(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転席前方のインスツルメンツパネル内に取り付けられ、第１の画像を表示する表示手段と、
焦点距離を変更可能な投射光学系と、制御信号に応答して前記投射光学系の焦点距離を変更するアクチュエータとを含み、少なくとも前記表示手段の近傍の第１の位置または車両のフロントガラスの遠方の第２の位置に第２の画像の虚像を表示可能な投射手段と、
第１の位置または第２の位置のいずれかに第２の画像の虚像を表示させるかを判定する判定手段と、
第１の位置に第２の画像の虚像を表示すると判定された場合、前記投射光学系の焦点距離が第１の焦点距離に変更されるように前記アクチュエータに前記制御信号を出力し、第２の位置に第２の画像の虚像を表示すると判定された場合、前記投射光学系の焦点距離が第２の焦点距離に変更されるように前記アクチュエータに前記制御信号を出力する制御手段と、
を有する電子装置。
【請求項２】
前記判定手段は、車両の走行状態に基づき判定し、前記判定手段は、車両の速度が増加するとき第２の画像の虚像を第１の位置から第２の位置へ切替え、車両の速度が減少するとき第２の画像の虚像を第２の位置から第１の位置へ切替えると判定する、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記判定手段は、車両が停車中であるとき虚像を第１の位置に表示させると判定し、車両が走行中であるとき虚像を第２の位置に表示させると判定する、請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
電子装置はさらに、前記投射手段を前記表示手段に連携させるか否かを判定する連携判定手段を含み、前記制御手段は、連携すると判定された場合に、焦点距離を可変し、連携しないと判定された場合に、焦点距離を変更させない、請求項１ないし３いずれか１つに記載の電子装置。
【請求項５】
前記連携判定手段は、第１の画像と第２の画像との関連性に基づき連係の有無を判定する、請求項４に記載の電子装置。
【請求項６】
第１の画像の少なくとも一部が第２の画像に共通するとき、第１の画像と第２の画像とは関連性を有する、請求項４または５に記載の電子装置。
【請求項７】
電子装置はさらに、ナビゲーション機能により目的地が設定されているとき、目的地への到着を判定する目的地到着判定手段を含み、
前記判定手段は、目的地到着判定手段による目的地までの距離に基づき第２の画像を第１の位置または第２の位置に表示させるかを判定する、請求項１に記載の電子装置。
【請求項８】
前記判定手段は、目的地までの距離が小さくなるにつれ第２の画像を第２の位置から第１の位置に表示させると判定し、前記投射手段は、第２の画像として目的地までの残距離または残時間を表示する、請求項７に記載の電子装置。
【請求項９】
前記目的地到着判定手段により目的地に到着したと判定されたとき、前記表示手段は、第１の画像として目的地に関する情報を表示する、請求項７または８に記載の電子装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、第２の画像が次の交差点案内に関するコンテンツであるとき、第２の位置に虚像を表示させると判定する、請求項１に記載の電子装置。
【請求項１１】
前記判定手段は、第１の画像が自車周辺の撮像情報に関するコンテンツであるとき、第１の位置に虚像を表示させると判定する、請求項１に記載の電子装置。
【請求項１２】
第１の画像が自車周辺の撮像情報に関するコンテンツであるとき、第２の画像は、自車周辺の障害物の警報である、請求項１に記載の電子装置。
【請求項１３】
前記表示手段は、第１の画像として自車の後方を撮像した画像を表示し、前記投射手段は、他車が接近しているときの警報の虚像を第１の位置または第２の位置に表示する、請求項１に記載の電子装置。
【請求項１４】
運転席前方のインスツルメンツパネル内に取り付けられ、第１の画像を表示する表示手段と、焦点距離を変更可能な投射光学系と、制御信号に応答して前記投射光学系の焦点距離を変更するアクチュエータとを含み、少なくとも前記表示手段の近傍の第１の位置または車両のフロントガラスの遠方の第２の位置に第２の画像の虚像を表示可能な投射手段とを備えた電子装置における画像表示方法であって、
第１の位置または第２の位置のいずれかに第２の画像の虚像を表示させるかを判定するステップと、
第１の位置に第２の画像の虚像を表示すると判定された場合、前記投射光学系の焦点距離が第１の焦点距離に変更されるように前記アクチュエータに前記制御信号を出力し、第２の位置に第２の画像の虚像を表示すると判定された場合、前記投射光学系の焦点距離が第２の焦点距離に変更されるように前記アクチュエータに前記制御信号を出力するステップと、
を有する画像表示方法。
【請求項１５】
