JP2018118702A - 車両のヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が車両の前方とヘッドアップディスプレイによる情報の虚像とを交互に見る場合の視線の移動量を少なくする。【解決手段】ヘッドアップディスプレイ７は、情報を光線として発生させる発光部８と、その発光部８に一方の端部が切換装置１２を介して接続されて上記光線を伝達する光ファイバ９，１０と、光ファイバ９，１０の他方の端部に設けられて上記光線をウインドシールドガラス６に投射する投射部１１と、を備える。更に、ヘッドアップディスプレイ７は、ウインドシールドガラス６における上記光線の投射位置Ｐ１が変更されるよう投射部１１を変位させる変位装置１３も備える。車両の運転者からは、ウインドシールドガラス６上における上記情報の投射位置Ｐ１から前方に向けて離れた位置Ｐ２に、その情報の虚像が見える。そして、車両の前方を見ている運転者の視線の向う方向に上記情報の虚像の見える位置が変化するよう投射部１１が変位される。【選択図】図２

Description

本発明は、車両のヘッドアップディスプレイに関する。

車両のヘッドアップディスプレイとしては、情報を光線として発光させる発光部を備え、その発光部からの光線を複数の反射鏡で反射させて車両のウインドシールドガラスに投射するものが知られている。こうしたヘッドアップディスプレイが設けられた車両の運転者からは、ウインドシールドガラス上における上記情報の投射位置から前方に向けて離れた位置に、その情報の虚像が見えるようになる。そして、ウインドシールドガラス上における上記情報の投射位置から同情報の虚像が見える位置までの距離（以下、深度という）は、発光部からウインドシールドガラス上における上記情報の投射位置に至るまでの上記光線の長さと等しくなる。

車両の運転者は、同車両の前方とヘッドアップディスプレイによる上記情報の虚像とを交互に見る場合がある。この場合における運転者の目の疲れを軽減するためには、運転者における視線上の焦点位置の前後方向への変化を小さくすることが好ましい。そして、上述した運転者における視線上の焦点位置の変化を小さくするためには、ヘッドアップディスプレイにおける上記光線の長さを長くして上記情報の虚像の深度を大きくすることが考えられる。ただし、ヘッドアップディスプレイにおいて上記光線の長さを長くするためには、設置場所に制限がある観点から反射鏡の数を増やして上記光線の反射回数を多くしなければならないが、反射鏡の数及び光線の反射回数を増やすことにも限界がある。

また、設置場所をとることなく上記光線の長さを長くすることができるヘッドアップディスプレイとしては、例えば特許文献１に示されるような光ファイバを用いたヘッドアップディスプレイをあげることができる。このヘッドアップディスプレイは、発光部に一方の端部が接続されて同発光部からの光線を伝達する光ファイバと、その光ファイバの他方の端部に設けられて上記光線をウインドシールドガラスに投射する投射部と、を備えている。この場合、光ファイバを長くすることによって上記光線を長くすることができるとともに、その光ファイバを巻いた状態とすることによって設置場所をとらないようにすることができる。

特開平８−１０８７７３号公報

ところで、運転者が視線を向ける方向は、車両の状況に応じて同車両の上下方向及び幅方向に頻繁に変わる。このため、車両の状況によっては、運転者が視線を向ける方向とヘッドアップディスプレイにおける上記情報の虚像が見える位置とが大きく食い違ってしまい、運転者が車両の前方と上記情報の虚像とを交互に見る場合に視線の移動量が大きくなるという問題がある。

本発明の目的は、運転者が車両の前方とヘッドアップディスプレイによる情報の虚像とを交互に見る場合の視線の移動量を少なくすることができる車両のヘッドアップディスプレイを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する車両のヘッドアップディスプレイは、情報を光線として発生させる発光部と、その発光部に一方の端部が接続されて上記光線を伝達する光ファイバと、その光ファイバの他方の端部に設けられて上記光線を車両のウインドシールドガラスに投射する投射部と、を備える。更に、上記ヘッドアップディスプレイは、ウインドシールドガラスにおける上記光線の投射位置が変更されるよう上記投射部を変位させる変位装置を備える。

この構成によれば、車両の運転者からは、ウインドシールドガラス上における上記情報（光線）の投射位置から前方に向けて離れた位置に、その情報の虚像が見えるようになる。この虚像の見える位置は、ウインドシールドガラス上における上記情報（光線）の投射位置に合わせて変化する。このため、上記変位装置を通じて上記投射部を変位させることにより、運転者における上記情報の虚像が見える位置を変化させることが可能になる。そして、車両の前方を見ている運転者の視線の向う方向に上記情報の虚像の見える位置が変化するよう上記変位装置を通じて上記投射部を変位させることにより、運転者が車両の前方とヘッドアップディスプレイによる情報の虚像とを交互に見る場合の視線の移動量を少なくすることができる。

上記ヘッドアップディスプレイは、上記変位装置を車両の運転者の視線の移動に関係する車両状況に応じて制御する制御部を備えるものとすることが考えられる。
この構成によれば、運転者の視線の移動が生じる車両状況となったとき、その車両状況に合わせて上記変位装置を制御することにより、運転者の視線が向う方向に上記情報の虚像の見える位置が変化するよう上記投射部を変位させることが可能となる。このように投射部を変位させることにより、運転者の視線が向う方向に上記情報の虚像の見える位置を速やかに変化させることができる。

