という）Ｌについては、ＨＵＤ１が備えるミラーやフレネルレンズの形状や位置、光路に対するスクリーン５の位置等によって適宜設定することが可能である。特に、本実施形態では後述のようにスクリーン５の位置を光路に沿って前後方向に移動可能に構成する。その結果、生成距離Ｌを適宜変更することが可能となる。例えば生成距離Ｌを２．５ｍ〜２０ｍの間で変更することが可能である。
【００１７】
次に、図２を用いてＨＵＤ１のより具体的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係るＨＵＤ１の内部構成を示した図である。
【００１８】
図２に示すようにＨＵＤ１は、プロジェクタ４と、スクリーン５と、反射ミラー１０と、ミラー１１と、フレネルレンズ１２と、制御回路部１３と、ＣＡＮインターフェース１４とから基本的に構成されている。
【００１９】
ここで、プロジェクタ４は光源としてＬＥＤ光源を用いた映像投射装置であり、例えばＤＬＰプロジェクタとする。尚、プロジェクタ４としては液晶プロジェクタやＬＣＯＳプロジェクタを用いても良い。また、プロジェクタ４は映像を投射する為の投射レンズ１５を備えているが、本実施形態では投射レンズ１５は第１投射レンズ１６と第２投射レンズ１７の２つの投射レンズから構成され、それぞれ異なる映像を投射可能に構成する。ここで、図３はプロジェクタ４が備える第１投射レンズ１６及び第２投射レンズ１７を示した図である。
【００２０】
図３に示すように第１投射レンズ１６及び第２投射レンズ１７は、一の円形状のレンズを上下方向に分割した分割形状を有する。更に、下方にある第２投射レンズ１７は、光路に沿って前後方向に移動可能に構成されている。一方、第１投射レンズ１６の位置は固定とする。具体的には、第２投射レンズ１７の背面側にあるレンズ駆動モータ１８を駆動させることによって、図４に示すように第２投射レンズ１７を光路に沿って前後方向に移動させることが可能となる。特に、本実施形態では、後述のようにスクリーン５を光路に沿って前後方向に移動させる場合において、第２投射レンズ１７から投射される映像の焦点を移動後のスクリーン５の位置に一致させる為に、第２投射レンズ１７も追従して移動させる構成とする。
【００２１】
また、レンズ駆動モータ１８はステッピングモータからなる。そして、ＨＵＤ１は、制御回路部１３から送信されるパルス信号に基づいてレンズ駆動モータ１８を制御し、第２投射レンズ１７の位置を設定位置に対して適切に位置決めすることが可能となる。
【００２２】
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、例えばフレネルスクリーンや拡散型スクリーン等が用いられる。また、本実施形態ではスクリーン５は、第１スクリーン２０と第２スクリーン２１の２枚のスクリーンから構成される。ここで、図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。
【００２３】
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、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、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。そして、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。
【００２４】
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。
【００２５】
例えば、第２スクリーン２１をプロジェクタ４側（ミラー１１までの距離が長くなる側）に移動させると、生成距離Ｌ２が長くなる（即ち、乗員７からはより遠くに第２虚像８Ｂが視認されるようになる）。一方、第２スクリーン２１をプロジェクタ４と反対側（ミラー１１までの距離が短くなる側）に移動させると、生成距離Ｌ２が短くなる（即ち、乗員７からはより近くに第２虚像８Ｂが視認されるようになる）。尚、第１スクリーン２０の位置は前後方向に対して固定であるので、第１スクリーン２０に投射された映像の虚像である第１虚像８Ａが生成される位置（具体的には乗員７から第１虚像８Ａまでの距離である生成距離Ｌ１）は固定である。従って、生成距離Ｌ２を変更することによって、第１虚像８Ａから第２虚像８Ｂまでの距離（｜Ｌ２−Ｌ１｜）が変更されることとなる。
【００２６】
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。
【００２７】
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及び第２スクリーン２１を一体に光路に交差する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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
また、ミラー１１は、図２に示すようにスクリーン５からの映像光を反射させて、フロントウィンドウ６を介して、乗員７の前方に虚像８（図１参照）を投影する投影手段である。ミラー１１としては、球面凹面鏡や、非球面凹面鏡、若しくは投影映像の歪みを補正するための自由曲面鏡が用いられる。
