JP2023003234A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の視認性を維持しつつ上下方向の表示可能範囲を拡張可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】ＨＵＤ装置１は、凹面鏡モータ及び表示器モータを備え、凹面鏡３０だけでなく表示器２０も回動可能に構成されている。ＨＵＤ装置１は、凹面鏡３０と表示器２０の両方のチルト角を調整することで、同一のアイボックスにおいて、視認性を維持しつつ、上下方向における画像の表示位置を第１表示位置Ｄｐ１から第２表示位置Ｄｐ２に切り替える。目標視点及び表示位置の組み合わせに応じた表示器２０及び凹面鏡３０のチルト角の設定値を示す角度設定データはストレージに登録されている。【選択図】図１

Description

本開示は、車両前方景色に画像を重畳表示するヘッドアップディスプレイ装置に関する。

表示器から出力される画像を表す光（以降、画像光）を車両のウインドシールド等の投影部材に投射することによって、ドライバから見て車両前方となる位置に、画像を虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置がある。ヘッドアップディスプレイ装置を適切に使用するためには、ヘッドアップディスプレイ装置からウインドシールド上に画像光を投射する位置（以下、投射位置とする）を、運転席の乗員の視点の位置に応じて調整する必要がある。

特許文献１には、ウインドシールドに向けて画像光を反射するミラーを備えるヘッドアップディスプレイ装置において、ミラーをアクチュエータで回転させることによって、投射位置を調整する構成が開示されている。

特開２０１１－１２３１２６号公報

近年、上下方向（縦方向）において、より広い範囲に画像を表示可能なヘッドアップディスプレイ装置が要求されている。

仮に表示器の性能を変更せずに上下方向の表示範囲を拡大しようとすると、それまで画像表示に使用していなかった隅部方向の光を用いて画像表示することになる。表示器から発せられる光の強度は、表示器の光軸方向がピークとなるように分布するため、隅部方向の光は光軸方向の光に比べて強度が弱く、表示される画像も表示端が中央部に比べて暗くなってしまう。その結果、虚像表示される画像の上端や下端付近の視認性が損なわれうる。

なお、ここでの隅部方向とは、光軸方向に対してなす角度が所定の閾値以上となる方向を指す。例えば、隅部方向は、当該方向における光度が、高軸方向における光度の所定値（例えば８０％）以下となる方向を指す。もちろん、表示器そのものを、所望の表示角度範囲において十分な光度が得られるデバイスに置き換えれば、上下方向の端部領域が輝度不足となる可能性は低減できるが、広範囲に十分な光度を有する表示器は高価である。

本開示の開発者らは、そのような事情から、例えば凹面鏡等のミラーを回動させることで、複数の表示位置を動的に選択可能とし、仮想的に／実質的に表示範囲を拡張する構成を検討した。しかしながら、上記検討を進めたところ、ミラーを回動させて表示位置を調整する構成では、画像光のメインビームは、ドライバの視点が存在する方向とは異なる方向に向くこととなる。その結果、ドライバの視点から見た画像の輝度が下がりうる。すなわち、ミラーを回動させることで画像を表示可能な範囲を拡張する構成では画像の視認性が低下しうる。

本開示は、上記の検討又は着眼点に基づいて成されたものであり、その目的の１つは、画像の視認性を維持しつつ上下方向の表示可能範囲を拡張可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

ここに開示されるヘッドアップディスプレイ装置は、画像を形成する光である画像光を、投影部材に投射することにより、画像を運転席の前方の所定範囲に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、上下方向における画像の表示位置として、それぞれ上下方向の位置が異なる第１表示位置（Ｄｐ１）と、第２表示位置（Ｄｐ２）とを選択可能に構成されており、筐体（１０）と、画像光を出力する表示器（２０）と、画像光を投影部材に向けて反射するミラー（３０）と、ミラーを回動させるミラーアクチュエータ（４０）と、表示器を回動させる表示器アクチュエータ（５０）と、ミラーアクチュエータ及び表示器アクチュエータのそれぞれの動作を制御するアクチュエータ制御部（Ｆ６）と、選択可能な表示位置のうち、画像の表示先とする表示位置である目標表示位置を選択する目標表示位置選択部（Ｆ４）と、目標表示位置選択部が選択している目標表示位置に基づいて、表示器アクチュエータ及びミラーアクチュエータのそれぞれの回転角の目標値である目標角を特定する目標角度特定部（Ｆ５）と、を備え、アクチュエータ制御部は、表示器アクチュエータ及びミラーアクチュエータの回転角が目標角度特定部によって特定されたそれぞれの目標角と一致するように表示器アクチュエータとミラーアクチュエータを駆動させる。

上記構成では、ミラーだけでなく、表示器も回動させることによって表示位置の変更を実現する。当該構成によれば、第１表示位置及び第２表示位置のそれぞれにおける画像の視認性を確保可能となる。また、表示位置の動的な切り替えによって仮想的に／実質的に表示範囲を拡張させることができる。つまり、画像の視認性を維持しつつ上下方向の表示可能範囲を拡張可能となる。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

ヘッドアップディスプレイ装置の全体像を概略的に示す図である。 ヘッドアップディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。 第１表示位置と第２表示位置の位置関係の一例を示す図である。 表示器を回動させる機構の一例を示す図である。 角度設定データの一例を示す図である。 表示器の有効画角について説明するための図である。 凹面鏡のみを回動させる構成の課題について説明するための図である。 制御ユニットの作動を説明するためのフローチャートである。 光源制御部の作動を説明するための図である。 モータ制御部による表示器及び凹面鏡の回動制御態様のバリエーションを示す図である。 制御ユニットの作動の変形例を示すフローチャートである。 第１表示位置と第２表示位置の位置関係の変形例を示す図である。 ＨＵＤ装置１の光学系の変形例を示す図である。

以下、本開示について図を用いて説明する。図１は、本開示に係るヘッドアップディスプレイ装置１の概略的な構成の一例を示す図である。以降、ヘッドアップディスプレイをＨＵＤ（Head-Up Display）と略して記載する。ＨＵＤ装置１は四輪自動車等の車両に搭載されて使用される。以降における自車両とはＨＵＤ装置１が使用される車両を指す。