前記判定するステップは、車両の走行状態に基づき判定し、前記判定するステップは、車両の速度が増加するとき第２の画像の虚像を第１の位置から第２の位置へ切替え、車両の速度が減少するとき第２の画像の虚像を第２の位置から第１の位置へ切替えると判定する、請求項１４記載の画像表示方法。
【請求項１６】
画像表示方法はさらに、ナビゲーション機能により目的地が設定されているとき、目的地への到着を判定する到着判定ステップを含み、
前記判定する手段は、前記到着判定ステップによる目的地までの距離に基づき第２の画像を第１の位置または第２の位置に表示させるかを判定する、請求項１４に記載の画像表示方法。
【請求項１７】
前記判定するステップは、目的地までの距離が小さくなるにつれ第２の画像を第２の位置から第１の位置に表示させると判定し、前記投射手段は、第２の画像として目的地までの残距離または残時間を表示する、請求項１６に記載の画像表示方法。
【請求項１８】
運転席前方のインスツルメンツパネル内に取り付けられ、第１の画像を表示する表示手段と、焦点距離を変更可能な投射光学系と、制御信号に応答して前記投射光学系の焦点距離を変更するアクチュエータとを含み、少なくとも前記表示手段の近傍の第１の位置または車両のフロントガラスの遠方の第２の位置に第２の画像の虚像を表示可能な投射手段とを備えた電子装置が実行する画像表示プログラムであって、
第１の位置または第２の位置のいずれかに第２の画像の虚像を表示させるかを判定するステップと、
第１の位置に第２の画像の虚像を表示すると判定された場合、前記投射光学系の焦点距離が第１の焦点距離に変更されるように前記アクチュエータに前記制御信号を出力し、第２の位置に第２の画像の虚像を表示すると判定された場合、前記投射光学系の焦点距離が第２の焦点距離に変更されるように前記アクチュエータに前記制御信号を出力するステップと、
を有する画像表示プログラム。
【請求項１９】
前記判定するステップは、車両の走行状態に基づき判定し、前記判定するステップは、車両の速度が増加するとき第２の画像の虚像を第１の位置から第２の位置へ切替え、車両の速度が減少するとき第２の画像の虚像を第２の位置から第１の位置へ切替えると判定する、請求項１８記載の画像表示プログラム。
【請求項２０】
画像表示プログラムはさらに、ナビゲーション機能により目的地が設定されているとき、目的地への到着を判定する到着判定ステップを含み、
前記判定する手段は、前記到着判定ステップによる目的地までの距離に基づき第２の画像を第１の位置または第２の位置に表示させるかを判定する、請求項１８に記載の画像表示プログラム。
【請求項２１】
前記判定するステップは、目的地までの距離が小さくなるにつれ第２の画像を第２の位置から第１の位置に表示させると判定し、前記投射手段は、第２の画像として目的地までの残距離または残時間を表示する、請求項２０に記載の画像表示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を投射する機能を備えた電子装置に関し、特に、投射される画像の焦点距離の調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、運転中にドライバーの視線移動を減らす表示システムとして、ドライバーの視線方向に画像を投射する方法が知られている。この種の表示システムは、ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと略す）とも呼ばれている。ＨＵＤは、車内に設置された画像投射装置からの画像をフロントガラス若しくはフロントガラスに備え付けられたスクリーンに結像させ、スクリーン越しに見える現実空間にあたかも物体が存在するかのような虚像を生成する投射システムである。運転者は、スクリーン越しに虚像を見ることで、車内の表示装置等を見る回数を減らすことができる。
【０００３】
ＨＵＤの普及が始まる一方で、運転席正面のインスツルメンツパネルに取り付けられたメーター類（例えば、スピードメーター、ギアポジション、燃料計など）も電子的なデジタル表示に変更されつつある。これらのメーター類は、例えば、１つの横長の液晶表示ユニットによって表示される。以下、インスツルメンツパネルのメーター類を電子的に表示するユニットをクラスター表示ユニットと称す。ＨＵＤとクラスター表示ユニットとを車内に併存させた場合、運転中または停車中など状況に応じて、ＨＵＤまたはクラスター表示ユニットの使い分けが可能となっている。特許文献１は、ＨＵＤとクラスター表示ユニットを併存させたとき、運転者の視線移動や焦点の変化を極力抑えるため、クラスター表示ユニットの上部に専用のＨＵＤ表示領域を設けた車両用情報表示装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−９１４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クラスター表示ユニットにより表示される画像とＨＵＤにより表示される画像とが連携された場合、運転者は、クラスター表示ユニットとＨＵＤとの表示のそれぞれを見なければならない。