上記ヘッドアップディスプレイにおいて、上記変位装置をウインドシールドガラスにおける上記光線の投射位置が少なくとも車両の幅方向に変更されるよう上記投射部を車両の幅方向に回転させるものとすることが考えられる。この場合、上述した車両の運転者の視線に関係する車両状況は、車両におけるステアリングホイールの中立位置からの回転方向及び回転角とすることが考えられる。そして、上記制御部は、ウインドシールドガラスにおける上記光線の投射位置がステアリングホイールの中立位置からの回転方向及び回転角に応じて変更されるよう、上記変位装置の制御を通じて上記投射部を車両の幅方向に回転させるよう構成される。

車両の運転者は、ステアリングホイールを中立位置から右回転させたとき、視線を車両の幅方向右側に移動させるとともに、そのときの視線の移動量をステアリングホイールの中立位置からの回転角の増大に伴って大きくする。また、運転者は、ステアリングホイールを中立位置から左回転させたとき、視線を車両の幅方向左側に移動させるとともに、そのときの視線の移動量をステアリングホイールの中立位置からの回転角の増大に伴って大きくする。上記構成によれば、ステアリングホイールの中立位置からの所定回転角分の右回転が行われたとき、ウインドシールドガラスにおける上記光線の投射位置が、上記所定回転角分に対応した分、車両の幅方向右側に変更されるように、変位装置の制御を通じて投射部を車両の幅方向右側に回転させることが可能となる。また、ステアリングホイールの中立位置からの所定回転角分の左回転が行われたときには、ウインドシールドガラスにおける上記光線の投射位置が、上記所定回転角分に対応した分、車両の幅方向左側に変更されるように、変位装置の制御を通じて投射部を車両の幅方向左側に回転させることが可能となる。そして、上述したように投射部を回転させることにより、運転者のステアリングホイールの回転に伴う視線の移動方向及び移動量に対応して上記情報の虚像が見える位置を変化させることができる。その結果、運転者の視線が向う方向に上記情報の虚像の見える位置が移動するようになる。

上記ヘッドアップディスプレイにおいて、車両の運転者の視線に関係する車両状況に車速を含むものとし、上記制御部を次のように構成することが考えられる。すなわち、上記制御部については、ウインドシールドガラスにおける上記光線の投射位置がステアリングホイールの中立位置からの回転方向及び回転角に応じて変更されるよう、上記変位装置の制御を通じて上記投射部を車両の幅方向に回転させる際、車速が速いほど上記投射部の回転量を大きくするものとする。

車速が速いほど、ステアリングホイールの回転操作に対して車両の進行方向が大きく変わるため、ステアリングホイールの回転に伴う運転者の視線の移動量が大きくなる。上記構成によれば、ステアリングホイールの回転に合わせて上記投射部を車両の幅方向に回転させる際、その投射部の回転量を車速が速いほど大きくするようにしているため、上述したように車速の増速に伴ってステアリングホイールを回転させる際の運転者の視線の移動量が大きくなるとしても、それに合わせて上記情報の虚像が見える位置を変化させることができる。

なお、上記車両は、ヘッドランプの光軸が前記ステアリングホイールの中立位置からの回転方向及び回転角に応じて車両の幅方向に変位するよう、上記ヘッドランプを動作させるものとすることが考えられる。

この構成によれば、ステアリングホイールの中立位置からの回転方向及び回転角に応じてヘッドランプを変位させるため、ステアリングホイールの上記回転方向及び上記回転角を検出するためのセンサ等が車両に設けられている。従って、ステアリングホイールの中立位置からの回転方向及び回転角に応じて、上記投射部を車両の幅方向に回転させるに当たり、上記センサ等を流用することができるようになる。

上記ヘッドアップディスプレイは、上記光ファイバとして長さの異なる複数の光ファイバを具えるとともに、上記複数の光ファイバのうちのいずれかが前記光線を伝達する光ファイバとして選択されるよう切り換え動作する切換装置を備えるものとすることが考えられる。

この構成によれば、切換装置の切り換え動作を通じて、光線を伝達する光ファイバとして長さの異なる複数の光ファイバのうちのいずれかを選択することにより、発光部からウインドシールドガラス上における上記情報の投射位置に至るまでの上記光線の長さを変えることができる。そして、上記光線の長さを変えることにより、ウインドシールドガラス上における上記情報の投射位置から同情報の虚像が見える位置までの距離（深度）を変えることができる。従って、車両状況に応じて運転者が車両の前方に向う視線上の焦点位置を同車両の前後方向に変えるとき、それに合わせて上記情報の虚像の深度を変えることが可能となる。このように上記情報の虚像の深度を変えることにより、運転者が車両の前方と上記情報の虚像とを交互に見る場合に、運転者における視線上の焦点位置の前後方向への変化を小さくし、運転者の目の疲れを軽減することができる。

上記ヘッドアップディスプレイは、上記変位装置を車両の運転者の視線の移動に関係する車両状況に応じて制御するとともに、上記切換装置を車両の運転者における視線上の焦点位置に関係する車両状況に応じて制御する制御部を備えるものとすることが考えられる。

