(57)【要約】【課題】高い品質の映像を虚像として生成する生成するとともに装置の小型化を実現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４から、第１投射レンズ２２及び第２投射レンズ２３を介して夫々映像を第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６に投射し、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６に投射された映像を、ミラー１１を介して車両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、レンズ駆動モータ２４を制御するドライバ基板と、スクリーン上下駆動モータ３０を制御するドライバ基板とを一の第２ドライバ基板１５によって共用化し、切換基板１６によって第２ドライバ基板１５により制御対象となる駆動モータをレンズ駆動モータ２４とスクリーン上下駆動モータ３０との間で適宜切り換えるように構成する。【選択図】図１１
2015179152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンと、
光源から出力される光に基づいて生成される映像を前記スクリーンに投射する投射レンズを用いたプロジェクタと、
前記スクリーンに投射された前記映像から前記映像の虚像を生成する虚像生成手段と、
前記スクリーンを前記光源の光路に沿って移動させる第１駆動源と、
前記第１駆動源の駆動制御を行う第１ドライバ基板と、
前記スクリーンを前記光源の光路に対して交差する方向に沿って移動させる第２駆動源と、
前記投射レンズを前記光源の光路に沿って移動させる第３駆動源と、
前記第２駆動源及び前記第３駆動源の駆動制御を行う第２ドライバ基板と、
前記第２ドライバ基板によって制御対象となる駆動源を前記第２駆動源と前記第３駆動源との間で切り換える切換基板と、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駆動源の駆動に伴って前記スクリーンを前記光路に沿って移動させることにより、前記虚像を視認するユーザから前記虚像生成手段により生成される前記虚像までの距離を変更す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】
前記第１駆動源の駆動に伴って前記スクリーンを前記光路に沿って移動させる場合に、前記第３駆動源の駆動に伴って前記投射レンズを前記光路に沿って移動させることによって、前記投射レンズから投射された前記映像を前記スクリーン上で焦点を合わせ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基づいて、前記スクリーンを前記光路に沿って移動させる移動方向と移動量を決定するスクリーン移動決定手段と、
前記スクリーン移動決定手段により決定された前記スクリーンの移動方向と移動量に基づいて、前記投射レンズを前記光路に沿って移動させる移動方向と移動量を決定するレンズ移動決定手段と、を有し、
前記第１ドライバ基板は、前記スクリーン移動決定手段により決定された移動方向と移動量に従って前記スクリーンを移動させるように前記第１駆動源を駆動制御し、
前記第２ドライバ基板は、前記レンズ移動決定手段により決定された移動方向と移動量に従って前記投射レンズを移動させるように前記第３駆動源を駆動制御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】
前記スクリーン移動決定手段及び前記レンズ移動決定手段は、前記投射レンズ及び前記スクリーンを前記光路に沿って互いに異なる方向に移動させるように各移動方向を決定することを特徴とする請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
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２駆動源の駆動に伴って前記第１スクリーン及び前記第２スクリーンを前記光路に対して交差する方向に沿って一体に移動させることによって、前記スクリーンに対する前記映像の投射態様を、前記映像を前記第１スクリーンと前記第２スクリーンとを対象として投射する第１投射態様と、前記映像を前記第１スクリーンのみを対象として投射する第２投射態様と、の間で切り換えることを特徴とする請求項１乃至請求項５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、ユーザが視認する各種映像を生成するヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両等の移動体の乗員に対して経路案内や障害物の警告等の運転情報を提供する情報提供手段として、様々な手段が用いられている。例えば、移動体に設置された液晶ディスプレイによる表示や、スピーカから出力する音声等である。そして、近年、このような情報提供手段の一つとして、ヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤという）がある。
【０００３】
ここで、例えば移動体として特に車両に対して設置されたＨＵＤは、特開２００９−１５０９４７号公報に記載されているように、車両の乗員から見て車両のウィンドウ（例えばフロントウインドウ）の前方に、前方視野の前景に重畳して虚像を生成することが可能である。その結果、乗員は運転情報を視認する際に視線移動を極力少なくすることが可能であり、運転時の負担をより少なくすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５０９４７号公報（第８−１０頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、車両の乗員の運転時の負担をより少なくする為には、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、障害物に対する警告の虚像を生成する為には、その障害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。また、道路の右左折を案内する虚像を生成する場合には、右左折する地点に虚像を生成することが望ましい。そこで、上記特許文献１の技術では、映像が投射されるスクリーンの位置を光路に沿って移動可能に構成することによって結像位置、即ち虚像を生成する位置を変更する技術についても提案されている。
【０００６】
ここで、上記特許文献１のようにスクリーンの位置を光路に沿って移動可能に構成すると、特にプロジェクタの光源としてＬＥＤ光源やランプ光源を用いる場合に以下のような問題がある。即ち、レーザ光源のプロジェクタは、レーザによりドット単位の像を作成し、それらの像をＭＥＭＳミラー等を介してスクリーン上で組み合わせることによって最終的な全体像をスクリーンに描画するのに対し、ＬＥＤ光源やランプ光源のプロジェクタは、全体像をプロジェクタで作成し、作成した全体像を投射レンズで拡大して投射することによってスクリーンに映像を表示させる。従って、鮮明な映像をスクリーンに表示させる為には、プロジェクタのレンズの焦点をスクリーンの位置に正確に合わせる必要がある。