【００３２】
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）。
【００３３】
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。
【００３４】
図１１に示すように制御回路部１３は、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ３１、並びにＣＰＵ３１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ３２、制御用のプログラムのほか、後述の虚像生成処理プログラム（図１２、図１３参照）等が記録されたＲＯＭ３３、ＲＯＭ３３から読み出したプログラムや後述の位置設定テーブルを記憶するフラッシュメモリ３４等の内部記憶装置を備えている。また、制御回路部１３は、プロジェクタ４、レンズ駆動モータ１８、スクリーン前後駆動モータ２４、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。
【００３５】
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。
【００３６】
続いて、前記構成を有するＨＵＤ１においてＣＰＵ３１が実行する虚像生成処理プログラムについて図１２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虚像生成処理プログラムのフローチャートである。ここで、虚像生成処理プログラムは車両のＡＣＣがＯＮされた後に実行され、自車両の進行方向前方に警告対象となる対象物がある場合に、該対象物を警告する虚像８を生成するプログラムである。尚、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。また、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。
【００３７】
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、自車両の進行方向前方に警告対象となる対象物があるか否かを判定する。ここで、警告対象となる対象物としては、他車両や歩行者等の障害物以外に、看板、標識、案内対象となる交差点等があるが、以下の実施例では特に自車両の前方に割り込みを行った他車両を例に挙げて説明する。従って、前記Ｓ１においてＣＰＵ３１は、前方車両との距離を測距センサで常時検出する構成とし、その距離が一度に所定量以上短く変化した場合に、他車両が割り込みを行った（即ち、自車両の進行方向前方に警告対象となる対象物がある）と判定する。また、自車両が走行する車線と隣接する車線を走行する他車両の方向指示器情報を取得し、自車両の走行する車線側の方向指示器が作動したことを検出した場合に、他車両が割り込みを行ったと判定しても良い。
【００３８】
そして、自車両の進行方向前方に警告対象となる対象物があると判定された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）には、Ｓ２へと移行する。それに対して、自車両の進行方向前方に警告対象となる対象物が無いと判定された場合（Ｓ１：ＮＯ）には、当該虚像生成処理プログラムを終了する。
【００３９】
Ｓ２においてＣＰＵ３１は、乗員７から対象物（割り込みを行った他車両）までの距離Ｒを測距センサ等の検出結果に基づいて取得する。測距センサの代わりにフロントカメラで撮像した撮像画像を用いて距離Ｒを取得する構成としても良い。
【００４０】
次に、Ｓ３においてＣＰＵ３１は、自車両の現在の車速をＣＡＮインターフェース１４を介して取得する。また、対象物の移動方向や移動速度を測距センサやフロントカメラ等の検出結果に基づいて取得する。尚、自車両の車速は乗員７の移動速度にも相当する。
【００４１】
続いて、Ｓ４においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ２で取得した乗員７から対象物までの距離Ｒと、前記Ｓ３で取得した自車両の現在車速、対象物の移動方向、移動速度に基づいて、乗員７が対象物と近接するまでの時間（第１所要時間）Ｔ１を算出する。具体的には、現在の移動方向と速度で乗員７と対象物がそれぞれ移動したと仮定した場合において、乗員７の位置と対象物の位置の少なくとも一部が重複する場合、又は互いの距離が極めて短くなる（例えば３ｍ以内）場合に、乗員７が対象物と近接すると判定する。尚、乗員７と対象物が近接しないと判定された場合（例えば自車両よりも割り込み車両の方が速度が速い場合）には、Ｔ１は∞とする。
【００４２】