この場合、クラスター表示ユニットは、比較的運転席に近い位置にあり、ＨＵＤによる表示位置は、通常運転席から見てフロントガラスの遠方の虚像表示となるため、両者の焦点距離は一致しないことが多く、それぞれの表示間を視点移動しようとした場合、都度焦点を合わせ直す必要があるため、視認性が良くないものであった。特許文献１のように、クラスター表示ユニットの上部に専用のＨＵＤ表示領域を設け、両者の焦点距離を一定させる方法もあるが、この場合には、ＨＵＤの表示画像に奥行き感を得ることが難しくなってしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、投射による画像を見易くする電子装置、画像表示方法および画像表示プログラム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】
【０００７】
本発明に係る電子装置は、第１の画像を表示する表示手段と、焦点距離を調整することで、少なくとも前記表示手段の近傍の第１の位置または車両のフロントガラスの遠方の第２の位置に第２の画像の虚像を表示可能な投射手段と、第１の位置または第２の位置のいずれかに第２の画像の虚像を表示させるかを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づき前記投射手段の焦点距離を調整する調整手段とを有する。
【０００８】
好ましくは前記判定手段は、車両の走行状態に基づき判定する。好ましくは前記判定手段は、車両が停車中であるとき虚像を第１の位置に表示させると判定し、車両が走行中であるとき虚像を第２の位置に表示させると判定する。好ましくは電子装置はさらに、前記投射手段を前記表示手段に連携させるか否かを判定する連携判定手段を含み、前記調整手段は、連携すると判定された場合に、焦点距離を調整する。好ましくは前記連携判定手段は、第１の画像と第２の画像との関連性に基づき連係の有無を判定する。好ましくは第１の画像の少なくとも一部が第２の画像に共通するとき、第１の画像と第２の画像とは関連性を有する。好ましくは前記第１の画像の少なくとも一部は、道路交通情報である。好ましくは前記判定手段は、第１の画像のコンテンツおよび第２の画像のコンテンツの少なくとも一方に基づき判定する。好ましくは前記判定手段は、第２の画像が目的地到着に関するコンテンツであるとき第１の位置に虚像を表示させると判定する。好ましくは前記判定手段は、第２の画像が次の交差点案内に関するコンテンツであるとき、第２の位置に虚像を表示させると判定する。好ましくは前記判定手段は、第１の画像が自車周辺の撮像情報に関するコンテンツであるとき、第１の位置に虚像を表示させると判定する。好ましくは第１の画像が自車周辺の撮像情報に関するコンテンツであるとき、第２の画像は、自車周辺の障害物の警報である。好ましくは前記表示手段は、運転席前方のインスツルメンツパネル内に取り付けられる。
【０００９】
本発明に係る画像表示方法は、第１の画像を表示する表示手段と、焦点距離を調整することで、少なくとも前記表示手段の近傍の第１の位置または車両のフロントガラスの遠方の第２の位置に第２の画像の虚像を表示可能な投射手段とを備えた電子装置におけるものであって、第１の位置または第２の位置のいずれかに第２の画像の虚像を表示させるかを判定するステップと、前記判定結果に基づき前記投射手段の焦点距離を調整するステップとを有する。
【００１０】
本発明に係る画像表示プログラムは、第１の画像を表示する表示手段と、焦点距離を調整することで、少なくとも前記表示手段の近傍の第１の位置または車両のフロントガラスの遠方の第２の位置に第２の画像の虚像を表示可能な投射手段とを備えた電子装置が実行するものであって、第１の位置または第２の位置のいずれかに第２の画像の虚像を表示させるかを判定するステップと、前記判定結果に基づき前記投射手段の焦点距離を調整するステップとを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、投射手段による第２の画像の虚像を第１の位置または第２の位置に表示可能にしたので、表示手段による第１の画像と投射手段による第２の画像の虚像を見易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例に係る車載装置の構成を示すブロック図である。
【図２】車両の内部に設けられたクラスター表示ユニット等を例示する図である。
【図３】ＨＵＤ部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る表示制御プログラムの機能的な構成例を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、運転席から投射画像の虚像の見え方を模式的に示し、図５（Ｂ）は、その横方向からの虚像の見え方を模式的に示す。