この構成によれば、運転者における視線上の焦点位置の変化が生じる車両状況となったとき、その車両状況に合わせて上記切換装置を制御することにより、運転者の視線上の焦点位置が変化する方向に、上記情報の虚像の見える位置が変化するよう同虚像の深度を変えることが可能となる。このように上記情報の虚像の深度を変えることにより、運転者の視線上の焦点位置が変化する方向に上記情報の虚像の見える位置を速やかに変化させることができる。

上記ヘッドアップディスプレイにおいて、車両の運転者の視線上の焦点位置の変化に関係する車両状況とは車速であり、上記制御部を車速が速いほど上記光線を伝達する光ファイバとして長さの長い光ファイバが選択されるよう上記切換装置を制御するものとすることが考えられる。

車速が速いほど、運転者が車両の前方を見るときの運転者の視線上の焦点位置が前方側に変化する。上記構成によれば、車速が速いほど上記光線を伝達する光ファイバとして長さの長い光ファイバが選択されるため、上述したように車速の増速に合わせて運転者の視線上の焦点位置が前方側に変化するとしても、それに合わせて上記情報の虚像の深度を大きくして、その虚像の見える位置を前方側に変化させることができる。

本発明によれば、運転者が車両の前方とヘッドアップディスプレイによる情報の虚像とを交互に見る場合の視線の移動量を少なくすることができる。

ヘッドアップディスプレイが適用される車両全体を示す略図。 ヘッドアップディスプレイの構造を示す略図。 ヘッドアップディスプレイの電気的構成を示すブロック図。 ヘッドアップディスプレイの動作手順を示すフローチャート。

以下、車両のヘッドアップディスプレイの一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示す車両１は、運転席のユーザーによって操作されるステアリングホイール２と、そのステアリングホイール２の中立位置からの回転方向及び回転角に応じてヘッドランプ３の光軸が車両１の幅方向に変位するよう同ヘッドランプ３を動作させるアクチュエータ４と、車両１の前方（図１の上方）を撮影するカメラ５と、を備えている。更に、車両１には、情報（車速等）を光線として発生させて同光線を車両１のウインドシールドガラス６に投射するヘッドアップディスプレイ７が設けられている。こうしたヘッドアップディスプレイ７が設けられた車両１の運転者からは、ウインドシールドガラス６上における上記情報の投射位置Ｐ１から前方に向けて離れた位置Ｐ２に、その情報の虚像が見えるようになる。

図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ７は、上記情報を光線として発生させる発光部８と、その発光部８に一方の端部が切換装置１２を介して接続されて上記光線を伝達する光ファイバ９，１０と、その光ファイバ９，１０の他方の端部に設けられて上記光線を車両１のウインドシールドガラス６に投射する投射部１１と、を備えている。複数の光ファイバ９，１０はそれぞれ長さが異なっており、光ファイバ９の長さよりも光ファイバ１０の長さの方が長くされている。また、上記切換装置１２は、複数の光ファイバ９，１０のうちのいずれかが上記光線を伝達する光ファイバとして選択されるよう切り換え動作するものである。

ウインドシールドガラス６上におけるヘッドアップディスプレイ７による上記情報の投射位置Ｐ１から同情報の虚像が見える位置Ｐ２までの距離（以下、深度という）は、発光部８からウインドシールドガラス６上における上記情報の投射位置Ｐ１に至るまでの上記光線の長さと等しくなる。従って、複数の光ファイバ９，１０のうち上記光線を伝達する光ファイバとして光ファイバ１０が選択された場合には、上記光線を伝達する光ファイバとして光ファイバ９が選択された場合と比較して、上記情報の虚像の深度が大きくされるようになる。

ヘッドアップディスプレイ７は、ウインドシールドガラス６における上記光線の投射位置Ｐ１が変更されるよう投射部１１を変位させる変位装置１３を備えている。この変位装置１３は、車両１の幅方向に延びる回転軸１４周りに回転する方向に変位可能なベース部材１５と、そのベース部材１５を上記回転軸１４周りに回転させるよう駆動されるモータ１６と、を具えている。更に、変位装置１３は、上記ベース部材１５に設けられて上下方向に延びる回転軸１７と、上記投射部１１を支持するとともに上記回転軸１７周りに回転することが可能である回転体１８と、その回転体１８（投射部１１）を上記回転軸１７周りに回転させるよう駆動されるモータ１９と、を備えている。なお、回転体１８の外周面には光ファイバ９，１０が巻かれており、それによって光ファイバ９，１０の設置場所が小さく抑えられている。

ヘッドアップディスプレイ７において、モータ１９の駆動を通じて回転体１８を回転軸１７周りに回転させると、ウインドシールドガラス６における上記光線の投射位置Ｐ１が車両１の幅方向に変更されるよう投射部１１が車両１の幅方向に回転する。また、モータ１６の駆動を通じてベース部材１５を回転軸１４周りに回転する方向に変位させると、ウインドシールドガラス６における上記光線の投射位置Ｐ１が上下に変更されるよう投射部１１が上下方向に回転する。

次に、ヘッドアップディスプレイ７の電気的構成について説明する。
図３に示す電子制御装置２０は、車両１に搭載されており、同車両１に設けられた各種機器を制御するためのものである。