次に、Ｓ５においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ２で取得された距離Ｒが２０ｍ以下であるか否か判定する。尚、前記Ｓ５の判定基準となる距離は、ＨＵＤ１の規格によって決定され、具体的にはＨＵＤ１によって第２虚像８Ｂを生成できる最長の生成距離Ｌ２とする。前記したように、本実施形態では第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を生成する位置（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（図８参照）。第２スクリーン２１を最もプロジェクタ４側に移動させた場合に、生成距離Ｌ２が最長となる。そして、ＨＵＤ１によって第２虚像８Ｂを生成できる最長の生成距離Ｌ２が２０ｍである場合には、前記Ｓ５の判定基準は２０ｍとなる。一方、ＨＵＤ１によって第２虚像８Ｂを生成できる最長の生成距離Ｌ２が３０ｍである場合には、前記Ｓ５の判定基準は３０ｍとなる。以下の例では、ＨＵＤ１によって第２虚像８Ｂを生成できる最長の生成距離Ｌ２が２０ｍであるとして説明する。
【００４３】
そして、前記Ｓ２で取得された距離Ｒが２０ｍ以下であると判定された場合（Ｓ５：ＹＥＳ）には、Ｓ６へと移行する。それに対して、前記Ｓ２で取得された距離Ｒが２０ｍより長いと判定された場合（Ｓ５：ＮＯ）には、Ｓ７へと移行する。
【００４４】
Ｓ６においてＣＰＵ３１は、第２虚像８Ｂの生成距離Ｌ２の目標値となる目標生成距離Ｄｅを前記Ｓ２で取得された距離Ｒに設定する。一方、Ｓ７においてＣＰＵ３１は、第２虚像８Ｂの生成距離Ｌ２の目標値となる目標生成距離Ｄｅを最大距離である２０ｍに設定する。その後、ＣＰＵ３１は後述のように乗員７から前記Ｓ６又はＳ７で設定された目標生成距離Ｄｅ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。
【００４５】
続いて、Ｓ８においてＣＰＵ３１は、現在の第２スクリーン２１の位置から、前記Ｓ６又はＳ７で設定された目標生成距離Ｄｅだけ離れた位置に第２虚像８Ｂを生成する位置へと第２スクリーン２１を移動させるのに必要な時間（第２所要時間）Ｔ２を算出する。
【００４６】
以下に、図１４及び図１５を用いて前記Ｓ８の処理の詳細について説明する。
先ずＣＰＵ３１は、フラッシュメモリ３４から位置設定テーブルを読み出し、目標生成距離Ｄｅだけ離れた位置に第２虚像８Ｂを生成する際の第２スクリーン２１の位置を取得する。尚、位置設定テーブルは、図１４に示すように生成距離Ｌ２毎に、該生成距離Ｌ２に第２虚像８Ｂを生成する為の第２スクリーン２１の位置が規定されている。次に、ＣＰＵ３１は第２スクリーン２１の現在位置から、目標生成距離Ｄｅだけ離れた位置に第２虚像８Ｂを生成する位置へと第２スクリーン２１を移動させるのに必要な第２スクリーン２１の移動距離を算出する。例えば、図１５に示すように、第２スクリーン２１の現在位置がＸであって、目標生成距離Ｄｅだけ離れた位置に第２虚像８Ｂを生成する第２スクリーン２１の位置がＹである場合には、位置ＸからＹまでの距離Ｄを移動距離として算出する。その後、予めスクリーン前後駆動モータ２４の規格に基づいて決定される第２スクリーン２１の移動速度と、第２スクリーン２１の移動距離とに基づいて第２所要時間Ｔ２が算出される。
【００４７】
次に、Ｓ９においてＣＰＵ３１は、第２所要時間Ｔ２が第１所要時間Ｔ１の１／２以下であるか否か、即ち、乗員７と対象物とが所定距離（所定距離は乗員７に対する対象物の相対位置や相対速度によって変化することとなる）以内に接近する前までに、第２スクリーン２１の移動が完了するか否かを判定する。尚、前記Ｓ９の判定基準となる割合は１／２以外の割合、例えば２／３や１／３としても良い。また、対象物の種類や移動速度によって割合を変更しても良い。
【００４８】
そして、第２所要時間Ｔ２が第１所要時間Ｔ１の１／２以下であると判定された場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、即ち、乗員７と対象物とが所定距離以内に接近する前までに、第２スクリーン２１の移動が完了すると判定された場合には、Ｓ１０へと移行する。それに対して、第２所要時間Ｔ２が第１所要時間Ｔ１の１／２より大きいと判定された場合（Ｓ９：ＮＯ）、即ち、乗員７と対象物とが所定距離以内に接近する前までに、第２スクリーン２１の移動が完了しないと判定された場合には、図１３のＳ１６へと移行する。
【００４９】
Ｓ１０においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ６又はＳ７で設定された目標生成距離Ｄｅ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及び第２投射レンズ１７の位置を移動する。
【００５０】
以下に、図１６を用いて前記Ｓ１０の処理の詳細について説明する。
先ずＣＰＵ３１は、フラッシュメモリ３４から位置設定テーブル（図１４）を読み出し、前記Ｓ６又はＳ７で設定された目標生成距離Ｄｅに基づいて、前記Ｓ６又はＳ７で設定された目標生成距離Ｄｅだけ離れた位置に第２虚像８Ｂが生成される第２スクリーン２１の位置（以下、目標移動位置という）を決定する。更に、ＣＰＵ３１は、位置設定テーブルと目標移動位置とに基づいて第２投射レンズ１７を移動させる位置についても決定する。
【００５１】
ここで、第２スクリーン２１及び第２投射レンズ１７の位置は、図１６に示すようにプロジェクタ４の光源５１の光路５２に沿って移動可能に構成される。そして、ミラー１１から第２スクリーン２１までの距離に生成距離Ｌ２が依存するので、第２スクリーン２１の位置は、ミラー１１から第２スクリーン２１までの距離が前記Ｓ６又はＳ７で設定された目標生成距離Ｄｅに対応する距離となるように決定される。