【図６】本発明の第１の実施例に係る表示制御動作を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施例のＨＵＤの具体的な表示例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る表示制御プログラムの機能的な構成例を示す図である。
【図９】目的地までの残距離と焦点距離との関係を規定したテーブルの一例である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る表示制御動作のフローを示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施例の具体的な表示例である。
【図１２】本発明の第３の実施例に係る車載装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３の実施例に係る表示制御プログラムの機能的な構成例を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る表示制御動作のフローである。
【図１５】第３の実施例の具体的な表示例である。
【図１６】本発明の第３の実施例の変形例の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の電子装置は、例えば、車両に搭載される車載装置である。好ましい態様では、電子装置は、インスツルメンツパネルに取り付けられたクラスター表示ユニットと、投射システムにより画像の虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）とを含む。電子装置は、種々のデータを処理するコンピュータ装置またはコンピュータシステムであることができ、入力されたデータを処理し、上記したクラスター表示ユニットやＨＵＤに情報を出力する。電子装置は、種々の機能を包含することができ、例えば、ナビゲーション機能、オーディオデータやビデオデータを再生する機能、テレビ放送やラジオ放送を受信する機能を有することができる。
【００１４】
本発明の実施形態では、ＨＵＤは、投射する画像の焦点距離を変化させることができ、焦点距離を調整することで、投射される画像の虚像の位置を変化させることが可能である。
好ましい実施形態では、虚像は、フロントガラスの遠方の位置、またはクラスター表示ユニットと同程度の焦点距離となる位置に見えるように画像が投射される。ただし焦点距離は厳密に同程度である必要はなく、フロントガラスの遠方の位置と比較して、クラスター表示ユニットの焦点距離に近ければ良い。ＨＵＤによる焦点距離の制御は、種々の情報に基づき実施される。例えば、車両の走行状態、投射される画像のコンテンツなどに基づき焦点距離、すなわち虚像の位置が調整される。さらに他の実施態様では、クラスター表示ユニットにより表示される画像のコンテンツと、ＨＵＤにより表示される画像のコンテンツとの関連性に基づき虚像の位置を調整することができる。
【実施例】
【００１５】
次に、本発明の第１の実施例について説明する。図１は、第１の実施例に係る車載装置１０の構成を示すブロック図である。車載装置１０は、入力部１００、位置情報算出部１１０、ナビゲーション部１２０、表示部１３０、クラスター表示ユニット１４０、ＨＵＤ１５０、通信部１６０、車両状態検出部１７０、記憶部１８０、制御部１９０を含んで構成される。なお、かかる構成は一例であり、ＣＤやＤＶＤに記録されたデータを再生する再生部、ラジオ放送やテレビ放送を受信する受信装置を更に備えても良い。
【００１６】
入力部１００は、入力キーデバイス、音声入力認識装置、タッチパネルなどにより、ユーザーからの指示を受け取り、これを制御部１９０へ提供する。例えば、ナビゲーション部１２０が実行されるとき、入力部１００から目的地を設定することができる。位置情報算出部１１０は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号、車両に搭載されるジャイロセンサや加速度センサの出力に基づき自車の現在地を算出する。ナビゲーション部１２０は、目的地までの案内経路を探索し、目的地までの経路案内等を行う。
【００１７】
表示部１３０は、ナビゲーション部１２０によって生成された道路地図等を表示する。表示部１３０は、例えば、図２に示すように、運転席と助手席の間に位置するセンターパネルの一部として設けられる。表示部１３０は、例えば、タッチパネル機能を有する液晶ディスプレイやその他の表示デバイスから構成される。
【００１８】
クラスター表示ユニット１４０は、運転席の正面のインスツルメンツパネルに設けられ、メーター類等の画像を表示する。クラスター表示ユニット１４０は、例えば、スピードメーター、タコメーター、走行距離、開閉ドアの状態、ウインカー表示、燃料計等のメーター類の画像、さらには、後述するようにナビゲーションに関する画像、自車位置周辺の画像などを表示する。
【００１９】