電子制御装置２０には、車両１の駆動系の回転に基づいて車速を検出する車速センサ２１からの検出信号、車両１におけるステアリングホイール２の中立位置に対する回転方向及び回転角を検出する回転角センサ２４からの検出信号、及び、水平面に対する車両１の傾きを検出する傾斜角センサ２２からの検出信号が入力される。更に、電子制御装置２０には、上記カメラ５からの映像信号、及び、地図情報及び車両１の現在位置等に基づき運転者に対し車両１を運転する際のサポート情報を提供するナビゲーション装置２３からのサポート情報（地図情報、現在位置等）が入力される。

電子制御装置２０は、入力された各種の信号及び情報に基づき、アクチュエータ４、モータ１６，１９、切換装置１２、及び発光部８といった各種機器の駆動回路に対し指令信号を出力し、それら機器の動作を制御する。

詳しくは、電子制御装置２０は、運転者によってステアリングホイール２が中立位置から回転したとき、その回転方向及び回転角に応じてヘッドランプ３（図１）の光軸が車両１の幅方向に変位するようアクチュエータ４の駆動を通じてヘッドランプ３を動作させる。これにより、ステアリングホイール２を右回転させたときには同ホイール２の回転角に応じた分、ヘッドランプ３の光軸が車両１の幅方向右側に変位する。一方、ステアリングホイール２を左回転させたときには同ホイール２の回転角に応じた分、ヘッドランプ３の光軸が車両１の幅方向左側に変位する。

電子制御装置２０（図３）は、車速センサ２１によって検出された車速等の情報やナビゲーション装置２３からのサポート情報等を、光線として発生させるよう発光部８を動作させる。なお、発光部８はこのときに発生させる光線の色を変更することが可能となっており、電子制御装置２０は発光部８によって発生する上記光線の色を制御することが可能となっている。

発光部８が上記情報を光線として発生させると、その光線が図２に示す光ファイバ９もしくは光ファイバ１０により伝達されて投射部１１からウインドシールドガラス６上の投射位置Ｐ１に投射される。このとき、運転者からは、上記投射位置Ｐ１から前方に向けて離れた位置Ｐ２に、その情報の虚像が見えるようになる。また、このときの情報の虚像の深度は、上記光線を伝達する光ファイバとして光ファイバ９を選択するか、あるいは光ファイバ１０を選択するかによって変わる。そして、光ファイバ９よりも長くされている光ファイバ１０を選択した場合には、光ファイバ９を選択した場合よりも、上記情報の虚像の深度が大きくなる。

電子制御装置２０は、車両１の運転者の視線上の焦点位置の変化に関係する車両状況に応じて、複数の光ファイバ９，１０のうちのいずれかが上記光線を伝達する光ファイバとして選択されるよう切換装置１２を切り換え動作させる。なお、運転者の視線上の焦点位置の変化に関係する車両状況としては、例えば車速があげられる。電子制御装置２０は、車速が予め定められた閾値未満であるときには上記光線を伝達する光ファイバとして短い方の光ファイバ９が選択されるよう切換装置１２を動作させる一方、車速が予め定められた閾値以上であるときには上記光線を伝達する光ファイバとして長い方の光ファイバ１０が選択されるよう切換装置１２を動作させる。

このときの電子制御装置２０は、運転者の視線上の焦点位置の変化に関係する車両状況に応じて切換装置１２を制御する制御部として機能し、更には車速が速いほど上記光線を伝達する光ファイバとして長さの長い光ファイバが選択されるよう切換装置１２を制御する制御部として機能する。

電子制御装置２０は、車両１の運転者の視線の移動に関係する車両状況に応じて、変位装置１３のモータ１６，１９を制御する。このときの電子制御装置２０は、変位装置１３を車両１の運転者の視線の移動に関係する車両状況に応じて制御する制御部としての役割を担う。なお、運転者の視線の移動に関係する車両状況としては、例えばステアリングホイール２の中立位置からの回転方向及び回転角、車速、並びに車両１の水平面に対する傾斜角があげられる。

電子制御装置２０は、ステアリングホイール２の中立位置に対する回転方向及び回転角に応じて、ウインドシールドガラス６における上記光線の投射位置Ｐ１が変更されるよう、モータ１９の駆動を通じて投射部１１（回転体１８）を回転軸１７周りであって車両１の幅方向に回転させる。このときの電子制御装置２０は、投射位置Ｐ１がステアリングホイール２の中立位置からの回転方向及び回転角に応じて変更されるよう、変位装置１３（モータ１９）の制御を通じて投射部１１を車両１の幅方向に回転させる制御部としての役割を担う。

電子制御装置２０は、ステアリングホイール２が中立位置に対し右回転されたときには、同ホイール２の回転角に対応した分、上記投射位置Ｐ１が車両１の幅方向右側に移動するよう、モータ１９の駆動を通じて投射部１１（回転体１８）を回転させる。また、ステアリングホイール２が中立位置に対し左回転されたときには、同ホイール２の回転角に対応した分、上記投射位置Ｐ１が車両１の幅方向左側に移動するよう、モータ１９の駆動を通じて投射部１１（回転体１８）を回転させる。更に、電子制御装置２０は、上述したように投射部１１を回転させる際、車速が速いほど投射部１１の回転量を大きくする。