ＨＵＤ装置１には、車両に取り付けられた時の姿勢に対応するように、上下方向や幅方向が設定されている。以下において特に断り書きがない限り、前、後、上、下、左及び右が示す各方向は、車両を基準として表記される。具体的には、前後方向は、車両の長手方向に相当する。左右方向は、自車両の幅方向に相当する。上下方向は、自車両の高さ方向に相当する。別の観点によれば、上下方向は、前後方向及び左右方向に平行な平面に対して垂直な方向に相当する。本開示では、自車両の高さ方向に垂直な平面を車両水平面とも称する。また、前後左右方向を含む自車両の高さ方向に垂直な方向を車両水平方向とも称する。

＜概略的な全体構成について＞
ＨＵＤ装置１は、概略的には、車両のウインドシールド２上の所定の投射領域に画像光を投射することで、運転席に着座している乗員の目と投射領域とを結ぶ線の車両前方延長線上に、画像を虚像表示するものである。投射領域が所定範囲に対応する。ウインドシールド２は、車両のフロント側のウインドシールドである。ウインドシールド２は、例えば、２枚のガラスとその中間に設けられる中間膜とから形成された合わせガラスを用いて実現されている。ウインドシールド２が投影部材に相当する。なお、投影部材は、例えばコンバイナ等のハーフラミラーとして機能する部材であっても良い。画像光の照射先とする投影部材はウインドシールド２とは別に設けられていても良い。

ここでの画像光とは、運転席に着座している乗員（以降、ドライバ）に知覚される画像としての虚像を形成する光を指す。以降では、ドライバによって知覚される画像のことをＨＵＤ画像とも記載する。ドライバは、ＨＵＤ画像を車両の前景に重ねて視認することができる。

ＨＵＤ画像として示す情報の種類、換言すればコンテンツは適宜設計されうる。例えば、ＨＵＤ装置１は、車両の状態を示す車両状態画像や、経路案内画像を表示する。車両状態画像とは、例えば高度運転支援機能や自動運転機能におけるシステム作動状態や、車両状態を示す画像である。車両状態画像には、走行速度、エンジン回転数、エンジン冷却水温、およびバッテリ電圧等の何れか１又は複数が含まれる。経路案内画像とは、交差点などでの進行方向や走行推奨レーンなどを示す画像である。経路案内画像は、ターンバイターン画像と呼ぶこともできる。

その他、ＨＵＤ装置１は、レーン境界線や信号機、交通標識、他車両など強調する画像もＨＵＤ画像として表示しても良い。ここでは信号機及び交通標識を強調して表示するための画像をサイン強調画像と称する。また、車両前方にあって、注意すべき他の移動体を強調して示すための画像を注意喚起画像と称する。注意すべき他の移動体とは、自車両との衝突リスクがある移動体である。移動体には、歩行者や他車両、動物が含まれる。衝突リスクは、自車両及び他の移動体のそれぞれの移動速度、加速度、移動方向などを用いて算出されうる。衝突リスクの算出は、多様な方法を援用可能であるためここでの詳細な説明は省略する。なお、ある物体を強調して示す画像としては、例えば、当該物体を囲むように配置される枠線を採用可能である。また、注意喚起画像としては、丸又は三角などの図形内に感嘆符記号／エクスクラメーションマークを配置したアイコン画像や、「Ｃａｕｔｉｏｎ」などのテキスト画像も採用可能である。注意喚起画像もサイン強調画像も、強調したい対象物又はその近傍に重畳するように表示される。各種画像は、画像信号源５から入力される。表示コンテンツは画像信号源５からの指示に基づき動的に変更されうる。

ＨＵＤ装置１は、ウインドシールド２の下端部から車室内後方、更には下方に延出されるインストゥルメントパネル３に収容されている。尚、インストゥルメントパネル３の上面には、ＨＵＤ装置１が射出する画像光を通過させる開口部３ａが設けられている。開口部３ａには透光性を有する防塵カバーが設けられている。

また、ＨＵＤ装置１は、図２に示すように、車両内に構築された車載ネットワークや、映像信号用の専用線を介して、ＨＵＤ装置１の外部に配置されている画像信号源５と接続されている。画像信号源５は、ＨＵＤ画像（例えば経路案内画像）の元となる画像信号を出力する装置である。ここでの画像信号とは、静止画のデータや映像信号である。画像信号源５は、例えばナビゲーション装置や、運転支援機能又は自動運転機能を提供する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）などである。

さらに、ＨＵＤ装置１は、例えばインストゥルメントパネルやステアリングホイールに配置されている視点調整スイッチ６とも所定の信号線で直接的に接続されている。もちろん、視点調整スイッチ６とＨＵＤ装置１は車載ネットワークを介して通信可能に接続されていても良い。視点調整スイッチ６は、ドライバが、自分の視点の高さに応じた位置に、アイボックスＥｂの位置を調整するためのスイッチである。アイボックスＥｂは、ＨＵＤ画像を視認可能な視点領域であって、ＨＵＤ装置１の光学的特性によって定まる。視点調整スイッチ６は、タッチパネルを用いて実現されていても良い。

視点調整スイッチ６としては、例えば、アップスイッチとダウンスイッチの２つが存在しうる。視点調整スイッチ６は、ドライバによる操作内容を示す信号（以降、操作信号）を制御ユニット６０に出力する。ドライバは、視点調整スイッチ６を操作することによって、ＨＵＤ画像の表示位置を、自身の視点に応じた位置に調整することができる。表示位置は表示場所あるいは表示先と呼ぶこともできる。操作信号は、アイボックスＥｂの移動方向、移動量を決定するための情報として機能する。

以下では表示制御上のターゲットとするアイボックスＥｂを対象アイボックスＥｂｔと記載する。また、その他のアイボックスＥｂを非対象アイボックスＥｂｎと記載する。対象アイボックスＥｂｔは、ＨＵＤ装置１が設定可能なアイボックスＥｂのうち、ドライバの視点に対応するアイボックスＥｂである。

本実施形態のＨＵＤ装置１は、後述するように、表示器２０と凹面鏡３０をそれぞれ回転させることにより、ＨＵＤ画像の表示位置を変更可能に構成されている。換言すれば上下方向における画像の表示範囲を動的に変更可能に構成されている。ここでは一例としてＨＵＤ装置１は、第１表示位置Ｄｐ１と第２表示位置Ｄｐ２とを切替可能に構成されている。