ＨＵＤ１５０は、フロントガラス若しくはフロントガラスに備え付けられたスクリーン上に画像を投射する。図３は、ＨＵＤ１５０の構成例を示すブロック図である。ＨＵＤ１５０は、光源１５１、光学系１５２、光変調手段１５３、投射光学系１５４、アクチュエータ１５５を含む。光源１５１は、ハロゲンランプ、発光ダイオードアレイ、あるいはレーザーダイオードアレイなどから構成される。光学系１５２は、光源１５１からの光を集束し、所定のアスペクト比の光を光変調手段１５３へ提供する。光変調手段１５３は、例えば、液晶デバイス、あるいは複数の可変ミラーが２次元的に配置されたデジタルミラーデバイスなどから構成される。光変調手段１５３は、制御部１９０等から提供される画像データに基づき、液晶デバイスまたはデジタルミラーデバイスを駆動し、光学系１５２から入射された光を空間的に変調する。投射光学系１５４は、光変調手段１５３によって変調された光をフロントガラス１５６若しくはフロントガラスに備え付けられたスクリーン方向に投射する。
【００２０】
アクチュエータ１５５は、投射光学系１５４の焦点距離等を可変とするための駆動機構（例えば、モータなど）を含む。アクチュエータ１５５は、制御部１９０からの制御信号Ｓ１に基づき投射光学系１５４の焦点距離を調整する。投射光学系１５４からスクリーン（フロントガラス）１５６までの物理的距離Ｌは一定であるが、アクチュエータ１５５は、投射光学系１５４に含まれるレンズの位置あるいはプリズムの位置等を移動させることで光学的距離を調整し、投射光学系１５４の焦点距離を調整する。焦点距離を調整することで、スクリーン上に投射される画像の大きさおよび位置が変更される。
【００２１】
通信部１６０は、無線通信または有線通信により外部機器やクラウドサーバーとの通信を可能にする。例えば、クラウドサーバーからダウンロードした画像を表示部１３０、クラスター表示ユニット１４０あるいはＨＵＢ１５０に表示させることが可能である。
【００２２】
車両状態検出部１７０は、車両の走行状態を検出する。車両状態検出部１７０は、例えば、車内バスを介して、速度情報、右左折状態、ギアポジション等を取得することができる。車両状態検出部１７０によって検出された車両状態情報は、制御部１９０に提供され、制御部１９０は、車両状態情報をＨＵＤの焦点距離の調整に利用することができる。
【００２３】
記憶部１８０は、車載装置１０が実行するアプリケーションソフトウエア、制御部１９０が実行するプログラム、その他種々のデータを記憶することができる。例えば、ナビゲーション部１２０が実行されるときに必要とされる地図データを記憶することができる。また、表示部１３０、クラスター表示ユニット１４０、ＨＵＤ１５０に提供する画像データ記憶することができる。制御部１９０は、好ましい態様では、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むマイクロコントローラ等から構成され、ＲＯＭまたはＲＡＭは、車載装置１０の各部の動作を制御するための種々のプログラムを格納することができる。第１の実施例では、制御部１９０は、ＨＵＤ１５０の焦点距離を制御する表示制御プログラム２００を実行する。
【００２４】
図４は、第１の実施例に係る表示制御プログラムの機能的な構成例を示す図である。表示制御プログラム２００は、走行状態判定部２１０、投射画像制御部２２０、焦点距離調整部２３０を含んで構成される。
【００２５】
走行状態判定部２１０は、車両状態検出部１７０を介して検出された情報に基づき自車の走行状態を判定する。具体的には、自車のギアポジション情報や速度情報に基づき、自車が走行を開始するか否か、自車が走行中であるか否か、自車が停車中であるか否か、自車が後方に進行するか否か、自車が右左折するか否か等を判定する。走行状態判定部２１０の判定結果は、投射画像制御部２２０および焦点距離調整部２３０へ提供される。
【００２６】
投射画像制御部２２０は、車両状態判定部２１０の判定結果に基づき、ＨＵＤ１５０により投射される画像を決定する。本実施例では、投射画像制御部２２０は、クラスター表示ユニット１４０に表示される画像と共通の画像をＨＵＤ１５０に投射させるような制御を行う。好ましくは、自車が走行開始と判定されたとき、すなわち、ギアポジションがドライブに移行したとき、ＨＵＤ１５０に道路交通情報の画像を表示させ、より好ましくは、クラスター表示ユニット１４０に表示されている道路交通情報をＨＵＤ１５０に移行させる。道路交通情報は、運転者にとって有益な情報であり、例えば、目的地までの誘導経路上の次の交差点案内、走行する道路の制限速度、次の右左折専用レーンの案内などである。なお、ＨＵＤ１５０が既に道路交通情報の画像を表示させている場合には、その画像の投射を継続させる。
【００２７】