電子制御装置２０は、水平面に対する車両１の傾斜角に応じて、ウインドシールドガラス６における上記光線の投射位置Ｐ１が変更されるよう、モータ１６の駆動を通じて投射部１１（ベース部材１５）を回転軸１４周りで上下方向に回転させる。

詳しくは、車両１の前端が水平面よりも上となるよう同車両１が傾斜しているときには、そのときの車両１の傾斜角に対応した分、上記投射位置Ｐ１が上側に移動するよう、モータ１６の駆動を通じて投射部１１（ベース部材１５）が回転される。また、車両１の前端が水平面よりも下となるよう同車両１が傾斜しているときには、そのときの車両１の傾斜角に対応した分、上記投射位置Ｐ１が下側に移動するよう、モータ１９の駆動を通じて投射部１１（回転体１８）が回転される。

次に、ヘッドアップディスプレイ７の動作について説明する。
図４は、ヘッドアップディスプレイ７の動作手順を示すフローチャートである。電子制御装置２０は、このフローチャートのステップ１０１（Ｓ１０１）の処理として、回転角センサ２４によって検出されたステアリングホイール２の中立位置に対する回転方向及び回転角を取り込み、Ｓ１０２の処理として車速センサ２１によって車速を取り込む。続いて、電子制御装置２０は、Ｓ１０３の処理として傾斜角センサ２２によって検出された車両１の傾斜角を取り込み、Ｓ１０４の処理としてカメラ５によって撮影された映像を取り込む。その後、Ｓ１０５に進む。

電子制御装置２０は、Ｓ１０５の処理として、車速に応じて光ファイバ９，１０のうちのいずれかを上記光線を伝達する光ファイバとして選択する。詳しくは、車速が上記閾値未満であるときには上記光線を伝達する光ファイバとして短い方の光ファイバ９を選択する。これにより、運転者から見える上記情報の虚像の深度が小さくなる、言い換えればウインドシールドガラス６上における上記情報の投射位置Ｐ１から同情報の虚像が見える位置Ｐ２までの距離が短くなる。一方、車速が上記閾値以上であるときには上記光線を伝達する光ファイバとして長い方の光ファイバ１０を選択する。これにより、運転者から見える上記情報の虚像の深度が大きくなる、言い換えればウインドシールドガラス６上における上記情報の投射位置Ｐ１から同情報の虚像が見える位置Ｐ２までの距離が長くなる。

ここで、運転者が車両１の前方を見るときの運転者の視線上の焦点位置は、車速が速いほど前方側に変化する。このため、上述したように車速が閾値以上という速い値であるとき、上記光線を伝達する光ファイバとして光ファイバ９よりも長い光ファイバ１０を選択することにより、車速の増速に合わせて運転者の視線上の焦点位置が前方側に変化するとしても、それに合わせて上記情報の虚像の深度が大きくされて同虚像の見える位置が前方側に変化する。

一方、車速が遅いときには、運転者が車両１の前方を見るときの運転者の視線上の焦点位置が、車両１の後方側に変化する（車両１側に近づく）。このため、上述したように車速が閾値未満という遅い値であるとき、上記光線を伝達する光ファイバとして光ファイバ１０よりも短い光ファイバ９を選択することにより、車両１の減速に合わせて運転者の視線上の焦点位置が車両１側に近づくとしても、それに合わせて上記情報の虚像の深度が小さくされて同虚像の見える位置が車両１近くに変化する。

電子制御装置２０は、続くＳ１０６の処理として、車速、並びに、ステアリングホイール２の中立位置に対する回転方向及び回転角に応じて、モータ１９の駆動により投射部１１を回転軸１４周りに且つ車両１の幅方向に回転させる。

詳しくは、ステアリングホイール２が中立位置に対し右回転されたときには、同ホイール２の回転角に対応した分、上記投射位置Ｐ１が車両１の幅方向右側に移動するよう投射部１１を回転させる。更に、このときの投射部１１の回転量を車速が速いほど大きくする。一方、ステアリングホイール２が中立位置に対し左回転されたときには、同ホイール２の回転角に対応した分、上記投射位置Ｐ１が車両１の幅方向左側に移動するよう投射部１１を回転させる。更に、このときの投射部１１の回転量を車速が速いほど大きくする。

ここで、車両１の運転者は、ステアリングホイール２を中立位置から右回転させたとき、視線を車両１の幅方向右側に移動させるとともに、そのときの視線の移動量をステアリングホイール２の中立位置からの回転角の増大に伴って大きくする。また、運転者は、ステアリングホイール２を中立位置から左回転させたとき、視線を車両１の幅方向左側に移動させるとともに、そのときの視線の移動量をステアリングホイールの中立位置からの回転角の増大に伴って大きくする。更に、車速が速いほど、ステアリングホイール２の回転操作に対して車両１の進行方向が大きく変わるため、ステアリングホイール２の回転に伴う運転者の視線の移動量が大きくなる。

従って、上述したように投射部１１を回転させることにより、運転者のステアリングホイール２の回転に伴う視線の移動方向及び移動量に対応して、上記情報の虚像が見える位置Ｐ２を変化させることができる。その結果、運転者の視線が向う方向に上記情報の虚像の見える位置Ｐ２が移動するようになる。