第２表示位置Ｄｐ２は第１表示位置Ｄｐ１よりも相対的に上側に位置する表示位置である。ここでの表示位置とは、ドライバから見えるＨＵＤ画像の高さ方向位置である。表示位置は、ウインドシールド２上での画像光の投射位置であるシールド投射位置ＰとアイボックスＥｂとを結ぶ線が車両水平面に対してなす角度である虚像俯角θｄに対応する。第２表示位置Ｄｐ２は第１表示位置Ｄｐ１より虚像俯角θｄが小さい表示位置に相当する。図中に示すＰ１は第１表示位置Ｄｐ１に対応するシールド投射位置Ｐを表しており、Ｐ２は第２表示位置Ｄｐ２に対応するシールド投射位置Ｐを表している。θｄ１は第１表示位置Ｄｐ１に対応する虚像俯角θｄを表しており、θｄ２は第２表示位置Ｄｐ２に対応する虚像俯角θｄを表している。

以降における第１表示範囲Ｄａ１とは、第１表示位置Ｄｐ１で画像を表示可能な範囲を指す。各表示範囲は、例えば矩形状である。また、以降における第２表示範囲Ｄａ２とは、第２表示位置Ｄｐ２で画像を表示可能な範囲を指す。第２表示範囲Ｄａ２は、１つの局面において、第１表示範囲Ｄａ１を形成するための表示器２０と凹面鏡３０と回動させることで実現される表示範囲と解することができる。図３は第１表示範囲Ｄａ１と第２表示範囲Ｄａ２の位置関係、換言すれば第１表示位置Ｄｐ１と第２表示位置Ｄｐ２の位置関係の一例を示した図である。

ここでは一例として、第１表示範囲Ｄａ１の上端と第２表示範囲Ｄａ２の下端が接するように、各表示位置が設定されているものとする。各表示範囲の縦方向画角は２度、横方向画角は６度に設定されている。第１表示範囲Ｄａ１の上端と第２表示範囲Ｄａ２の下端が略一致する表示設定によれば、仮想的に縦方向の表示範囲を拡張可能となる。具体的には縦方向画角を４度にすることが可能となる。

第２表示範囲Ｄａ２は例えば経路案内画像、すなわち予定進路の表示や、前方に存在する信号機の協調表示など、相対的に遠方にかかる道路情報を表示する場合に適用される。第１表示範囲Ｄａ１は、上記のような情報提示を行わない場合、例えば走行速度や制限速度、シフトポジション、燃料／バッテリ残量などの基本情報のみを表示する場合に適用される。

なお、前述の通り、第２表示位置Ｄｐ２を採用中は、第１表示範囲Ｄａ１に画像を表示できない。そのため、第２表示範囲Ｄａ２には車速など、運転操作上、あるいは、法律上、表示が必要な項目も表示されうる。

＜ＨＵＤ装置１の構成について＞
ＨＵＤ装置１は、図１に示すように、筐体１０、表示器２０、及び、凹面鏡３０を備える。また、図１では図示を省略しているが、ＨＵＤ装置１は図２に示すように、凹面鏡モータ４０、表示器モータ５０、及び制御ユニット６０を備える。凹面鏡モータ４０と表示器モータ５０とを区別しない場合にはモータと省略して記載する。

筐体１０は、表示器２０や、凹面鏡３０、制御ユニット６０、凹面鏡モータ４０、表示器モータ５０、制御ユニット６０等の部材を収容する構成である。筐体１０は、所定の強度を有する樹脂や、金属等を用いて実現されれば良い。筐体１０は、車両に固定され、ウインドシールド２に対する位置及び向きは一定である。また、筐体１０は一定の形状を有する。

表示器２０は、後述する制御ユニット６０から入力される制御信号に基づいてＨＵＤ画像光を射出する装置である。表示器２０は、画像生成ユニット（ＰＧＵ：Picture Generation Unit）あるいはプロジェクタと呼ばれることがある。本実施形態では一例として、表示器２０は、バックライトの光を液晶パネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）に透過させることで画像光を描画する、いわゆる液晶方式のＰＧＵである。すなわち、表示器２０は、液晶パネル２１及びバックライト２２を有する。バックライト２２は、例えば点光源としての多数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）がマトリクス状（行列状）に配列されたモジュールである。なお、点光源としての発光素子は発光トランジスタなどであってもよい。バックライト２２が光源部に相当する。また、ＬＥＤ等が発光素子に相当する。

表示器２０は、液晶パネル２１の表示面を拡大光学系ＭＯＳへ向けた姿勢にて、筐体１０に組付けられている。表示器２０は、映像データの各フレーム画像を液晶パネル２１の表示面に表示し、当該表示面をバックライト２２によって透過照明することで、画像光を拡大光学系ＭＯＳへ向けて射出する。拡大光学系ＭＯＳは、表示器２０から出力された画像光をウインドシールド２まで導く光学部材の集合である。拡大光学系ＭＯＳは凹面鏡３０を含む。拡大光学系ＭＯＳは凹面鏡３０のみであってもよいし、凹面鏡３０以外に平面ミラーやレンズなどを含んでいても良い。凹面鏡３０がミラーに相当する。

なお、表示器２０は、レーザ光をＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スキャナ等を用いて２次元方向に走査させることによって画像を表示する、いわゆるレーザースキャン方式のＰＧＵであってもよい。表示器２０をレーザースキャン方式とする場合、表示器２０は、レーザ光を出射するレーザモジュールと、レーザモジュールが出射したレーザ光を２次元方向に走査するＭＥＭＳスキャナと、ＭＥＭＳスキャナが走査した光を拡散するスクリーンとを含みうる。また、表示器２０は、ＤＬＰ（Digital Light Processing，登録商標）を用いたＰＧＵであってもよい。表示器２０をＤＬＰ方式とする場合、表示器２０は、多数のマイクロミラーが設けられたデジタルミラーデバイス（以下、ＤＭＤ）と、ＤＭＤに向けて光を投射する投射光源とを有する。

表示器２０は、表示器モータ５０の回転駆動によってチルト角（回転角）が変更可能に構成されている。チルト角又は回転角は、車両水平面に対する傾き角に相当する。すなわち、表示器２０は、左右方向に平行な仮想の回転軸Ａｘまわりに、回動可能に形成されている。この回動は、多様な構造／機構を用いて実現可能である。例えば表示器２０は、図４に示すように回転保持部材９１、９２を用いて筐体１０等に対して回転可能に保持されている。