【０００７】
しかしながら、スクリーンに加えてレンズについても移動させる構成とすると、スクリーンを移動させる為の駆動源（例えばモータ）と該駆動源を制御するためのドライバ基板に加えて、レンズを移動させる為の駆動源とドライバ基板についても必要となる。更に、スクリーンを複数方向に移動させる構成とすると、その方向毎に駆動源とドライバ基板が必要となっていた。そして、ドライバ基板を複数設置するとＨＵＤ設置の大型化とコストアップを招くこととなる。
【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、高い品質の映像を虚像として生成するとともに装置の小型化とコストダウンを実現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（２５、２６）と、光源（５１）から出力される光に基づいて生成される映像を前記スクリーンに投射する投射レンズ（２２、２３）を用いたプロジェクタ（４）と、前記スクリーンに投射された前記映像から前記映像の虚像を生成する虚像生成手段（１１、１２）と、前記スクリーンを前記光源の光路に沿って移動させる第１駆動源（２９）と、前記第１駆動源の駆動制御を行う第１ドライバ基板（１４）と、前記スクリーンを前記光源の光路に対して交差する方向に沿って移動させる第２駆動源（３０）と、前記投射レンズを前記光源の光路に沿って移動させる第３駆動源（２４）と、前記第２駆動源及び前記第３駆動源の駆動制御を行う第２ドライバ基板（１５）と、前記第２ドライバ基板によって制御対象となる駆動源を前記第２駆動源と前記第３駆動源との間で切り換える切換基板（１６）と、を有することを特徴とする。
【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、投射レンズ及びスクリーンを光路に沿って夫々移動させるので、スクリーンを移動させることによってユーザから虚像までの距離を調整できる一方、スクリーンを移動させた場合であっても投射レンズから投射された映像をスクリーン上で焦点を合わせることができるので、高い品質の映像を虚像として生成することが可能となる。また、スクリーンを光路に対して交差する方向に移動させる第２駆動源を制御するドライバ基板と、投射レンズを光路に沿って移動させる第３駆動源を制御するドライバ基板とを共用化することにより、必要なドライバ基板の数を減らして装置の小型化とコストダウンを実現することが可能となる。また、ヘッドアップディスプレイ装置の動作中において第２駆動源と第３駆動源は同時に駆動させる必要が無いので、ドライバ基板を共用化することがヘッドアップディスプレイ装置の動作を妨げる虞も無い。
【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】本実施形態に係る走行時虚像生成処理プログラムのフローチャートである。
【図１３】位置設定テーブルの一例を示した図である。
【図１４】第２スクリーンと第２投射レンズの移動制御について示した図である。
【図１５】走行時に車両の乗員から視認できる虚像の一例を示した図である。
【図１６】本実施形態に係る駐車時虚像生成処理プログラムのフローチャートである。
【図１７】駐車時に車両の乗員から視認できる虚像の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【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、制御基板１３と、第１ドライバ基板１４と、第２ドライバ基板１５と、切換基板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。
【００１９】
ここで、プロジェクタ４は光源としてＬＥＤ光源やランプ光源を用いた映像投射装置であり、例えばＤＬＰプロジェクタとする。尚、プロジェクタ４としては液晶プロジェクタやＬＣＯＳプロジェクタを用いても良い。また、プロジェクタ４は映像を投射する為の投射レンズ２１を備えているが、本実施形態では投射レンズ２１は第１投射レンズ２２と第２投射レンズ２３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２２及び第２投射レンズ２３を示した図である。
【００２０】
図３に示すように第１投射レンズ２２及び第２投射レンズ２３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２３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２２の位置は固定とする。具体的には、第２投射レンズ２３の背面側にあるレンズ駆動モータ（第３駆動源）２４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２３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２３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２３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２４はステッピングモータからなる。そして、ＨＵＤ１が備える第２ドライバ基板１５は、制御基板１３から送信される制御信号に基づいてレンズ駆動モータ２４を制御し、第２投射レンズ２３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。尚、後述のように第２ドライバ基板１５は、レンズ駆動モータ２４に加えてスクリーン５を光路に対して交差する方向に沿って移動させる駆動源のドライバ基板としても用いられる。
【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、例えばすりガラス等の拡散板やマイクロレンズアレイ等からなる透過型スクリーンが用いられる。また、本実施形態ではスクリーン５は、第１スクリーン２５と第２スクリーン２６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２５と第２スクリーン２６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２５は、上方に映像が投射される被投射エリア２７を有しており、通常時においては図６に示すようにプロジェクタ４の第１投射レンズ２２から投射された映像が表示される。一方、第２スクリーン２６は、下方に映像が投射される被投射エリア２８を有しており、通常時においては図６に示すようにプロジェクタ４の第２投射レンズ２３から投射された映像が表示される。即ち、プロジェクタ４による映像の投射範囲は第１スクリーン２５と第２スクリーン２６に跨って設定される。また、後述のように本実施形態では第１スクリーン２５と第２スクリーン２６は一体に光路に対して交差する方向に移動可能に構成されており、その結果、第１投射レンズ２２から投射された映像の一部が第２スクリーン２６に投射されたり、第２投射レンズ２３から投射された映像の一部が第１スクリーン２５に投射される場合もある（図１０参照）。