焦点距離調整部２３０は、車両状態判定部２１０の判定結果に基づきＨＵＤ１５０の焦点距離を調整する。焦点距離調整部２３０は、ＨＵＤ１５０のアクチュエータ１５５に対し制御信号Ｓ１を送り、投射光学系１５４の焦点距離を調整する。本実施例では、焦点距離調整部２３０は、自車が停車中と判定されたとき（ギアポジションがパーキング、あるいは自車の速度が一定期間ゼロかほぼゼロであるとき）、運転者にとって、ＨＵＤ１５０により投射された画像の虚像がクラスター表示ユニット１４０近傍に位置するように焦点距離が調整される。他方、自車が走行開始と判定されたとき（ギアポジションがパーキングからドライブに変更、あるいは自車の速度がゼロから一定速度以上に変化したとき）、運転者にとって、ＨＵＤ１５０により投射された画像の虚像がフロントガラスの前方に位置するように焦点距離が調整される。このように、焦点距離調整部２３０は、クラスター表示ユニット１４０近傍と、フロントカラスの前方の少なくとも２つの位置に虚像が表示されるように焦点距離を調整するが、焦点距離は、必ずしもこの２つの位置に限定されるものではない。例えば、自車の速度に比例して、虚像が見える位置がさらに遠くなるように焦点距離を連続的に調整するようにしてもよい。また、焦点距離調整部２３０は、必要に応じて投射角度の調整を行うようにしてもよい。
【００２８】
図５（Ａ）は、運転席からフロントガラス方向を見たときのＨＵＤ１５０により投射された画像の虚像の見え方を模式的に示し、図５（Ｂ）は、虚像の見え方を側面方向から模式的に示している。焦点距離調整部２３０は、自車が停車中であると判定されたとき、比較的大きな画像をフロントガラス上に投射させ、その虚像Ｋ１がクラスター表示ユニット１４０の近傍、すなわち、運転者にとってクラスター表示ユニット１４０を見るのと同程度の位置に虚像が生成されるようにする（運転者Ｕの目の位置からクラスター表示ユニット１４０までの距離をＬｃとしたとき、虚像Ｋ１までの距離Ｌ１≒Ｌｃ）。また、焦点距離調整部２３０は、自車が走行開始時あるいは走行中であると判定されたとき、比較的小さな画像をフロントガラス上に投射させる。より好ましくは、比較的小さな画像は、比較的大きな画像よりも幾分だけ上方に位置し、運転者の視線方向が手前を見るときよりも遠方を見るときの角度に変化される。こうして、投射画像の虚像Ｋ２がクラスター表示ユニット１４０よりも遠い位置、すなわち、運転者にとって走行中に前方を注視するときと同程度の位置に虚像が生成されるようにする（運転者Ｕの目の位置から虚像Ｋ２までの距離Ｌ２＞Ｌ１）。なお、焦点距離調整部２３０は、連続的に焦点距離を調整できる場合（ズームイン／ズームアウト機能を搭載している場合）には、速度の増加に応じて虚像Ｋ２が徐々に遠ざかるようにしてもよい。また、自車が走行状態から停車状態になる場合には、焦点距離調整部２３０は、上記と反対に、虚像Ｋ２から虚像Ｋ１の位置へ変更されるように、投射画像の焦点距離を調整する。
【００２９】
次に、本実施例の車載装置の表示動作について図６のフローを参照して説明する。先ず、投射画像制御部２２０は、ＨＵＤ１５０の単独使用か否かを判定する（Ｓ１００）。単独使用か否かは、１つの例では、クラスター表示ユニット１４０により表示される画像が道路交通情報を含むか否かによって決定される。クラスター表示ユニット１４０が道路交通情報を表示するとき、ＨＵＤ１５０もまた道路交通情報を表示することになるので、ＨＵＤ１５０は、クラスター表示ユニット１４０との連携使用となる。クラスター表示ユニット１４０が道路交通情報を表示しない場合には、ＨＵＤ１５０の単独使用となる。また、ＨＵＤの単独使用か否かは、上記以外にも、ＨＵＤ１５０の投射画像とクラスター表示ユニット１４０の画像との関連性を予め決めておき、その関連性に該当しない場合には、ＨＵＤの単独使用、該当する場合には、ＨＵＤの連携使用とすることができる。ＨＵＤが連携使用されるとき、ＨＵＤは、クラスター表示ユニットのサブ画面を構成し、クラスター表示ユニット１４０により表示される画像を強調したり、あるいはその画像に足りない情報を補足する。
【００３０】
ＨＵＤ１５０が単独使用と判定された場合には、焦点距離調整部２３０は、投射画像の焦点距離を調整せず、その虚像Ｋ２がフロントガラスの前方位置に表示されるようにする（Ｓ１０２）。ＨＵＤ１５０が連携使用と判定された場合には、焦点距離調整部２３０は、走行状態判定部２１０により走行状態を判定し（Ｓ１０４）、その判定結果に基づき焦点距離を調整する。上記したように、自車が停車中と判定された場合には、虚像Ｋ１がクラスター表示ユニット１４０の近傍に表示されるようにし（Ｓ１０６）、走行開始時または走行中と判定された場合には、虚像Ｋ２がフロントガラスの前方に表示されるようにする（Ｓ１０２）。
【００３１】