【００５２】
一方、第２投射レンズ１７の位置は、第２投射レンズ１７から投射された映像の焦点を第２スクリーン２１上に合わせる位置に決定される。即ち、生成距離Ｌ２を長くする為に第２スクリーン２１が光路に沿ってミラー１１から離間する方向（即ち第２投射レンズ１７に近づく方向）に移動すれば、第２投射レンズ１７は光路に沿ってその逆方向である第２スクリーン２１に近づく方向へと移動することとなる。一方、生成距離Ｌ２を短くする為に第２スクリーン２１が光路に沿ってミラー１１へ近づく方向（即ち第２投射レンズ１７から離間する方向）に移動すれば、第２投射レンズ１７は光路に沿ってその逆方向である第２スクリーン２１から離間する方向へと移動することとなる。即ち、前記Ｓ６又はＳ７で設定された目標生成距離Ｄｅに基づいて、光路５２における第２スクリーン２１の位置が先ず決定され、決定された第２スクリーン２１の位置に基づいて、光路５２における第２投射レンズ１７の位置が決定されることとなる。また、第２投射レンズ１７と第２スクリーン２１は、光路５２に沿って互いに異なる方向に移動することとなる。
【００５３】
その結果、例えば生成距離Ｌ２を長く変更する為に、第２スクリーン２１を第２投射レンズ１７側に移動させた場合であっても、第２スクリーン２１の移動に伴って第２投射レンズ１７も第２スクリーン２１側に移動することにより投射される映像の焦点を第２スクリーン２１上に合わせた状態を維持できる。それによって、第２スクリーン２１を移動させた後においても鮮明な映像を投射することが可能となる。
【００５４】
続いて、ＣＰＵ３１は、第２スクリーン２１を目標移動位置へ移動させるのに必要なスクリーン前後駆動モータ２４の駆動量（パルス数）と、第２投射レンズ１７を移動させるのに必要なレンズ駆動モータ１８の駆動量（パルス数）を決定する。
【００５５】
その後、ＣＰＵ３１は、決定された駆動量だけスクリーン前後駆動モータ２４を駆動させる為のパルス信号をスクリーン前後駆動モータ２４へと送信する。同じく、決定された駆動量だけレンズ駆動モータ１８を駆動させる為のパルス信号をレンズ駆動モータ１８へと送信する。そして、パルス信号を受信したスクリーン前後駆動モータ２４やレンズ駆動モータ１８は、受信したパルス信号に基づいて駆動を行う。その結果、第２スクリーン２１は前記Ｓ６又はＳ７で設定された目標生成距離Ｄｅだけ離れた位置に第２虚像８Ｂが生成される目標移動位置に移動し、第２投射レンズ１７は移動後の第２スクリーン２１上に映像の焦点を合わせた位置へと移動する。
【００５６】
次に、Ｓ１１においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、第２スクリーン２１へのプロジェクタ４による映像の投射を開始する。ここで、前記Ｓ１１で特にプロジェクタ４により第２スクリーン２１へと投射される映像は、前記Ｓ１で自車両の進行方向前方にあると判定された対象物を警告する映像である。また、本実施形態では、対象物を警告する映像として対象物を囲む枠を表示する。尚、第１スクリーン２０に対しては、ＨＵＤ１の起動後から現在車速、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、テレビ番組等の各種映像が車両の状態に応じて適宜投射される。
【００５７】
例えば図１７は対象物である割り込み車両６１が自車両の前方に位置する場合において、生成される虚像の例を示した図である。
図１７に示すように、フロントウィンドウ６の下縁付近で且つフロントウィンドウ６の前方に、第１虚像８Ａとして現在車速を示す数値が生成され、乗員から視認可能となる。また、フロントウィンドウ６の中央付近で且つフロントウィンドウ６の前方に、第２虚像８Ｂとして対象物である割り込み車両６１を囲む枠が生成され、乗員から視認可能となる。
【００５８】
ここで、第１スクリーン２０は位置が固定であることから第１虚像８Ａが生成される位置（具体的には乗員７から第１虚像８Ａまでの距離である生成距離Ｌ１）も固定であり、乗員７から２．５ｍ前方の位置とする。尚、生成距離Ｌ１は、２．５ｍ以外としても良い。但し、生成距離Ｌ１を長くし過ぎると、第１虚像８Ａが路面に埋め込まれることとなるので、２ｍ〜４ｍ程度であることが好ましい。一方、第２虚像８Ｂが生成される位置は、乗員７から前記Ｓ６又は前記Ｓ７で設定された目標生成距離Ｄｅ前方の位置（即ち、割り込み車両６１の位置）となる。従って、乗員７は、第２虚像８Ｂ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、また、割り込み車両６１を確実に視認させることが可能となる。
【００５９】
その後、Ｓ１２においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１１でプロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を開始してからの経過時間ｔが所定時間Ｙ（例えば５秒）以上となったか否か判定する。尚、所定時間Ｙは対象物の種類や移動速度によっても適宜変更することが可能である。
【００６０】