【００２４】
また、第１スクリーン２５と第２スクリーン２６は、図２及び図６に示すように被投射エリア２７、２８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２５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２６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。
【００２５】
また、第２スクリーン２６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２５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２６の背面側にあるスクリーン前後駆動モータ（第１駆動源）２９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２５と第２スクリーン２６との間の距離を変更し、第２スクリーン２６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２６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２６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２６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２６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２６までの距離が短くなると生成距離Ｌ２が短くなる。
【００２６】
例えば、第２スクリーン２６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２６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２５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２５に投射された映像の虚像である第１虚像８Ａが生成される位置（具体的には乗員７から第１虚像８Ａまでの距離である生成距離Ｌ１）は固定である。即ち、生成距離Ｌ２を変更することによって、第１虚像８Ａから第２虚像８Ｂまでの距離（｜Ｌ２−Ｌ１｜）が変更されることとなる。
【００２７】
従って、仮に第１スクリーン２５と第２スクリーン２６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２５と第２スクリーン２６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２５の被投射エリア２７は、第２スクリーン２６の被投射エリア２８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。
【００２８】
また、本実施形態では第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６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２５の側面にあるスクリーン上下駆動モータ（第２駆動源）３０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２５と第２スクリーン２６とスクリーン前後駆動モータ２９とを一体に光路に交差する方向（より具体的には第１スクリーン２５と第２スクリーン２６の並び方向である鉛直方向）に移動させることが可能となる。その結果、図１０に示すように、第１スクリーン２５と第２スクリーン２６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２５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。
【００２９】
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２２と第２投射レンズ２３とで異なる種類の映像（例えば、第１投射レンズ２２では車両の現在車速の映像、第２投射レンズ２３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２２と第２投射レンズ２３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２２ではテレビ画面の下半分の映像、第２投射レンズ２３ではテレビ画面の上半分の映像）を第１スクリーン２５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２２と第２投射レンズ２３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。
【００３０】
また、スクリーン前後駆動モータ２９及びスクリーン上下駆動モータ３０はそれぞれステッピングモータからなる。そして、ＨＵＤ１が備える第１ドライバ基板１４は、制御基板１３から送信される制御信号に基づいてスクリーン前後駆動モータ２９を制御し、第２スクリーン２６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が備える第２ドライバ基板１５は、制御基板１３から送信される制御信号に基づいてスクリーン上下駆動モータ３０を制御し、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６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。
【００３１】
尚、前記したように第２ドライバ基板１５は、レンズ駆動モータ２４を制御するドライバ基板としても用いられる。従って、切換基板１６を第２ドライバ基板１５と各駆動モータ２４、３０との間に配置し、切換基板１６によって第２ドライバ基板１５により制御対象となる駆動モータをレンズ駆動モータ２４とスクリーン上下駆動モータ３０との間で適宜切り換えるように構成する。
【００３２】
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。
【００３３】
また、ミラー１１は、図２に示すようにスクリーン５からの映像光を反射させ、フロントウィンドウ６を介してスクリーン５の映像を乗員７に視認させることにより、乗員７の前方に虚像８（図１参照）を生成する虚像生成手段である。ミラー１１としては、球面凹面鏡や、非球面凹面鏡、若しくは投影映像の歪みを補正するための自由曲面鏡が用いられる。尚、第１スクリーン２５や第２スクリーン２６に対して投射された映像は、反射ミラー１０やミラー１１によって反射されるので、生成される虚像は第１スクリーン２５や第２スクリーン２６に対して投射された映像と上下左右がそれぞれ反転した像となる。
【００３４】
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）。
【００３５】