電子制御装置２０は、続くＳ１０７の処理として、車両１の水平面に対する傾斜角に応じて、モータ１６の駆動により投射部１１を上下方向に回転させる。詳しくは、車両１の前端が水平面よりも上となるよう同車両１が傾斜しているときには、そのときの車両１の傾斜角に対応した分、上記投射位置Ｐ１が上側に移動するよう、投射部１１が回転される。また、車両１の前端が水平面よりも下となるよう同車両１が傾斜しているときには、そのときの車両１の傾斜角に対応した分、上記投射位置Ｐ１が下側に移動するよう、投射部１１が回転される。

ここで、車両１の運転者は、車両１の前端が水平面よりも上となるよう同車両１が傾斜しているときには視線を上側に移動させるとともに、そのときの視線の移動量を車両１の傾斜角の増大に伴って大きくする。また、運転者は、車両１の前端が水平面よりも下となるよう同車両１が傾斜しているときには視線を下側に移動させるとともに、そのときの視線の移動量を車両１の傾斜角の減少に伴って小さくする。従って、上述したように投射部１１を回転させることにより、車両１の水平面に対する傾斜角に対応して上記情報の虚像が見える位置Ｐ２を変化させることができ、運転者の視線が向う方向に上記情報の虚像の見える位置Ｐ２が移動するようになる。

電子制御装置２０は、続くＳ１０８の処理として、発光部８で発生する光線（情報）の色を、車両１の前方を撮影するカメラ５からの映像に応じて調整する。ここで、車両１の前方に位置する風景や路面の色等によっては、それらが上記情報の虚像と重なって運転者から見えにくくなるおそれがある。Ｓ１０８の処理では、こうしたことに対処するためにカメラ５からの映像に応じて発光部８で発生する光線（情報）の色を調整し、それによって上記情報の虚像が運転者から見えにくくなることを抑制するようにしている。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）ヘッドアップディスプレイ７が搭載された車両１の運転者からは、ウインドシールドガラス６上における上記情報（光線）の投射位置Ｐ１から前方に向けて離れた位置Ｐ２に、その情報の虚像が見えるようになる。そして、ヘッドアップディスプレイ７においては、変位装置１３を通じて投射部１１を変位させることにより、運転者における上記情報の虚像が見える位置を変化させることが可能になる。従って、車両１の前方を見ている運転者の視線の向う方向に上記情報の虚像の見える位置が変化するよう上記変位装置１３を通じて上記投射部１１を変位させることにより、運転者が車両１の前方とヘッドアップディスプレイ７による情報の虚像とを交互に見る場合の視線の移動量を少なくすることができる。

（２）上記変位装置１３は、電子制御装置２０を通じて、車両１の運転者の視線の移動に関係する車両状況に応じて制御される。このため、運転者の視線の移動が生じる車両状況となったとき、その車両状況に合わせて上記変位装置１３を制御することにより、運転者の視線が向う方向に上記情報の虚像の見える位置Ｐ２が変化するよう上記投射部１１を変位させることが可能となる。このように投射部１１を変位させることにより、運転者の視線が向う方向に上記情報の虚像の見える位置を速やかに変化させることができる。

（３）車両の運転者の視線の移動に関係する車両状況としては、車両１におけるステアリングホイール２の中立位置からの回転方向及び回転角があげられる。そして、ステアリングホイール２の中立位置からの所定回転角分の右回転が行われたときには、上記情報の投射位置Ｐ１が、上記所定回転角分に対応した分、車両１の幅方向右側に変更される。一方、ステアリングホイール２の中立位置からの所定回転角分の左回転が行われたときには、上記情報の投射位置Ｐ１が、上記所定回転角分に対応した分、車両１の幅方向左側に変更される。これにより、運転者のステアリングホイール２の回転に伴う視線の移動方向及び移動量に対応して、上記情報の虚像が見える位置Ｐ２を変化させることができる。その結果、運転者の視線が向う方向に上記情報の虚像の見える位置Ｐ２を移動させることができる。従って、運転者が視線を向ける方向と上記情報の虚像が見える位置Ｐ２とが大きく食い違ってしまい、運転者が車両１の前方と上記情報の虚像とを交互に見る場合に視線の移動量が大きくなることを抑制できる。

（４）車両の運転者の視線の移動に関係する車両状況としては車速もあり、車速が速いほどステアリングホイール２の回転操作に対して車両の進行方向が大きく変わるため、ステアリングホイール２の回転に伴う運転者の視線の移動量が大きくなる。このことを考慮して、ステアリングホイール２の回転に合わせて上記投射部を車両の幅方向に回転させる際、上記情報の投射位置Ｐ１を車両１の幅方向に変更するための投射部１１の回転量を車速が速いほど大きくする。このため、上述したように車速の増速に伴ってステアリングホイール２を回転させる際の運転者の視線の移動量が大きくなるとしても、それに合わせて上記情報の虚像が見える位置Ｐ２を変化させることができる。