そして、プロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を開始してからの経過時間ｔが所定時間Ｙ以上となったと判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、プロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を終了する（Ｓ１３）。尚、対象物への警告以外の映像（例えば現在車速の映像）の投射は継続する。
【００６１】
一方、プロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を開始してからの経過時間ｔが所定時間Ｙ未満であると判定された場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、Ｓ１４へと移行する。
【００６２】
Ｓ１４においてＣＰＵ３１は、乗員７から対象物までの距離Ｒ´を再度取得する。詳細についてはＳ２と同様であるので説明は省略する。
【００６３】
次に、Ｓ１５においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ２で取得された距離Ｒと前記Ｓ１４で取得された距離Ｒ´の差分が所定距離Ｘ（例えば２ｍ）以上であるか否か判定する。尚、所定距離Ｘは対象物の種類や移動速度によっても適宜変更することが可能である。
【００６４】
そして、前記Ｓ２で取得された距離Ｒと前記Ｓ１４で取得された距離Ｒ´の差分が所定距離Ｘ以上であると判定された場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）には、Ｓ３へと移行する。その後、新たに取得された距離Ｒ´に基づいて目標生成距離Ｄｅを新たに設定し（Ｓ６、Ｓ７）、第２スクリーン２１の移動を行う。その結果、図１７に示すように乗員７から対象物（図１７では割り込み車両６１）までの距離が大きく変化した場合であっても、変更後の対象物の位置に第２虚像８Ｂを生成することが可能となる。
【００６５】
一方、前記Ｓ２で取得された距離Ｒと前記Ｓ１４で取得された距離Ｒ´の差分が所定距離Ｘ未満であると判定された場合（Ｓ１５：ＮＯ）には、Ｓ１２へと移行し、現在の映像の投射を継続して行う。
【００６６】
また、Ｓ１６においてＣＰＵ３１は、現在の第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１の位置に基づいて、乗員７から第１スクリーン２０によって生成される第１虚像８Ａまでの距離である生成距離Ｌ１と、乗員７から第２スクリーン２１によって生成される第２虚像８Ｂまでの距離である生成距離Ｌ２をそれぞれ取得する。尚、本実施形態では生成距離Ｌ１は固定（２．５ｍ）であり、生成距離Ｌ２は第２スクリーン２１の位置によって一義的に決まる（２．５ｍ〜２０ｍ）。
【００６７】
次に、Ｓ１７においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ２で取得された乗員７から対象物までの距離Ｒと、前記Ｓ１６で取得した生成距離Ｌ１及び生成距離Ｌ２とに基づいて、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１の内、対象物から生成される虚像までの距離が近いスクリーン（即ち、対象物に対してより近い位置に虚像を生成できるスクリーン）が第２スクリーン２１であるか否か判定する。
【００６８】
そして、対象物から生成される虚像までの距離が近いスクリーンが第２スクリーン２１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、対象物から生成される虚像までの距離が近いスクリーンが第１スクリーン２０であると判定された場合（Ｓ１７：ＮＯ）には、Ｓ２２へと移行する。
【００６９】
Ｓ１８においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、第２スクリーンへ２１のプロジェクタ４による映像の投射を開始する。ここで、前記Ｓ１８で特にプロジェクタ４により第２スクリーン２１へと投射される映像は、前記Ｓ１で自車両の進行方向前方にあると判定された対象物を警告する映像である。また、本実施形態では、対象物を警告する映像として対象物を囲む枠を表示する。尚、第１スクリーン２０に対しては、ＨＵＤ１の起動後から現在車速、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、テレビ番組等の各種映像が車両の状態に応じて適宜投射される。
【００７０】
続いて、Ｓ１９においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ６又はＳ７で設定された目標生成距離Ｄｅ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及び第２投射レンズ１７の移動を開始する。尚、第２スクリーン２１及び第２投射レンズ１７の移動処理の詳細は前記Ｓ１０と同様であるので説明は省略する。
【００７１】