また、制御基板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。
【００３６】
図１１に示すように制御基板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、後述の走行時虚像生成処理プログラム（図１２参照）や駐車時虚像生成処理プログラム（図１６参照）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、制御基板１３は、プロジェクタ４、第１ドライバ基板１４、第２ドライバ基板１５、切換基板１６とそれぞれ接続され、プロジェクタ４やドライバ基板を介した各種モータの駆動制御を行う。また、切換基板１６を介して第２ドライバ基板１５により駆動制御となる対象を、レンズ駆動モータ２４とスクリーン上下駆動モータ３０との間で切り換える制御を行う。
【００３７】
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等の出力画面を投影可能に構成する。
【００３８】
続いて、前記構成を有するＨＵＤ１においてＣＰＵ３１が実行する走行時虚像生成処理プログラムについて図１２に基づき説明する。図１２は本実施形態に係る走行時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、走行時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他の車線を走行する他車両が割り込みを行った場合に、該他車両を警告する虚像８を生成するプログラムである。尚、以下の図１２及び図１６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、走行時虚像生成処理プログラムの実行中は、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。
【００３９】
先ず、走行時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、自車両の進行歩行前方に他の車線を走行する他車両が割り込みを行ったか否かを判定する。具体的には、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。
【００４０】
そして、自車両の進行歩行前方に他の車線を走行する他車両が割り込みを行ったと判定された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）には、Ｓ２へと移行する。それに対して、割り込み車両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。
【００４１】
Ｓ２においてＣＰＵ３１は、自車両から割り込みを行った他車両（以下、割り込み車両という）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。
【００４２】
Ｓ３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Ｓ３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２６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２６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２６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Ｓ３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Ｓ３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（Ｓ３：ＹＥＳ）には、Ｓ４へと移行する。それに対して、前記Ｓ２で取得された距離Ｒが２０ｍより長いと判定された場合（Ｓ３：ＮＯ）には、Ｓ５へと移行する。
【００４４】
Ｓ４においてＣＰＵ３１は、第２虚像８Ｂの生成距離Ｌ２を前記Ｓ２で取得された距離Ｒに設定する。一方、Ｓ５においてＣＰＵ３１は、第２虚像８Ｂの生成距離Ｌ２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Ｓ４又はＳ５で設定された生成距離Ｌ２だけ離れた位置に第２虚像８Ｂが生成されるように第２スクリーン２６の位置を制御する。
【００４５】
続いて、Ｓ６において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、前記Ｓ４又はＳ５で設定された生成距離Ｌ２に基づいて第２スクリーン２６の位置を決定する。更に、Ｓ７においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ６で決定された第２スクリーン２６の位置に基づいて第２投射レンズ２３の位置を決定する。尚、位置設定テーブルは、図１３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２６の位置が規定されている。また、第２スクリーン２６の位置に対応付けて第２投射レンズ２３の位置について規定されている。
【００４６】
ここで、第２スクリーン２６及び第２投射レンズ２３の位置は、図１４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２６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２６の位置は、ミラー１１から第２スクリーン２６までの距離が前記Ｓ４又はＳ５で設定された生成距離Ｌ２に対応する距離となるように決定される。一方、第２投射レンズ２３の位置は、第２投射レンズ２３から投射された映像の焦点を第２スクリーン２６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２６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２３に近づく方向）に移動すれば、第２投射レンズ２３は光路に沿ってその逆方向である第２スクリーン２６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２６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２３から離間する方向）に移動すれば、第２投射レンズ２３は光路に沿ってその逆方向である第２スクリーン２６から離間する方向へと移動することとなる。即ち、前記Ｓ４又は前記Ｓ５で設定された生成距離Ｌ２に基づいて、光路５２における第２スクリーン２６の位置が先ず決定され、決定された第２スクリーン２６の位置に基づいて、光路５２における第２投射レンズ２３の位置が決定されることとなる。また、第２投射レンズ２３と第２スクリーン２６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。
【００４７】