図７は、具体例な表示例である。クラスター表示ユニット１４０には、メーター類の表示の他に、次の交差点を右折することを示す道路交通情報Ｐが表示されている。このため、ＨＵＤ１５０は、クラスター表示ユニット１４０との連携使用となる。投射画像制御部２２０は、もし、ＨＵＤ１５０が道路交通情報Ｐを表示していないのであれば、道路交通情報Ｐを表示させる。自車が停車中のとき、運転者は、ＨＵＤ１５０の投射画像の虚像Ｋ１をクラスター表示ユニット１４０と同程度の位置で視認することができるため、クラスター表示ユニット１４０とＨＵＤ１５０の投射画像との間を視線を動かして情報を得ようとする際に、焦点の調整が不要、または最小化することができるため、それぞれの表示の視認が容易となる。ギアポジションがドライブＤにシフトされ、走行が開始されると、運転者は、フロントガラスの前方において道路等を見るのと同じ位置で虚像Ｋ２を視認することができる。このように、ＨＵＤ１５０がクラスター表示ユニット１４０と連携使用される場合には、自車の走行状態に応じて虚像の位置を変化させることができるため、運転者にとって投射画像の視認が容易になる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施例について詳細に説明する。第１の実施例では、自車の走行状態に応じてＨＵＤ１５０の焦点距離を調整する例を示したが、第２の実施例では、ナビゲーション部１２０との連携に基づき焦点距離を調整する例を示す。
【００３３】
図８は、第２の実施例に係る表示制御プログラム２００Ａの機能的な構成例を示す図である。表示制御プログラム２００Ａは、第１の実施例のときの構成に加えて、目的地到着判定部２４０と、クラスター画像制御部２５０とを包含する。ナビゲーション部１２０は、ユーザー入力により目的地が設定されると、目的地まので最適な経路を探索し、探索された経路の案内を行う。探索経路の案内が行われるとき、目的地到着判定部２４０は、目的地までの残距離または残時間を判定し、その判定結果を投射画像制御部２２０、焦点距離調整部２３０およびクラスター画像制御部２５０へ提供する。クラスター画像制御部２５０は、目的地到着判定部２４０によって目的地に到着したと判定されたとき、目的地に関する情報をクラスター表示ユニット１４０に表示させる。なお、ナビゲーション部１２０が目的地到着判定部２４０を備えている場合には、表示制御プログラム２００Ａは、ナビゲーション部１２０から目的地到着判定部２４０の判定結果を受け取るようにしてもよい。
【００３４】
第２の実施例では、焦点距離調整部２３０は、目的地までの距離に応じて虚像の位置が変わるようにＨＵＤ１５０の投射光学系の焦点距離を調整することが可能である。すなわち、焦点距離調整部２３０は、目的地までの距離が小さくなるにつれて、虚像の位置が徐々に手前に接近するかのように投射画像の焦点距離を調整し、最終的に目的地に到着したと判定された場合には、虚像Ｋ１がクラスター表示ユニット１４０の近傍に位置するように焦点距離を調整する。好ましくは、焦点距離調整部２３０は、図９に示すように、目的地までの残距離と焦点距離との関係を予め規定したテーブルを記憶し、当該テーブルを参照して焦点距離を調整するようにしてもよい。
【００３５】
クラスター画像制御部２５０は、目的地到着判定部２４０により目的地に到着したと判定されたとき、クラスター表示ユニット１４０に目的地に関する情報を表示させる。例えば、目的地が施設であるとき、クラスター画像制御部２５０は、施設に関する情報（施設の入場開始時間、終了時間、駐車場の有無）や施設の外観写真等を記憶部１８０から読出し、これをクラスター表示ユニット１４０に表示させる。
【００３６】
次に、第２の実施例の動作について図１０のフローを参照して説明する。ナビゲーション部１２０が起動され、目的地が設定されると、目的地までの経路が探索され、その案内が開始される（Ｓ２００）。投射画像制御部２２０は、ＨＵＤ１５０に目的地までの残距離を逐次表示させる（Ｓ２０２）。この場合、第１の実施例のときと同様に、走行中であれば、焦点距離調整部２３０は、残距離が虚像Ｋ２に位置するように表示させ、停車したとき、残距離が虚像Ｋ１に位置するように表示させるようにしてもよい。また、第１の実施例で説明したように、交差点案内等の道路交通情報がクラスター表示ユニット１４０に表示される場合には、ＨＵＤ１５０は、サブ画面として道路交通情報を表示することができる。
【００３７】
焦点距離調整部２３０は、例えば図９に示すようなテーブルに基づいて、ＨＵＤの投射画像の虚像がクラスター表示ユニット１４０の近傍に位置するように焦点距離を調整することができる（Ｓ２０４）。そして、目的地到着判定部２４０によって、目的地に到着したと判定されると（Ｓ２０６）、クラスター画像制御部２５０は、クラスター表示ユニット１４０に目的地の詳細情報を表示させる（Ｓ２０８）。図１１は、第２の実施例の具体的な表示例である。自車の走行中、目的地までの残距離を表す虚像Ｋ２が表示され、目的地に到着したと判定されたとき、クラスター表示ユニット１４０の近傍に残距離を表す虚像Ｋ１が表示される。また、クラスター表示ユニット１４０には、施設の詳細情報１４２と施設の外観写真１４４とが表示される。これにより、運転者は、虚像Ｋ１を視認したとき、同時に、クラスター表示ユニット１４０の表示内容も容易に視認することができる。