その結果、図１８に示すように、フロントウィンドウ６の中央付近で且つフロントウィンドウ６の前方に、第２虚像８Ｂとして対象物である割り込み車両６１を囲む枠が生成され、乗員から視認可能となる。ここで、第２虚像８Ｂが生成される位置は、割り込み車両６１の位置とは一致しないが、割り込み車両６１に可能な限り近い位置となる。従って、乗員７は、第２虚像８Ｂ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、また、割り込み車両６１を確実に視認させることが可能となる。更に、第２虚像８Ｂを生成した状態で第２スクリーン２１を移動させるので、第２虚像８Ｂを割り込み車両６１側へと徐々に近づけることが可能となる。その結果、割り込み車両６１と第２虚像８Ｂとの間の距離のズレを徐々に解消することが可能となる。
【００７２】
その後、Ｓ２０においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１８でプロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を開始してからの経過時間ｔが所定時間Ｙ（例えば５秒）以上となったか否か判定する。尚、所定時間Ｙは対象物の種類や移動速度によっても適宜変更することが可能である。
【００７３】
そして、プロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を開始してからの経過時間ｔが所定時間Ｙ以上となったと判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、プロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を終了する（Ｓ２１）。尚、対象物への警告以外の映像（例えば現在車速の映像）の投射は継続する。
【００７４】
一方、プロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を開始してからの経過時間ｔが所定時間Ｙ未満であると判定された場合（Ｓ２０：ＮＯ）には、継続して対象物への警告の映像の投射を行う。
【００７５】
一方、Ｓ２２においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、第１スクリーン２０へのプロジェクタ４による映像の投射を開始する。ここで、前記Ｓ２２で特にプロジェクタ４により第１スクリーン２０へと投射される映像は、前記Ｓ１で自車両の進行方向前方にあると判定された対象物を警告する映像である。但し、前記Ｓ１１やＳ１８で第２スクリーン２１に対して投射する映像とは異なる内容の映像とする。具体的には、前記Ｓ１１やＳ１８では対象物を囲む枠の映像を投射していたのに対して、前記Ｓ２２では対象物が接近することを警告するアイコンを投射する。尚、第１スクリーン２０に対しては、上記アイコン以外にＨＵＤ１の起動後から現在車速、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、テレビ番組等の各種映像が車両の状態に応じて適宜投射される。
【００７６】
その結果、図１９に示すように、フロントウィンドウ６の下縁付近で且つフロントウィンドウ６の前方に、第１虚像８Ａとして現在車速を示す数値とともに対象物を警告するアイコンが生成され、乗員から視認可能となる。また、アイコンの生成位置は、第１スクリーン２０によって虚像を生成可能な範囲の内、割り込み車両６１に対して最も近い位置とするのが望ましい。また、アイコンによって割り込み車両６１までの距離や割り込み車両６１の方位を示すように構成しても良い。例えば、アイコンの表示色によって割り込み車両６１までの距離を示しても良い。
【００７７】
ここで、第１虚像８Ａが生成される位置は、割り込み車両６１の位置とは基本的に一致しない。しかしながら、前記したように第１虚像８Ａが生成される位置は、第２スクリーン２１の位置に関わらず、第２虚像８Ｂよりも乗員側であり、より具体的には乗員７から２．５ｍ離れた位置となる。即ち、一般的に第１虚像８Ａが生成される位置は、割り込み車両６１よりも乗員側の位置となる。従って、乗員７が手前側にある第１虚像８Ａを視認する際に、第１虚像８Ａよりも奥側にある割り込み車両６１についても乗員７の視界に含めることが可能である。その結果、割り込み車両６１を確実に視認させることが可能となる。
【００７８】
続いて、Ｓ２３においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ６又はＳ７で設定された目標生成距離Ｄｅ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及び第２投射レンズ１７の移動を開始する。尚、第２スクリーン２１及び第２投射レンズ１７の移動処理の詳細は前記Ｓ１０と同様であるので説明は省略する。
【００７９】
その後、Ｓ２４においてＣＰＵ３１は、第２スクリーン２１の移動が完了したか否かを判定する。
【００８０】
そして、第２スクリーン２１の移動が完了したと判定された場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）には、Ｓ２５へと移行する。それに対して、第２スクリーン２１の移動が完了していないと判定された場合（Ｓ２４：ＮＯ）には、Ｓ２６へと移行する。