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２６を第２投射レンズ２３側に移動させた場合であっても、第２スクリーン２６の移動に伴って第２投射レンズ２３も第２スクリーン２６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２６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２６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。
【００４８】
続いて、Ｓ８においてＣＰＵ３１は、第２スクリーン２６の現在位置から前記Ｓ６で決定された位置まで、第２スクリーン２６を移動させるのに必要なスクリーン前後駆動モータ２９の駆動量（パルス数）を決定する。同じく、第２投射レンズ２３の現在位置から前記Ｓ７で決定された位置まで、第２投射レンズ２３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。
【００４９】
次に、Ｓ９においてＣＰＵ３１は、切換基板１６に指示信号を送信し、第２ドライバ基板１５によって制御対象となる駆動源をスクリーン上下駆動モータ３０からレンズ駆動モータ２４へと切り換える。
【００５０】
その後、Ｓ１０においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ８で決定された駆動量だけスクリーン前後駆動モータ２９を駆動させる為の制御信号を第１ドライバ基板１４へと送信する。同じく、前記Ｓ８で決定された駆動量だけレンズ駆動モータ２４を駆動させる為の制御信号を第２ドライバ基板１５へと送信する。それに応じて、第１ドライバ基板１４からスクリーン前後駆動モータ２９へと駆動量に対応するパルス信号が送信され、第２ドライバ基板１５からレンズ駆動モータ２４へと駆動量に対応するパルス信号が送信される。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２９やレンズ駆動モータ２４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２６は前記Ｓ６で決定された位置に移動し、第２投射レンズ２３は前記Ｓ７で決定された位置に移動する。
【００５１】
次に、Ｓ１１においてＣＰＵ３１は、第２スクリーン２６及び第２投射レンズ２３の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、第１ドライバ基板１４や第２ドライバ基板１５から駆動を完了したことを示す信号を受信した場合に、第２スクリーン２６及び第２投射レンズ２３の移動が完了したと判定する。
【００５２】
そして、第２スクリーン２６及び第２投射レンズ２３の移動が完了したと判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）には、Ｓ１２へと移行する。それに対して、第２スクリーン２６及び第２投射レンズ２３の移動が完了していないと判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）には、移動が完了するまで待機する。
【００５３】
Ｓ１２においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、プロジェクタ４による映像の投射を開始する。ここで、プロジェクタ４により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。
【００５４】
特に本実施形態では、第１投射レンズ２２によって第１スクリーン２５に投射する映像は、車両の現在車速の映像とする。また、第２投射レンズ２３によって第２スクリーン２６に投射する映像は、割り込み車両に対する警告の映像とする。尚、本実施形態では、図２に示すように第１スクリーン２５の下方に第２スクリーン２６が配置される。従って、ミラー１１によって反射された結果、第２スクリーン２６に投射された映像の虚像である第２虚像８Ｂは、第１スクリーン２５に投射された映像の虚像である第１虚像８Ａの上方に生成されることとなる。また、第１スクリーン２５や第２スクリーン２６に投射された映像に対して、生成される虚像の上下方向は反転する。
【００５５】
従って、図１５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として割り込み車両６０を囲む枠が生成され、乗員から視認可能となる。ここで、第１スクリーン２５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が路面や前方車両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。
【００５６】
そして、図１５に示す例では第１虚像８Ａとして現在車速の映像を表示させる構成としているが、それ以外の情報、例えば案内標識、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、テレビ番組等の車両からの距離を変位させる必要が無い情報の映像についても表示させる構成としても良い。そして、生成距離Ｌ１を適切な距離（例えば２．５ｍ）に固定することによって、仮に図１５に示すように割り込み車両６０が自車両に接近し、第２虚像８Ｂを生成する位置が変位した場合であっても、路面や前方車両に埋め込まれるような不自然な虚像が生成されることを防止できる。更に、車両の乗員は第１虚像８Ａ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。
【００５７】
一方、図１５に示すように第２虚像８Ｂが生成される位置は、車両から前記Ｓ４又は前記Ｓ５で設定された生成距離Ｌ２前方の位置（即ち、割り込み車両６０の位置）となる。従って、乗員は、第２虚像８Ｂを視認する際にも視線移動を極力少なくすることが可能であり、運転時の負担をより少なくすることが可能となる。
【００５８】
その後、Ｓ１３においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ１２でプロジェクタ４による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は投射する映像の内容によっても適宜変更することが可能である。
【００５９】
そして、プロジェクタ４による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（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、プロジェクタ４による映像の投射を終了する（Ｓ１４）。尚、第２投射レンズ２３による投射のみを終了し、第１投射レンズ２２による投射は継続する構成としても良い。
【００６０】
一方、プロジェクタ４による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（Ｓ１３：ＮＯ）には、Ｓ１５へと移行する。
【００６１】
Ｓ１５においてＣＰＵ３１は、自車両から割り込み車両までの距離Ｒを再度取得する。
【００６２】