回転保持部材９１、９２は、表示器２０の側面部等に取り付けられた円柱状の部材である。回転保持部材９１の一端は表示器２０の右側面に固定されており、他端は、支持部材９３に対して回転可動に組み付けられている。回転保持部材９２の一端は表示器２０の左側面に固定されており、他端は表示器ギヤ９４と固定されている。回転保持部材９１、９２はそれぞれの軸が同一直線上に位置するように、例えば表示器２０の筐体１０と一体的に形成されている。回転保持部材９１、９２は、回転軸Ａｘを提供する。支持部材９３は、回転保持部材９１を介して表示器２０を回動可能に支持する部材であって、筐体１０に固定されている。

表示器ギヤ９４はモータギヤ５２と噛み合うように構成されている。モータギヤ５２は表示器モータ５０の出力軸５１と一体に回転する歯車である。モータギヤ５２はピニオンギヤとも呼ばれうる。モータギヤ５２の回転は、表示器ギヤ９４に伝達され、回転保持部材９２を介して表示器２０を回転させるように作用する。表示器ギヤ９４の径は、表示器２０のチルト角を、例えば０．２度又は０．５度刻みで調整可能なように、モータギヤ５２の径に対して十分に大きく設定されている。例えば表示器ギヤ９４の径はモータギヤ５２の径の５倍以上に設定されている。

もちろん、表示器２０のチルト角を変更するための機構は上記に限らない。例えばＨＵＤ装置１は他の態様として表示器モータ５０の回転に応じて上下方向に摺動するラック機構を用いて表示器２０のチルト角を調整可能に構成されていても良い。ＨＵＤ装置１は、表示器モータ５０が提供する回転力を用いて、表示器２０のチルト角が変化する方向に表示器２０を回動（以降、チルト回転）するように構成されていれば良い。

表示器２０には、適宜設計される基本姿勢からチルト回転可能な角度の範囲である表示器回動範囲が規定されている。基本姿勢は、表示器２０の回転角度を０度に設定した時の表示器２０の姿勢に相当する。なお、チルト角は仰俯角ともいうことができる。正のチルト角は基本姿勢に対する仰角に相当し、負のチルト角は基本姿勢に対する俯角に相当する。チルト角は基本姿勢に対して正負の値を取りうる。もちろん、回転可能な範囲の上限値又は下限値を基本姿勢と定義する場合には、チルト角が取りうる値は正又は負のどちらか一方のみとなる。

表示器回動範囲の上限や下限を規定する境界値（＝最大値）としての角度である表示器限界回転角は、適宜設定されている。表示器限界回動角は、例えば２度又は４度などに設定されている。表示器限界回動角は、凹面鏡３０との光学的距離を鑑みて設計されうる。表示器２０のチルト角が動的に変更されることにより、凹面鏡３０への画像光の入射角及び投射位置が変更される。

凹面鏡３０は、表示器２０から出力された画像光を、インストゥルメントパネル３に設けられた開口部３ａを通して、ウインドシールド２に向けて反射する構成である。凹面鏡３０は、画像光をウインドシールド２に導く役割に加えて、画像光が形成するＨＵＤ画像を拡大して表示する役割を担う。凹面鏡３０は、筐体１０の内部において、表示器２０から入射された画像光をウインドシールド２に投射可能な位置に配置される。

凹面鏡３０は、凹面鏡モータ４０の回転駆動によって車両水平面に対する傾き角度、換言すればチルト角が変更可能に構成されている。凹面鏡３０の回転軸である凹面鏡回転軸は、表示器２０の回転軸Ａｘと平行に設定されている。凹面鏡モータ４０を用いて凹面鏡３０をチルト回転させるための構成は、表示器２０をチルト回転させるための構成と同様に構成することができる。

凹面鏡３０にも、適宜設計される基本姿勢からチルト回転可能な角度の範囲である凹面鏡回動範囲が規定されている。凹面鏡３０の基本姿勢とは、凹面鏡モータ４０による回転角度を０度に設定した時の凹面鏡３０の姿勢に相当する。ここでは一例として凹面鏡回動範囲は表示器回動範囲よりも大きく設定されている。つまり、凹面鏡回動範囲を規定する境界値としての角度である凹面鏡限界回転角は、表示器限界回転角よりも所定量大きい値に設定されている。凹面鏡限界回転角は、例えば２．５度又は５度などに設定されている。

以上で述べたように、表示器２０が投射した投射光は、凹面鏡３０で反射され、ウインドシールド２に向けて導出される。凹面鏡３０のチルト角を変更することにより、表示器２０から凹面鏡３０への画像光の入射角及び投射位置が変更される。また、凹面鏡３０のチルト角を変更することにより、ウインドシールド２に対する画像光の照射位置も変更される。

凹面鏡モータ４０は、凹面鏡３０を凹面鏡軸周りに回転させるための動力を提供する構成である。凹面鏡モータ４０がミラーアクチュエータに相当する。凹面鏡モータ４０としては、例えばステッピングモータを採用することができる。凹面鏡モータ４０はサーボモータであってもよい。凹面鏡モータ４０は、制御ユニット６０から出力された制御信号によって駆動する。つまり、凹面鏡モータ４０は、制御ユニット６０から入力された制御信号に対応した角度だけ、正転方向或いは逆転方向に回転する。凹面鏡モータ４０の出力軸は、凹面鏡３０の回転軸を提供する部材に対して回転力を伝達するように直接的に又はギヤなどを介して間接的に接続されている。

また、凹面鏡モータ４０は、凹面鏡３０の基本姿勢に対する現在の回転角度を示す回転角データを制御ユニット６０に提供する。回転角度は、非接触ロータリーセンサや、ロータリポテンショメータ等、多様な構成を用いて検出可能である。なお、凹面鏡モータ４０の設置位置は適宜設計されればよくここでは一例として凹面鏡３０の側方に配置されているものとする。勿論、凹面鏡モータ４０は、凹面鏡３０の背面側に配置されていてもよい。