（５）車両１にはステアリングホイール２の中立位置からの回転方向及び回転角に応じてヘッドランプ３を変位させるため、ステアリングホイール２の上記回転方向及び上記回転角を検出するためのセンサ（回転角センサ２４）が設けられている。従って、ステアリングホイール２の中立位置からの回転方向及び回転角に応じて、ヘッドアップディスプレイ７の投射部１１を回転軸１７周りであって車両１の幅方向に回転させるに当たり、上記センサ（回転角センサ２４）を流用することができ、そうした流用によって部品点数の増加を抑制することができる。

（６）切換装置１２の切り換え動作を通じて、光線を伝達する光ファイバとして長さの異なる複数の光ファイバ９，１０のうちのいずれかを選択することにより、上記情報の虚像の深度を変えることができる。従って、車両状況に応じて運転者が車両１の前方に向う視線上の焦点位置を同車両１の前後方向に変えるとき、それに合わせて上記情報の虚像の深度を変えることが可能となる。このように上記情報の虚像の深度を変えることにより、運転者が車両１の前方と上記情報の虚像とを交互に見る場合に、運転者における視線上の焦点位置の前後方向への変化を小さくし、運転者の目の疲れを軽減することができる。

（７）上記切換装置１２は、電子制御装置２０を通じて、運転者における視線上の焦点位置の変化に関係する車両状況に応じて制御される。このため、運転者における視線上の焦点位置の変化が生じる車両状況となったとき、その車両状況に合わせて上記切換装置１２を制御することにより、運転者の視線上の焦点位置が変化する方向に、上記情報の虚像の見える位置Ｐ２が変化するよう同虚像の深度を変えることが可能となる。このように上記情報の虚像の深度を変えることにより、運転者の視線上の焦点位置が変化する方向に上記情報の虚像の見える位置Ｐ２を速やかに変化させることができる。

（８）車両１の運転者における視線上の焦点位置の変化に関係する車両状況としては例えば車速があげられ、同車速が速いほど運転者が車両１の前方を見るときの運転者の視線上の焦点位置が前方側に変化する。そして、車速が閾値以上という速い値であるときには上記光線を伝達する光ファイバとして光ファイバ９よりも長い光ファイバ１０が選択される一方、車速が閾値未満という遅い値であるときには上記光線を伝達する光ファイバとして光ファイバ１０よりも短い光ファイバ９が選択される。これにより、車速の増速に合わせて運転者の視線上の焦点位置が前後方向に変化するとしても、それに合わせて上記情報の虚像の深度を変化させることができ、同虚像の見える位置を前後方向に変化させることができる。

（９）車両１の運転者は、車両１の前端が水平面よりも上となるよう同車両１が傾斜しているときには視線を上側に移動させるとともに、そのときの視線の移動量を車両１の傾斜角の増大に伴って大きくする。また、運転者は、車両１の前端が水平面よりも下となるよう同車両１が傾斜しているときには視線を下側に移動させるとともに、そのときの視線の移動量を車両１の傾斜角の減少に伴って小さくする。こうしたことを考慮して、車両１の前端が水平面よりも上となるよう同車両１が傾斜しているときには、そのときの車両１の傾斜角に対応した分、上記投射位置Ｐ１が上側に移動するよう、投射部１１が回転される。また、車両１の前端が水平面よりも下となるよう同車両１が傾斜しているときには、そのときの車両１の傾斜角に対応した分、上記投射位置Ｐ１が下側に移動するよう、投射部１１が回転される。上述したように投射部１１を回転させることにより、車両１の水平面に対する傾斜角に対応して上記情報の虚像が見える位置Ｐ２を変化させることができ、運転者の視線が向う方向に上記情報の虚像の見える位置Ｐ２を移動させることができるようになる。

（１０）車両１の前方に位置する風景や路面の色等によっては、それらが上記情報の虚像と重なって運転者から見えにくくなるおそれがある。このことに対処するため、カメラ５からの映像に応じて発光部８で発生する光線（情報）の色を調整することにより、上記情報の虚像が運転者から見えにくくなることを抑制するようにしている。従って、運転者は、車両１の前方に位置する風景や路面の色等から影響を受けることなく、上記情報の虚像を見ることができる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・カメラ５からの映像に応じて発光部８で発生する光線（情報）の色を調整することは必須ではない。

・カメラ５からの映像に応じて発光部８で発生する光線（情報）の色を調整する代わりに、投射部１１を変位させて投射位置Ｐ１を移動させて上記情報の虚像の位置Ｐ２をずらすことにより、上記情報の虚像が運転者から見えにくくなることを抑制するようにしてもよい。

・長さの異なる三つ以上の光ファイバを設け、車速が速くなるほど長い光ファイバを選択して用いるようにしてもよい。この場合、車速の増速に合わせて運転者の視線上の焦点位置が前方側に変化するとしても、それに合わせて運転者から見える情報の虚像の深度を大きくすることができる。

・用いられる光ファイバの選択は、車速に基づいて行うだけでなく、車両１の前方に位置する風景や路面の色等に応じて行うことも可能である。
・運転者の視線上の焦点位置の変化に関係する車両状況として、例えば先行車両との間の距離を用いるようにしてもよい。この距離が短くなるほど運転者における視線上の焦点位置が車両１に近くなるため、上記距離が短いほど短い光ファイバが選択されて用いられることとなる。なお、先行車両との間の距離については、例えばカメラ５によって撮影された映像に基づき求めることが可能である。