次に、Ｓ１６においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ４又は前記Ｓ５で設定された生成距離Ｌ２と前記Ｓ１５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は投射する映像の内容によっても適宜変更することが可能である。
【００６３】
そして、前記Ｓ４又は前記Ｓ５で設定された生成距離Ｌ２と前記Ｓ１５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（Ｓ１６：ＹＥＳ）には、Ｓ３へと移行する。その後、新たに取得された距離Ｒに基づいて生成距離Ｌ２を新たに設定し（Ｓ４、Ｓ５）、第２スクリーン２６の移動を行う。その結果、自車両から割り込み車両までの距離が大きく変化した場合であっても、変更後の割り込み車両の位置に第２虚像８Ｂを生成することが可能となる。
【００６４】
一方、前記Ｓ４又は前記Ｓ５で設定された生成距離Ｌ２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（Ｓ１６：ＮＯ）には、Ｓ１３へと移行し、現在の映像の投射を継続して行う。
【００６５】
続いて、ＨＵＤ１においてＣＰＵ３１が実行する駐車時虚像生成処理プログラムについて図１６に基づき説明する。図１６は本実施形態に係る駐車時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、駐車時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、自車両が駐車を行う際に、スクリーンへの投射態様を変更し、より大きなサイズの虚像８を生成するプログラムである。
【００６６】
先ず、駐車時虚像生成処理プログラムではＳ２１において、ＣＰＵ３１は、自車両が停車し、且つシフト位置がパーキング「Ｐ」に移行したか否かを判定する。
【００６７】
そして、自車両が停車し、且つシフト位置がパーキング「Ｐ」に移行したと判定された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）には、Ｓ２２へと移行する。それに対して、自車両が停車していない、又は停車していてもシフト位置がパーキング「Ｐ」以外にあると判定された場合（Ｓ２１：ＮＯ）には、当該駐車時虚像生成処理プログラムを終了する。
【００６８】
Ｓ２２においてＣＰＵ３１は、フラッシュメモリ３４から位置設定テーブル（図１３）を読み出し、固定表示位置とする為の第２スクリーン２６の位置を決定する。ここで、固定表示位置は、乗員７から第２虚像８Ｂまでの距離である生成距離Ｌ２が、乗員７から第１虚像８Ａまでの距離である生成距離Ｌ１（例えば２．５ｍ）と同距離となる位置をいう。更に、Ｓ２２においてＣＰＵ３１は、位置設定テーブルに基づいて固定表示位置とする為の第２投射レンズ２３の位置についても決定する。尚、位置設定テーブルでは、図１３に示すように第２スクリーン２６の位置に対応付けて第２投射レンズ２３の位置について規定されている。
【００６９】
次に、Ｓ２３においてＣＰＵ３１は、第２スクリーン２６を現在位置から前記Ｓ２２で特定された位置まで移動させるのに必要なスクリーン前後駆動モータ２９の駆動量（パルス数）を決定する。同じく、Ｓ２３においてＣＰＵ３１は、第２投射レンズ２３を現在位置から前記Ｓ２２で特定された位置まで移動させるのに必要なレンズ駆動モータ２４の駆動量（パルス数）を決定する。
【００７０】
続いて、Ｓ２４においてＣＰＵ３１は、切換基板１６に指示信号を送信し、第２ドライバ基板１５によって制御対象となる駆動源をスクリーン上下駆動モータ３０からレンズ駆動モータ２４へと切り換える。
【００７１】
その後、Ｓ２５においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ２３で決定された駆動量だけスクリーン前後駆動モータ２９を駆動させる為の制御信号を第１ドライバ基板１４へと送信する。同じく、前記Ｓ２３で決定された駆動量だけレンズ駆動モータ２４を駆動させる為の制御信号を第２ドライバ基板１５へと送信する。それに応じて、第１ドライバ基板１４からスクリーン前後駆動モータ２９へと駆動量に対応するパルス信号が送信され、第２ドライバ基板１５からレンズ駆動モータ２４へと駆動量に対応するパルス信号が送信される。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２９やレンズ駆動モータ２４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２６は固定表示位置に移動し、第２投射レンズ２３は固定表示位置にある第２スクリーン２６上に焦点を合わせた位置に移動する。
【００７２】
次に、Ｓ２６においてＣＰＵ３１は、第２スクリーン２６及び第２投射レンズ２３の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、第１ドライバ基板１４や第２ドライバ基板１５から駆動を完了したことを示す信号を受信した場合に、第２スクリーン２６及び第２投射レンズ２３の移動が完了したと判定する。
【００７３】
そして、第２スクリーン２６及び第２投射レンズ２３の移動が完了したと判定された場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）には、Ｓ２７へと移行する。それに対して、第２スクリーン２６及び第２投射レンズ２３の移動が完了していないと判定された場合（Ｓ２６：ＮＯ）には、移動が完了するまで待機する。
【００７４】
Ｓ２７においてＣＰＵ３１は、スクリーンへの画像の投射態様を第１投射態様から第２投射態様へと切り替える為に必要なスクリーン上下駆動モータ３０の駆動量（パルス数）を決定する。前記したように、第２投射態様は第１スクリーン２５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投射態様である（図１０参照）。そして、本実施形態では第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６を光路に交差する方向に一体に移動させることによって第１投射態様と第２投射態様の切り替えを行う
【００７５】
続いて、Ｓ２８においてＣＰＵ３１は、切換基板１６に指示信号を送信し、第２ドライバ基板１５によって制御対象となる駆動源をレンズ駆動モータ２４からスクリーン上下駆動モータ３０へと切り換える。
【００７６】
次に、Ｓ２９においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ２７で決定された駆動量だけスクリーン上下駆動モータ３０を駆動させる為の制御信号を第２ドライバ基板１５へと送信する。それに応じて、第２ドライバ基板１５からスクリーン上下駆動モータ３０へと駆動量に対応するパルス信号が送信される。そして、パルス信号を受信したスクリーン上下駆動モータ３０は、受信したパルス信号に基づいて駆動を行う。
【００７７】
続いて、Ｓ３０においてＣＰＵ３１は、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、第２ドライバ基板１５から駆動を完了したことを示す信号を受信した場合に、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６の移動が完了したと判定する。