表示器モータ５０は、表示器２０を回転させるための動力を提供する構成である。表示器モータ５０が表示器アクチュエータに相当する。表示器モータ５０としては、例えばステッピングモータを採用することができる。表示器モータ５０はサーボモータであってもよい。表示器モータ５０は、制御ユニット６０から出力された制御信号によって駆動する。つまり、表示器モータ５０は、制御ユニット６０から入力された制御信号に対応した角度だけ、正転方向或いは逆転方向に回転する。表示器モータ５０の出力軸５１は、モータギヤ５２を介して表示器ギヤ９４と接続されている。

表示器モータ５０は、表示器２０の基本姿勢に対する現在の回転角度を示す回転角データを制御ユニット６０に提供する。回転角度の検出手段としては、前述の通り、多様な構成を採用可能することができる。

制御ユニット６０は、表示器２０や、表示器モータ５０、凹面鏡モータ４０の動作を制御する構成である。制御ユニット６０は、表示器２０、凹面鏡モータ４０及び表示器モータ５０のそれぞれと電気的に接続されている。また、制御ユニット６０には、ＨＵＤ装置１の外部に設けられた画像信号源５から出力される画像信号、及び、視点調整スイッチ６から出力される操作信号のそれぞれが入力される。

この制御ユニット６０は、コンピュータとして構成されている。すなわち、制御ユニット６０は、種々の演算処理を実行するプロセッサ６１、揮発性のメモリ６２、不揮発性のメモリであるストレージ６３、入出力回路（図中Ｉ／Ｏ）６４、及びこれらの構成を接続するバスラインなどを備える。プロセッサ６１は例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算コアである。メモリ６２は例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。ストレージ６３は例えばＮＡＮＤ型のフラッシュメモリである。プロセッサ６１は、メモリ６２へのアクセスにより、種々の処理を実行する。入出力回路６４は、ＨＵＤ装置１が他の装置と通信するための回路である。入出力回路６４は、アナログ回路素子やＩＣなどを用いて実現されている。

ストレージ６３には、通常のコンピュータを制御ユニット６０として機能させるためのプログラムであるＨＵＤ制御プログラム等が格納されている。プロセッサ６１がＨＵＤ制御プログラムを実行することは、ＨＵＤ制御プログラムに対応する表示制御方法が実行されることに相当する。制御ユニット６０は、プロセッサ６１がＨＵＤ制御プログラムを実行することによって、種々の機能を提供する。制御ユニット６０は、表示器２０及び凹面鏡３０を回転させることにより、対象アイボックスＥｂｔから見たＨＵＤ画像の表示位置を動的に変更する。制御ユニット６０が備える種々の機能については別途後述する。

＜制御ユニット６０の機能について＞
制御ユニット６０は、図２に示すように機能部として、画像信号取得部Ｆ１、表示制御部Ｆ２、目標視点取得部Ｆ３、表示位置切替部Ｆ４、目標角度特定部Ｆ５、及びモータ制御部Ｆ６を備える。

各機能部は、例えばプロセッサ６１がＨＵＤ制御プログラムを実行することにより実現される。もちろん、上述した機能ブロックの一部又は全部は、ＩＣ（Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を用いて、ハードウェアとして実現されていてもよい。などを用いて実現されていても良い。また、制御ユニット６０が備える機能ブロックの一部又は全部は、ＣＰＵによるソフトウェアの実行とハードウェア部材の協働によって実現されてもよい。

画像信号取得部Ｆ１は、画像信号源５から入力された画像信号を、表示制御部Ｆ２が認識可能なデータ形式に変換して、表示制御部Ｆ２に出力する。表示制御部Ｆ２は、表示器２０の動作を制御し、表示器２０に表示画像に対応する光、すなわち画像光を出力させる。例えば表示制御部Ｆ２は、表示器２０に経路案内画像の元となる画像光を投射させる。表示制御部Ｆ２はサブ機能部として光源制御部Ｆ２１を備える。

光源制御部Ｆ２１はバックライト２２を構成する複数の光源素子（例えばＬＥＤ）のそれぞれの点灯状態を制御する構成である。光源制御部Ｆ２１は、個々の光源素子の輝度をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により調整可能に構成されている。光源制御部Ｆ２１は、複数の光源素子を、１行単位、又は複数行単位、あるいはブロック単位で制御可能に構成されている。１つの行は、横方向に並ぶ光源素子群を指す。

目標視点取得部Ｆ３は、視点調整スイッチ６から入力される操作信号に基づいて、対象アイボックスＥｂｔの位置、換言すれば目標視点位置を特定する。なお、目標視点取得部Ｆ３は、ドライバの顔を撮像するカメラの画像を解析することで目標視点位置を自動的に特定しても良い。たとえば目標視点取得部Ｆ３は、ドライバの顔画像に含まれる目の位置と、カメラの設置位置及び姿勢とから、車室内におけるドライバの目の位置を特定し、当該特定結果に基づいて目標視点位置が設定しても良い。目標視点取得部Ｆ３は、ドライバステータスモニタ（ＤＳＭ：Driver Status Monitor）などの出力信号に基づき目標視点位置を特定しても良い。目標視点取得部Ｆ３は目標視点位置を示すデータを目標角度特定部Ｆ５に出力する。

表示位置切替部Ｆ４は、画像信号源５から入力される信号に基づいて、表示位置を切り替える。すなわち、表示位置切替部Ｆ４は、第１表示位置Ｄｐ１から第２表示位置Ｄｐ２に切り替えたり、第２表示位置Ｄｐ２から第１表示位置Ｄｐ１に切り替えたりする。例えば表示位置切替部Ｆ４は、画像信号源５から第２表示位置Ｄｐ２用の特定種別の画像の表示要求が入力されていない場合には、第１表示位置Ｄｐ１を適用する。第２表示位置Ｄｐ２用の画像とは、例えば経路案内画像や、サイン強調画像、注意喚起画像などである。第２表示位置Ｄｐ２用の画像としては、例えば３０ｍ以上遠方となる領域に重ねて表示すべき画像を採用可能である。第２表示位置Ｄｐ２用の画像種別は予め登録されている。

表示位置切替部Ｆ４は、第２表示位置Ｄｐ２用の画像の表示要求が画像信号源５から入力されている場合には、表示位置を第２表示位置Ｄｐ２に設定する。第２表示位置Ｄｐ２を適用中において、第２表示位置Ｄｐ２用の画像の入力が終了した場合には表示位置を第１表示位置Ｄｐ１に戻す。