【００８１】
Ｓ２５においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、対象物を警告する映像の投射対象を第１スクリーン２０から第２スクリーンへ２１へと切り換える。即ち、第１スクリーン２０への対象物を警告する映像の投射は終了し、第２スクリーン２１に対して対象物を警告する映像の投射を新たに開始する。ここで、第２スクリーン２１に対して投射される対象物を警告する映像は、対象物を囲む枠とする。尚、第２スクリーン２１への投射の詳細は前記Ｓ１１と同様であるので説明は省略する。
【００８２】
その結果、図１９に示すように、対象物である割り込み車両６１が出現した当初は第１虚像８Ａによって割り込み車両６１を警告するアイコンを生成する一方で、第２スクリーン２１の移動が完了した後には、第２虚像８Ｂとして割り込み車両６１を囲む枠が生成され、乗員から視認可能となる。ここで、第２虚像８Ｂが生成される位置は、乗員７から前記Ｓ６又は前記Ｓ７で設定された目標生成距離Ｄｅ前方の位置（即ち、割り込み車両６１の位置）となる。従って、乗員７は、第１虚像８Ａによって生成されたアイコンによって対象物の存在を可能な限り早いタイミングで把握できるとともに、第２虚像８Ｂによって生成された枠によって割り込み車両６１を確実に視認させることが可能となる。
【００８３】
その後、Ｓ２６においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ２２でプロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を開始してからの経過時間ｔが所定時間Ｙ（例えば５秒）以上となったか否か判定する。尚、所定時間Ｙは対象物の種類や移動速度によっても適宜変更することが可能である。
【００８４】
そして、プロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を開始してからの経過時間ｔが所定時間Ｙ以上となったと判定された場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）には、プロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を終了する（Ｓ２７）。尚、対象物への警告以外の映像（例えば現在車速の映像）の投射は継続する。
【００８５】
一方、プロジェクタ４による対象物への警告の映像の投射を開始してからの経過時間ｔが所定時間Ｙ未満であると判定された場合（Ｓ２６：ＮＯ）にはＳ２４へと戻り、継続して対象物への警告の映像の投射を行う。
【００８６】
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、第２スクリーン２１は光路に沿って移動可能とし、光路に対して第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が生成される位置を変更可能とする。そして、ユーザから対象物までの距離を取得し（Ｓ２）、対象物までの距離に応じて第２虚像８Ｂを生成する位置を決定し（Ｓ６、Ｓ７）、ユーザと対象物とが所定距離以内に接近する前までに第２スクリーン２１の移動が完了するか否か判定する（Ｓ９）。その結果、ユーザと対象物とが所定距離以内に接近する前までに第２スクリーン２１の移動が完了すると判定された場合には、対象物を警告する映像を第２スクリーン２１に投射する（Ｓ１１）。一方で、ユーザと対象物とが所定距離以内に接近する前までに第２スクリーン２１の移動が完了しないと判定された場合には、対象物と第１スクリーン２０と第２スクリーン２１の位置関係に基づいて、第１スクリーン２０及び第２スクリーン２１の内から対象物を警告する映像を投射する対象となるスクリーンを選択し（Ｓ１６、Ｓ１７）、選択されたスクリーンに対して対象物を警告する映像を投射する（Ｓ１８、Ｓ２２）。その結果、対象物を警告する虚像を生成する場合において、プロジェクタ４の光路に沿って移動可能に構成された第２スクリーン２１に対して映像を投射することによって、対象物が実際に存在する位置に虚像を生成することが可能となる。また、第２スクリーン２１の移動が間に合わず、対象物が実際に存在する位置に虚像を生成することができない場合であっても、第１スクリーン２０と第２スクリーン２１とを選択的に用いて映像を投射することによって、対象物とユーザとが接近する前に、対象物をユーザに視認させるのに適した位置に虚像を生成することが可能となる。その結果、ユーザに対象物を確実に視認させることが可能となる。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
また、本実施形態では対象物を警告する映像として、対象物を囲む枠（図１８）や対象物を警告するアイコン（図１９）をスクリーンに投射することとしているが、対象物の存在を乗員７に認知させることができる映像であれば他の映像でも良い。例えば、警告文等を投射する構成としても良い。
【００９０】