【００７８】
そして、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６の移動が完了したと判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）には、Ｓ３１へと移行する。それに対して、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６の移動が完了していないと判定された場合（Ｓ３０：ＮＯ）には、移動が完了するまで待機する。
【００７９】
Ｓ３１においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、プロジェクタ４による映像の投射を開始する。ここで、プロジェクタ４により投射される映像としては、駐車を行った乗員に提供する各種情報がある。例えば、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。
【００８０】
特に本実施形態では、第１投射レンズ２２と第２投射レンズ２３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２２ではテレビ画面の下半分の映像、第２投射レンズ２３ではテレビ画面の上半分の映像）を第１スクリーン２５に投射する。その結果、図１７に示すように、より大きいエリアを対象として分割線の生じない虚像８Ｃを生成することが可能となる。
【００８１】
ここで、図１７に示すように車両が走行中（第１投射態様にある状態）では、第１スクリーン２５に基づく第１虚像８Ａが生成できる範囲６１と、第２スクリーン２６に基づく第２虚像８Ｂが生成できる範囲６２とは区分されており、各範囲６１、６２に跨る大きいサイズの虚像を生成しようとすると、分割線が生じることとなる。一方、車両が駐車中（第２投射態様にある状態）では、第１スクリーン２５のみに映像が投射され、且つ第１スクリーン２５に基づく虚像８Ｃが生成できる範囲６３を範囲６１及び範囲６２を含む、より大きな範囲とすることが可能となる。また、虚像８Ｃは、第１虚像８Ａや第２虚像８Ｂと比べて画質が低下することもない。
【００８２】
従って、車両の乗員は駐車後の外部環境を視認する必要が無い状況では、より大きなサイズの虚像８Ｃによって、必要な情報を得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２２と第２投射レンズ２３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。
【００８３】
次に、Ｓ３２においてＣＰＵ３１は、シフト位置がパーキング「Ｐ」以外に移行したか否かを判定する。
【００８４】
そして、シフト位置がパーキング「Ｐ」以外に移行したと判定された場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）には、Ｓ３３へと移行する。それに対して、シフト位置がパーキング「Ｐ」にあると判定された場合（Ｓ３２：ＮＯ）には、継続して映像の投射を行う。
【００８５】
Ｓ３３においてＣＰＵ３１は、プロジェクタ４へと信号を送信し、プロジェクタ４による映像の投射を終了する。
【００８６】
続いて、Ｓ３４においてＣＰＵ３１は、スクリーンへの画像の投射態様を第２投射態様から第１投射態様へと切り替える為に必要なスクリーン上下駆動モータ３０の駆動量（パルス数）を決定する。
【００８７】
次に、Ｓ３５においてＣＰＵ３１は、前記Ｓ３４で決定された駆動量だけスクリーン上下駆動モータ３０を駆動させる為の制御信号を第２ドライバ基板１５へと送信する。それに応じて、第２ドライバ基板１５からスクリーン上下駆動モータ３０へと駆動量に対応するパルス信号が送信される。そして、パルス信号を受信したスクリーン上下駆動モータ３０は、受信したパルス信号に基づいて駆動を行う。
【００８８】
続いて、Ｓ３６においてＣＰＵ３１は、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、第２ドライバ基板１５から駆動を完了したことを示す信号を受信した場合に、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６の移動が完了したと判定する。
【００８９】
そして、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６の移動が完了したと判定された場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）には、当該駐車時虚像生成処理プログラムを終了する。それに対して、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６の移動が完了していないと判定された場合（Ｓ３６：ＮＯ）には、移動が完了するまで待機する。
【００９０】
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２２及び第２投射レンズ２３を介して夫々映像を第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６に投射し、第１スクリーン２５及び第２スクリーン２６に投射された映像を、ミラー１１を介して車両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、レンズ駆動モータ２４を制御するドライバ基板と、スクリーン上下駆動モータ３０を制御するドライバ基板とを一の第２ドライバ基板１５によって共用化し、切換基板１６によって第２ドライバ基板１５により制御対象となる駆動モータをレンズ駆動モータ２４とスクリーン上下駆動モータ３０との間で適宜切り換えるように構成するので、必要なドライバ基板の数を減らして装置の小型化とコストダウンを実現することが可能となる。また、ＨＵＤ１の動作中においてレンズ駆動モータ２４とスクリーン上下駆動モータ３０は同時に駆動させる必要が無いので、ドライバ基板を共用化することがＨＵＤ１の動作を妨げる虞も無い。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
また、本実施形態では第２スクリーンの可動範囲を、生成距離Ｌ２が２．５ｍ〜２０ｍの間で変位するように設定しているが、生成距離Ｌ２の下限や上限は適宜変更することが可能である。
【００９４】
また、本実施形態では、第２スクリーン２６のみを光路に沿って前後方向に移動可能に構成しているが、第１スクリーン２５についても移動可能に構成しても良い。同様に、第１投射レンズ２２についても移動可能に構成しても良い。その場合には、第１虚像８Ａの生成距離Ｌ１について変更可能となる。
【００９５】
また、本実施形態では、スクリーンを第１スクリーン２５と第２スクリーン２６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２２と第２投射レンズ２３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一対のみ又は３対以上としても良い。また、プロジェクタ４の光源としてはＬＥＤ以外に、ランプやレーザ光を用いても良い。