以上では表示位置切替部Ｆ４が、表示要求されている画像の種別に応じて表示位置を切り替える場合について述べたが、表示位置切替部Ｆ４は、画像信号源５からの指示に基づき表示位置を切り替えても良い。画像信号源５が表示位置を指定する信号である表示位置指定信号を出力可能に構成されている場合には、表示位置切替部Ｆ４は、当該表示位置指定信号に基づいて表示位置を調整してもよい。表示位置切替部Ｆ４は、適用されるべき表示位置（目標表示位置）を示すデータを目標角度特定部Ｆ５に出力する。より具体的には表示位置切替部Ｆ４は、例えば目標表示位置として第１表示位置Ｄｐ１と第２表示位置Ｄｐ２のどちらを選択中であるかを示す信号を出力する。表示位置切替部Ｆ４が目標表示位置選択部に相当する。

目標角度特定部Ｆ５は、表示位置が変更された場合に、変更内容に応じて各モータの駆動量を決定する。換言すれば表示器２０及び凹面鏡３０のチルト角の目標値を決定する。ここでは一例として、設定可能な視点位置毎に、その視点位置での第１表示位置Ｄｐ１及び第２表示位置Ｄｐ２を実現するための表示器２０及び凹面鏡３０それぞれのチルト角を示すデータ（以降、角度設定データ）がストレージ６３に登録されている。ストレージ６３が記憶装置に相当する。

図５は角度設定データの構成を概念的に示した図である。角度設定データは、拡大光学系ＭＯＳの構成や、表示器２０の仕様等を鑑み、試験や数値解析によって設計される。表示位置ごとの表示器２０及び凹面鏡３０のチルト角は、対象アイボックスＥｂｔで十分な表示輝度を実現する値に設定されている。角度設定データは、例えばコサイン特性なども考慮して設定されている。コサイン特性は、構成要素に入射する光の入射角の余弦に比例して当該構成要素の輝度は変化するといった特性である。凹面鏡３０への入射角が０°に近いほど、つまり入射方向が垂直方向に近いほど、ＨＵＤ画像の輝度は大きくなり、視認性が向上しうる。

本実施形態では一例として、同一のアイボックスＥｂに対応する表示器２０の回転角度は、凹面鏡３０の回転角度よりも小さく設定されている。当該設定によれば、画像がぼやける恐れを低減できる。

目標角度特定部Ｆ５は、角度設定データを用いて特定した表示器２０のチルト角の目標値である表示器目標角と、凹面鏡３０のチルト角の目標値であるミラー目標角をモータ制御部Ｆ６に出力する。なお、目標角度特定部Ｆ５は、目標視点位置が変更された場合にも同様に、角度設定データに基づき各目標角を特定し、モータ制御部Ｆ６に出力する。目標角は、チルト角の目標値を指す。表示器２０及び凹面鏡３０の目標角は、目標視点位置及び表示位置の組み合わせによって定まる。

モータ制御部Ｆ６は、表示器モータ５０及び凹面鏡モータ４０のそれぞれから提供される回転角データに基づいて、表示器２０及び凹面鏡３０それぞれの現在のチルト角（姿勢）をそれぞれ特定する。モータ制御部Ｆ６は、サブ機能部として、表示器角制御部Ｆ６１、及び凹面鏡角制御部Ｆ６２を備える。モータ制御部Ｆ６がアクチュエータ制御部に相当する。

表示器角制御部Ｆ６１は、表示器２０のチルト角が表示器目標角と一致するように表示器モータ５０を制御する。例えば現在の表示器２０のチルト角である表示器現在角と、表示器目標角との差に基づいて表示器モータ５０の駆動量を決定する。駆動量は、正／負の値を取り、正負によってモータを回転させる方向が表現されうる。当該決定された駆動量に応じた制御信号を生成し、表示器モータ５０に出力する。表示器モータ５０は、表示器角制御部Ｆ６１からの入力される制御信号に基づいて回転駆動し、表示器２０のチルト角を変化させる。その結果、凹面鏡３０への画像光の入射位置及び入射角度が変更される。

凹面鏡角制御部Ｆ６２は、凹面鏡３０のチルト角がミラー目標角と一致するように凹面鏡モータ４０を制御する。例えば現在の凹面鏡３０のチルト角である凹面鏡現在角と、ミラー目標角との差に基づいて凹面鏡モータ４０の駆動量を決定する。当該決定された駆動量に応じた制御信号を生成し、凹面鏡モータ４０に出力する。凹面鏡モータ４０は、凹面鏡角制御部Ｆ６２からの入力される制御信号に基づいて回転駆動し、凹面鏡３０のチルト角を変化させる。これに伴い、凹面鏡３０への画像光の入射位置及び入射角度、ひいては、シールド照射位置及び照射角度が変更される。

＜表示器の光度特性についての補足説明＞
ここでは、表示器２０の光度方位特性について説明する。光度は光の強さ、換言すれば明るさに相当する。一般的に表示器２０は、図６に示すように正面方向で光度（ｃｄ）が最も大きくなり、光軸から離れるにつれて光度は低下している特性を有する。つまり、表示器２０は画像光の照射強度の観点において指向性を有する。故に、表示器２０には、画像表示に利用可能な角度範囲である有効画角が規定されている。なお、正面方向は光軸方向と呼ぶこともできる。

縦方向の有効画角や横方向の有効画角は、上述した光度方位特性、及び、ＨＵＤ画像として要求される輝度に基づいて設定されうる。仮に有効画角を中心光度の９０％とする場合、図６に示す例では有効画角は－１．５度～＋１．５度の３度程度となる。中心光度は光軸方向での光度を指す。ここでの光度方位特性とは、光軸方向換言すれば主光線方向を０°としたときの照射方向ごとの光度を指す。有効画角を規定する閾値は、９０％に限らず、８０％や、７０．７％であってもよい。

そして、仮に縦方向の有効画角を超えた領域を用いて画像を表示しようとすると、表示範囲の上端部や下端部が輝度不足となって暗くなってしまう。故に、縦画角を広げるための１つの手段としては、光度方位特性がなだらかな表示器２０、換言すれば有効画角が広い表示器２０を用いることが考えられる。しかし有効画角が広い表示器２０は高価となる。