【００３８】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。第３の実施例は、ＨＵＤ１５０をクラスター表示ユニット１４０のサブ画面として利用するものである。図１２は、第３の実施例に係る車載装置１０Ａの構成を示すブロック図である。車載装置１０Ａは、第１の実施例で示した構成に加えて、自車周辺を撮像する撮像部１９５を含む。撮像部１９５は、例えば、車両の前方、後方、側面方向の４方向を撮像し、撮像された撮像データを制御部１９０へ提供する。
【００３９】
図１３は、第３の実施例に係る表示制御プログラム２００Ｂの機能的な構成例を示す図である。表示制御プログラム２００Ｂは、第１および第２の実施例の構成に加えて、俯瞰画像作成部２６０、障害物検出部２７０、警報部２８０を含んで構成される。
【００４０】
俯瞰画像作成部２６０は、撮像部１９５によって撮像された自車の前方、後方、側面方向の４方向の撮像データに基づき自車を真上から見下ろすような俯瞰画像（トップビュー）を作成する。クラスター画像制御部２５０は、作成された俯瞰画像をクラスター表示ユニット１４０に表示する。好ましい態様では、車両状態判定部２１０によってギアポジションが後進にシフトされたとき、あるいは車庫入れや縦列駐車するときにユーザーからの指示があったときに、俯瞰画像が表示される。
【００４１】
障害物検出部２７０は、撮像部１９５によって取得された撮像データを画像処理することで自車周辺の障害物の有無を検出する。警報部２８０は、障害物検出部２７０により自車周辺に位置する障害物が検出された場合に警報を出力する。警報は、音声出力および画像出力により行うことができ、本実施例では、投射画像制御部２２０がＨＵＤ１５０に警報を表示させる。この場合、焦点距離調整部２３０は、第１の実施例のときと同様に、自車の走行状態に応じて焦点距離を調整し、自車が後進または一定速度以下であるとき、警報の虚像Ｋ１がクラスター表示ユニット１４０の近傍に映し出されるように焦点距離を調整する。また、警報の画像は、例えば、記憶部１８０に予め用意されたものを用いることができる。
【００４２】
図１４は、第３の実施例に係る表示制御動作のフローである。まず、自車が後進するか否かが判定され（Ｓ３００）、後進すると判定された場合には、撮像部１９５からの撮像データに基づき俯瞰画像が作成され（Ｓ３０２）、俯瞰画像がクラスター表示ユニット１４０に表示される（Ｓ３０４）。例えば、図１５に示すような俯瞰画像１４６が表示される。次に、撮像データに基づき自車周辺の障害物の有無が検出される（Ｓ３０６）。障害物が検出された場合には、ＨＵＤ１５０により警報が表示される（Ｓ３０８）。このとき、警報は、虚像Ｋ１の位置に表示される。例えば、図１５に示すように、警報１４８が表示される。なお、クラスター表示ユニット１４０にも警報１４８Ａを表示するようにしてもよい。運手者は、クラスター表示ユニット１４０の周囲の状況を確認しながらも、その視界内にＨＵＤ１５０の警報１４８を確認することができる。
【００４３】
次に、第３の実施例の変形例について説明する。図１６は、自車が自動運転機能を備えている場合に、ＨＵＤ１５０の焦点距離を調整する例を示している。自動運転機能を有する自車に他車が接近したとき、クラスター表示ユニット１４０に自車と他車との位置関係がわかる画像、例えば、他車が後方から接近していることが検出されたならば、自車の後方を撮像した画像が表示され、ＨＵＤ部１５０には、他車が接近しているときの警報が表示される。この場合、焦点距離調整部２３０は、第１の実施例のときと同様に、自車が走行中であれば、警報の虚像Ｋ２がフロントガラスの前方の位置に表示されるように投射画像である警報の焦点距離を調整する。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０：車載装置                          １００：入力部
１１０：位置情報算出部                    １２０：ナビゲーション部
１３０：表示部                            １４０：クラスター表示ユニット
１５０：ＨＵＤ                            １５１：光源
１５２：光学系                            １５３：光変調手段
１５４：投射光学系                        １５５：アクチュエータ
１５６：フロントガラス                    １６０：通信部
１７０：車両状態検出部                    １８０：記憶部
１９０：制御部                            １９５：撮像部
２００、２００Ａ、２００Ｂ：表示制御プログラム
【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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