・切換装置１２は、その切り換え動作が手動によって行われるものであってもよい。この場合、運転者が自身の視線上の焦点位置の前後方向への変化に応じて切換装置１２を切り換え動作させる。

・光ファイバを一つだけにしてもよい。この場合には切換装置１２を省略することができるようになる。
・ステアリングホイール２の中立位置からの回転方向及び回転角に応じてヘッドランプ３を変位させる機能を有する車両１に本発明を適用したが、そうした機能のない車両に適用することも可能である。

・ステアリングホイール２の回転に合わせて投射部１１を車両１の幅方向に回転させる際、そのときの回転量を必ずしも車速に応じて変える必要はない。
・傾斜角センサによって車両１の水平面に対する傾斜角を検出する代わりに、ナビゲーション装置２３からのサポート情報（地図情報、車両の現在位置）に基づき上記傾斜角を推定するようにしてもよい。

・上記傾斜角に応じて投射部１１を上下方向に回転させることは必須ではない。投射部１１を上下方向に回転させない場合、モータ１６及び回転軸１４等を省略することが可能となる。

・運転者の視線をカメラ等を用いて判別し、判別した視線の向う方向に上記情報の虚像が変位するよう投射部１１を変位させてもよい。
・投射部１１は手動によって変位させられるものであってもよい。この場合、運転者が自身の視線の移動に伴って投射部１１を変位させる。

・車両１の幅方向についての投射位置Ｐ１の移動については、投射部１１の回転軸１７周りの回転によって実現する代わりに、投射部１１の車両１の幅方向についてのスライド移動によって実現するようにしてもよい。

１…車両、２…ステアリングホイール、３…ヘッドランプ、４…アクチュエータ、５…カメラ、６…ウインドシールドガラス、７…ヘッドアップディスプレイ、８…発光部、９…光ファイバ、１０…光ファイバ、１１…投射部、１２…切換装置、１３…変位装置、１４…回転軸、１５…ベース部材、１６…モータ、１７…回転軸、１８…回転体、１９…モータ、２０…電子制御装置、２１…車速センサ、２２…傾斜角センサ、２３…ナビゲーション装置、２４…回転角センサ。

Claims (8)

1. 情報を光線として発生させる発光部と、その発光部に一方の端部が接続されて前記光線を伝達する光ファイバと、その光ファイバの他方の端部に設けられて前記光線を車両のウインドシールドガラスに投射する投射部と、を備える車両のヘッドアップディスプレイにおいて、
   前記ウインドシールドガラスにおける前記光線の投射位置が変更されるよう前記投射部を変位させる変位装置を備えることを特徴とする車両のヘッドアップディスプレイ。
2. 前記変位装置を車両の運転者の視線の移動に関係する車両状況に応じて制御する制御部を備える請求項１に記載の車両のヘッドアップディスプレイ。
3. 前記変位装置は、前記ウインドシールドガラスにおける前記光線の投射位置が少なくとも車両の幅方向に変更されるよう前記投射部を車両の幅方向に回転させるものであり、
   車両の運転者の視線の移動に関係する前記車両状況とは、車両におけるステアリングホイールの中立位置からの回転方向及び回転角であり、
   前記制御部は、前記ウインドシールドガラスにおける前記光線の投射位置が前記ステアリングホイールの中立位置からの回転方向及び回転角に応じて変更されるよう、前記変位装置の制御を通じて前記投射部を車両の幅方向に回転させるものである請求項２に記載の車両のヘッドアップディスプレイ。
4. 車両の運転者の視線の移動に関係する前記車両状況には、車速が含まれており、
   前記制御部は、前記ウインドシールドガラスにおける前記光線の投射位置が前記ステアリングホイールの中立位置からの回転方向及び回転角に応じて変更されるよう、前記変位装置の制御を通じて前記投射部を車両の幅方向に回転させる際、車速が速いほど前記投射部の回転量を大きくする請求項３に記載の車両のヘッドアップディスプレイ。
5. 前記車両は、ヘッドランプの光軸が前記ステアリングホイールの中立位置からの回転方向及び回転角に応じて車両の幅方向に変位するよう、前記ヘッドランプを動作させるものである請求項３又は４に記載の車両のヘッドアップディスプレイ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両のヘッドアップディスプレイにおいて、
   前記光ファイバとして長さの異なる複数の光ファイバを具えるとともに、前記複数の光ファイバのうちのいずれかが前記光線を伝達する光ファイバとして選択されるよう切り換え動作する切換装置を備えることを特徴とする車両のヘッドアップディスプレイ。
7. 前記変位装置を車両の運転者の視線の移動に関係する車両状況に応じて制御するとともに、前記切換装置を車両の運転者における視線上の焦点位置の変化に関係する車両状況に応じて制御する制御部を備える請求項６に記載の車両のヘッドアップディスプレイ。
8. 車両の運転者の視線上の焦点位置の変化に関係する車両状況とは、車速であり、
   前記制御部は、車速が速いほど、前記光線を伝達する光ファイバとして長さの長い光ファイバが選択されるよう前記切換装置を制御する請求項７に記載の車両のヘッドアップディスプレイ。

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