また、本実施形態では、虚像による警告対象となる対象物として自車両の前方に割り込んだ割り込み車両を例に挙げて説明しているが、他の対象物（例えば、歩行者、看板、標識、案内対象となる交差点等）に対する警告を行う構成としても良い。また、案内対象となる交差点に対する警告としては、例えば案内方向を示す矢印を虚像として生成する構成とする。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
例えば、第１の構成は以下のとおりである。
第１虚像が生成される位置は、第２スクリーンの位置に関わらず、光路に沿って第２虚像よりもユーザ側とな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、第２スクリーンの位置に関わらず、第１スクリーンに映像を投射すれば基本的に対象物よりもユーザ側に第１虚像を生成することが可能となる。従って、第１スクリーンに対して対象物を警告する映像を投射することとすれば、ユーザが手前側にある第１虚像を視認する際に、第１虚像よりも奥側にある対象物についてもユーザの視界に含めることが可能である。従って、対象物を確実に視認させることが可能となる。
【００９４】
また、第２の構成は以下のとおりである。
移動判定手段は、ユーザに対する対象物の相対速度と相対位置とに基づいて、ユーザと対象物とが近接するまでの第１所要時間を算出し、第２スクリーンの現在位置と虚像位置決定手段により決定された第２虚像の位置とに基づいて、スクリーン移動手段による第２スクリーンの移動に必要な第２所要時間を算出し、第２所要時間が第１所要時間の所定割合以下である場合に、ユーザと対象物とが所定距離以内に接近する前までに、スクリーン移動手段による第２スクリーンの移動が完了すると判定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、ユーザと対象物とが所定距離以内に接近する前までに第２スクリーンの移動が完了できるか否かを正確に判定することが可能となる。従って、対象物に対する警告の必要度合いに応じた適切な態様で警告を行うことが可能となる。
【００９５】
また、第３の構成は以下のとおりである。
投射対象選択手段は、第１スクリーン及び第２スクリーンの内、対象物から生成される虚像までの距離が近いスクリーンを選択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、対象物の位置と一致する位置に対象物を警告する映像の虚像を生成することはできないが、対象物に可能な限り近い位置に該虚像を生成することが可能となる。従って、ユーザは、虚像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、また、対象物を確実に視認させることが可能となる。
【００９６】
また、第４の構成は以下のとおりである。
投射対象選択手段によって第２スクリーンが選択された場合には、スクリーン移動手段による第２スクリーンの移動を開始するとともに、該移動する第２スクリーンに対して第２投射手段による映像の投射を開始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、対象物の位置と一致する位置に対象物を警告する映像の虚像を生成することはできないが、該虚像を生成した状態で第２スクリーンを移動させるので、該虚像を対象物側へと徐々に近づけることが可能となる。その結果、対象物と虚像との間の距離のズレを徐々に解消することが可能となる。
【００９７】
また、第５の構成は以下のとおりである。
投射対象選択手段によって第１スクリーンが選択された場合には、スクリーン移動手段による第２スクリーンの移動を開始するとともに、第１スクリーンに対して第２投射手段による映像の投射を開始し、第２投射手段は、スクリーン移動手段による第２スクリーンの移動が完了した後には、第１スクリーンから第２スクリーンへと映像の投射対象を変更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、対象物が出現した当初は第１スクリーンに対して映像を投射することによって、対象物の存在を可能な限り早いタイミングでユーザに把握させることが可能となる。一方で、第２スクリーンの移動が完了した後には、第２スクリーンに対して映像を投射することによって、対象物が実際に存在する位置に虚像を生成することが可能となる。その結果、対象物を確実に視認させることが可能となる。
【００９８】
また、第６の構成は以下のとおりである。
第１投射手段及び第２投射手段は、対象物を警告する映像を第１スクリーンに投射する場合と第２スクリーンに投射する場合とで、該映像の内容を異なる内容とすることを特徴とする。
上記構成を有するヘッドアップディスプレイ装置によれば、対象物と該対象物を警告する虚像との位置関係に基づいて、その虚像の内容が変更されるので、対象物と虚像との位置関係に応じて、対象物をユーザに認識させる為の適切な内容で虚像を生成することが可能となる。
【符号の説明】
【００９９】
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
５１    光源
５２    光路
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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