【００９６】
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。
【００９７】
例えば、第１の構成は以下のとおりである。
スクリーンと、光源から出力される光に基づいて生成される映像を前記スクリーンに投射する投射レンズを用いたプロジェクタと、前記スクリーンに投射された前記映像から前記映像の虚像を生成する虚像生成手段と、前記スクリーンを前記光源の光路に沿って移動させる第１駆動源と、前記第１駆動源の駆動制御を行う第１ドライバ基板と、前記スクリーンを前記光源の光路に対して交差する方向に沿って移動させる第２駆動源と、前記投射レンズを前記光源の光路に沿って移動させる第３駆動源と、前記第２駆動源及び前記第３駆動源の駆動制御を行う第２ドライバ基板と、前記第２ドライバ基板によって制御対象となる駆動源を前記第２駆動源と前記第３駆動源との間で切り換える切換基板と、を有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、投射レンズ及びスクリーンを光路に沿って夫々移動させるので、スクリーンを移動させることによってユーザから虚像までの距離を調整できる一方、スクリーンを移動させた場合であっても投射レンズから投射された映像をスクリーン上で焦点を合わせることができるので、高い品質の映像を虚像として生成することが可能となる。また、スクリーンを光路に対して交差する方向に移動させる第２駆動源を制御するドライバ基板と、投射レンズを光路に沿って移動させる第３駆動源を制御するドライバ基板とを共用化することにより、必要なドライバ基板の数を減らして装置の小型化とコストダウンを実現することが可能となる。また、ヘッドアップディスプレイ装置の動作中において第２駆動源と第３駆動源は同時に駆動させる必要が無いので、ドライバ基板を共用化することがヘッドアップディスプレイ装置の動作を妨げる虞も無い。
【００９８】
また、第２の構成は以下のとおりである。
前記第１駆動源の駆動に伴って前記スクリーンを前記光路に沿って移動させることにより、前記虚像を視認するユーザから前記虚像生成手段により生成される前記虚像までの距離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、ユーザからの距離が変位する障害物や交差点等の対象物に関する映像を虚像として表示させる場合に、ユーザから対象物までの距離に応じた適切な位置に虚像を生成することが可能となる。
【００９９】
また、第３の構成は以下のとおりである。
前記第１駆動源の駆動に伴って前記スクリーンを前記光路に沿って移動させる場合に、前記第３駆動源の駆動に伴って前記投射レンズを前記光路に沿って移動させることによって、前記投射レンズから投射された前記映像を前記スクリーン上で焦点を合わせ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、スクリーンを移動させた場合であっても投射レンズから投射された映像をスクリーン上で焦点を合わせることができるので、高い品質の映像を虚像として生成することが可能となる。
【０１００】
また、第４の構成は以下のとおりである。
前記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基づいて、前記スクリーンを前記光路に沿って移動させる移動方向と移動量を決定するスクリーン移動決定手段と、前記スクリーン移動決定手段により決定された前記スクリーンの移動方向と移動量に基づいて、前記投射レンズを前記光路に沿って移動させる移動方向と移動量を決定するレンズ移動決定手段と、を有し、前記第１ドライバ基板は、前記スクリーン移動決定手段により決定された移動方向と移動量に従って前記スクリーンを移動させるように前記第１駆動源を駆動制御し、前記第２ドライバ基板は、前記レンズ移動決定手段により決定された移動方向と移動量に従って前記投射レンズを移動させるように前記第３駆動源を駆動制御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、第１ドライバ基板と第２ドライバ基板による制御によって、予め決められた位置にスクリーンと投射レンズを夫々適切に移動させることが可能となる。
【０１０１】
また、第５の構成は以下のとおりである。
前記スクリーン移動決定手段及び前記レンズ移動決定手段は、前記投射レンズ及び前記スクリーンを前記光路に沿って互いに異なる方向に移動させるように各移動方向を決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、投射レンズ及びスクリーンを光路に沿って互いに異なる方向へと移動させるので、スクリーンを移動させることによってユーザから虚像までの距離を調整できる一方、スクリーンを移動させた場合であっても投射レンズから投射された映像をスクリーン上で焦点を合わせることができるので、高い品質の映像を虚像として生成することが可能となる。また、スクリーンの移動方向と逆方向に投射レンズを移動させることによって、投射レンズから投射された映像をスクリーン上で焦点を合わせるので、光源から投射レンズまでの距離にクリアランスを設ける必要が無く装置を小型化することが可能となる。
【０１０２】
また、第６の構成は以下のとおりである。
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２駆動源の駆動に伴って前記第１スクリーン及び前記第２スクリーンを前記光路に対して交差する方向に沿って一体に移動させることによって、前記スクリーンに対する前記映像の投射態様を、前記映像を前記第１スクリーンと前記第２スクリーンとを対象として投射する第１投射態様と、前記映像を前記第１スクリーンのみを対象として投射する第２投射態様と、の間で切り換え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、複数のスクリーンを備え、スクリーンに対する映像の投射態様を、映像を複数のスクリーンを対象として投射する第１投射態様と、一のスクリーンのみを対象として投射する第２投射態様との間で切り換えるので、複数のスクリーンによって異なる距離に同時に複数の虚像を生成することを可能にする一方で、分割線の無いサイズの大きな虚像についても生成することが可能となる。また、大きなサイズの虚像を生成する場合であっても画質を低下させることもない。
【符号の説明】
【０１０３】
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
２２    第１投射レンズ
２３    第２投射レンズ
２４    レンズ駆動モータ
２５    第１スクリーン
２６    第２スクリーン
２９    スクリーン前後駆動モータ
３０    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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