そのような課題に対し、本開示の構成によれば表示器２０と凹面鏡３０のチルト角を動的に制御することにより、ＨＵＤ画像の視認性を維持したまま、表示範囲を動的に上下に移動させることができる。つまり、仮想的に表示範囲を拡張可能となる。

なお、凹面鏡３０だけを回動させる構成によっても表示位置を変更可能ではあるが、その場合、画像のメインビーム（主成分）は、図７に示すように非対象アイボックスＥｂｎに向かう。そのため、対象アイボックスＥｂｔでのＨＵＤ画像の視認性は低下しうる。例えば輝度が低下したり、像がぼやけたりしうる。そのような課題に対し、凹面鏡３０だけでなく、表示器２０も回動させることにより、画像光の主成分が対象アイボックスＥｂｔに向かうように、ウインドシールド２への照射位置及び照射角度を微調整可能となる。その結果、同一の視点（アイボックス）において、ＨＵＤ画像の視認性を維持しつつ、ＨＵＤ画像の表示位置を変更可能となる。

＜表示位置切替時の制御フローについて＞
図８は、表示位置が変更となった場合の制御ユニット６０の作動の一例を示したものである。図８に示すフローは例えば２００ミリ秒ごとに逐次実施されれば良い。また、図８に示すフローは、画像信号源５から入力信号に変化があったことをトリガとして実行されてもよい。

表示位置切替部Ｆ４は、画像信号源５からの入力信号を解析し（ステップＳ１１）、入力信号に応じた表示位置を判断する（ステップＳ１２）。当該判断の結果として表示位置が変化した場合には（ステップＳ１３ ＹＥＳ）、目標角度特定部Ｆ５が遷移先の表示位置と目標視点位置とに応じた表示器目標角及びミラー目標角を、角度設定データに基づき特定する（ステップＳ１４）。そして、モータ制御部Ｆ６が各モータを駆動制御し、表示器２０及び凹面鏡３０のチルト角を目標角に一致させる（ステップＳ１５）。なお、例えばＨＵＤ画像として表示する情報種別に変更がない場合など、表示位置の変更が必要ではない場合には（ステップＳ１３ ＮＯ）、特段の処理を実行せずにフローを終了する。

上記の制御態様によれば、画像信号源５からの入力信号の変化に対してリアルタイムに表示位置を変更させることができる。

ところで、上記説明の通り、表示位置を切り替える場合、表示器２０と凹面鏡３０とをそれぞれ回動させる。その場合の制御パターンとして、大きくは以下の（ａ）～（ｃ）３つに大別することができる。
（ａ）表示器２０を回動させてから凹面鏡３０を回動させる。
（ｂ）凹面鏡３０を回動させてから表示器２０を回動させる。
（ｃ）表示器２０と凹面鏡３０を同時に／並列的に回動させる。

制御パターン（ａ）及び（ｂ）は、表示器２０及び凹面鏡３０の回動を非同期とする制御態様であるため、非同期変更パターンと呼ぶことができる。また、制御パターン（ｃ）は、表示器２０及び凹面鏡３０を同期変更パターンと呼ぶことができる。

（ａ）又は（ｂ）の制御パターンによれば、表示器２０と凹面鏡３０の角度関係が、ＨＵＤ画像の視認性において最適な角度関係から一時的に外れるため、一時的にＨＵＤ画像が暗く表示されうる。それに対して、制御パターン（ｃ）によれば、表示器２０と凹面鏡３０が同期／連携させて回動するため、表示位置の変更過程においてＨＵＤ画像の輝度が低下することを抑制可能となる。

なお、制御パターン（ａ）又は（ｂ）を採用する場合においては、光源制御部Ｆ２１が、ＨＵＤ画像において一時的に輝度が低下する領域に対応する光源素子の輝度を通常値よりも所定量高くしてもよい。つまり光源制御部Ｆ２１は、表示位置の変更過程において輝度が低下する領域に対応するようにバックライト２２を構成する光源素子の輝度を行単位で動的に制御しても良い。ＨＵＤ画像において一時的に輝度が低下する画像領域は、表示器２０と凹面鏡３０の角度関係から特定可能である。なお、ＨＵＤ画像において一時的に輝度が低下する領域は、表示器２０又は凹面鏡３０の回動に伴って動的に拡大していく。光源制御部Ｆ２１は、表示器２０又は凹面鏡３０の回動に伴って、輝度を上昇させる光源素子の範囲を行単位で拡張していく。

図９は、例えば制御パターン（ａ）を採用した場合のＨＵＤ画像の経時的な見え方の変化と、それに対する光源制御部Ｆ２１の作動例を概念的に示した図である。第１表示位置Ｄｐ１から第２表示位置Ｄｐ２に切り替える場合を例示している。図９の（Ａ）は初期状態を、（Ｂ）は凹面鏡３０のチルト角を一定としたまま、表示器２０を第１表示位置Ｄｐ１用のチルト角から第２表示位置Ｄｐ２用のチルト角に変更した状態を表している。（Ｃ）は、凹面鏡３０を第１表示位置Ｄｐ１用のチルト角から第２表示位置Ｄｐ２用のチルト角に変更した状態、すなわち、表示位置の変更が完了した状態を示している。

凹面鏡３０のチルト角を一定としたまま、表示器２０を第１表示位置Ｄｐ１用のチルト角から第２表示位置Ｄｐ２用のチルト角に変更すると、表示位置は所定量上側に移動するとともに、上端部付近の輝度が下側に比べて低下しうる。凹面鏡３０の形状に由来する光学的特性に由来して、表示器２０と凹面鏡３０の角度関係が、対象アイボックスＥｂｔからみて最適な角度関係から一時的に外れるためである。

そこで、光源制御部Ｆ２１は、上端部付近の輝度低下領域に対応する光源素子の発光量を所定の通常輝度よりも所定量高める。図９においては光源輝度の高さをドットパターンのハッチングの輝度で表現している。ドットパターンの密度が高いほど輝度が高い状態に対応する。基本的には表示器２０の回動に伴って輝度低下領域は拡大するように振る舞う。そのため、光源制御部Ｆ２１は表示器２０の回動に伴い、輝度を強化する領域を拡大していく。

また、表示器２０のチルト角調整の完了後の、凹面鏡３０のチルト角を調整中においても光源制御部Ｆ２１は、表示器２０と凹面鏡３０の角度関係に由来するＨＵＤ画像の輝度不足を補うようにバックライト２２の輝度を行単位で動的に調整する。凹面鏡３０の回動に伴って輝度低下領域は縮小していく。そのため、光源制御部Ｆ２１は凹面鏡３０の回動に伴って輝度を強化する領域を縮小していく。最終的には、光源制御部Ｆ２１は全体の輝度を通常値に戻す事となる。

以上では制御パターン（ａ）について例示したが、制御パターン（ｂ）についても同様である。当該構成によれば、表示器２０と凹面鏡３０との回動が非同期である場合においても、ＨＵＤ画像に輝度の偏りが生じることを抑制することができる。ひいては表示位置の変更過程においてＨＵＤ画像の視認性が損なわれる恐れを低減できる。また、バックライト２２における輝度強化は一時的かつ部分的であって表示位置の変更が完了次第、速やかに通常値に戻される。当該構成によれば、バックライト２２における発熱量の増加を抑制することができる。

なお、以上では説明を簡略化するため図１０の（ａ１）に示すように表示器２０の回動が完全に完了してから凹面鏡３０を回動させる態様を述べたが、（ａ２）に示すように表示器２０の回動途中において凹面鏡３０の回動を開始させても良い。また、（ａ３）に示すように表示器２０及び凹面鏡３０の回動開始タイミングを揃えつつ、終了タイミングをずらしてもよい。（ａ４）に示すように表示器２０及び凹面鏡３０の回動開始タイミングをずらしつつも終了タイミングを揃えても良い。制御例（ａ３）及び（ａ４）は、表示器モータ５０や凹面鏡モータ４０の回動速度及び回動量を調整することにより、実現されうる。

なお、各種モータの駆動、換言すれば表示器２０及び凹面鏡３０の回動は、０．５秒や１．０秒など、所定の回動許容時間以内に完了するように構成されているものとする。図中のＴ０１は表示位置の変更を開始した時刻を示しており、Ｔ０３は表示位置の変更が完了した時刻を示している。Ｔ０２は、制御パターン（ａ）においては表示器２０の回動が終了した時刻を示している。表示器２０よりも凹面鏡３０を先に回動開始又は回動完了させる技術思想に対応する制御パターン（ｂ）についても同様に、具体的な制御態様として多様な態様を採用可能である。なお、表示器２０及び凹面鏡３０を同時に／並列的に回動させる構成によれば表示位置の切替に要する時間である切替所要時間を抑制可能となる。

制御パターン（ｃ）では、より好適な態様として、基本的にはＨＵＤ画像の表示輝度の不均一が生じにくいように、各モータの駆動スケジュールが設定されている。制御パターン（ｃ）においても、モータの回転速度差に由来して一時的かつ部分的に輝度の低下が生じうる場合には、光源制御部Ｆ２１によるバックライト２２の部分的な輝度調整制御を適用しても良い。

ところで、制御パターン（ａ）、（ｂ）によれば、ＨＵＤ画像の輝度変化によって、ドライバの注意がＨＵＤ画像に向けられやすくなる。制御パターン（ａ）、（ｂ）によれば、表示コンテンツに対するドライバの認識率を高める事ができる効果を期待できる。

制御ユニット６０は、表示コンテンツに応じて制御パターンを使い分けるように構成されていても良い。例えば或る特定のコンテンツに対しては、非同期変更パターンを適用する一方、別の特定のコンテンツを表示する場合には同期変更パターンを適用しても良い。より具体的には、第１表示位置Ｄｐ１を適用中において第２表示位置Ｄｐ２に経路案内画像を表示する場合には制御パターン（ａ）を適用する。一方、第１表示位置Ｄｐ１を適用中において第２表示位置Ｄｐ２に歩行者や他車両などに対する注意喚起画像を表示する場合には同期変更パターンを適用してもよい。また、他の態様としてサイン強調画像の表示には非同期変更パターンを適用する一方、注意喚起画像を表示する場合には同期変更パターンを適用してもよい。制御パターンの違いによる画像の見え方の違いを、視覚的効果の一種として援用することにより、コンテンツの特性に応じた表示を実施可能となる。

その他、表示制御部Ｆ２は、表示位置の変更中は画像表示を中断するように構成されていてもよい。当該技術思想に対応するＨＵＤ装置１の作動例を図１１に示す。図１１に示すフローは、走行用電源がオンに設定されている間、又は、画像信号源５から映像信号が入力されている間、例えば２００ミリ秒ごとに逐次実施されれば良い。また、図１１に示すフローは、画像信号源５から入力信号に変化があったことをトリガとして実行されてもよい。図１１に示すステップＳ２１～Ｓ２４は前述のステップＳ１１～Ｓ１４と同様である。

図１１に示すフローでは表示制御部Ｆ２がステップＳ２５としてＨＵＤ画像の表示を停止させた後に、モータ制御部Ｆ６が各モータを駆動制御し、表示器２０及び凹面鏡３０のチルト角を目標角に一致させる（ステップＳ２６）。そして、表示位置の調整が完了してから表示制御部Ｆ２が画像表示を再開する（ステップＳ２７）。

このように表示位置の切替中においてはＨＵＤ画像の表示を停止する構成によれば、前述したような一時的なＨＵＤ画像の輝度不均一がドライバに知覚されることを抑制することができる。また、モータ駆動に由来する機械要素の振動に伴って、表示画像が振動して見える恐れも低減できる。ひいてはドライバに違和感を与える恐れを低減できる。

以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。また、種々の変形例は適宜組み合わせて実施することができる。さらに、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。

ＨＵＤ装置１が設定可能な表示位置は第１表示位置Ｄｐ１と第２表示位置Ｄｐ２の２種類に限定されない。ＨＵＤ装置１は、個々のアイボックスＥｂに対して、３パターン以上の表示位置を設定可能に構成されていても良い。ストレージ６３には、アイボックスＥｂの位置とＨＵＤ画像の表示位置の組み合わせごとの表示器２０及び凹面鏡３０のチルト角の設定値を示す角度設定データが登録されている。

なお、角度設定データは、アイボックスＥｂの位置とＨＵＤ画像の表示位置の組み合わせに応じた表示器２０及び凹面鏡３０それぞれのチルト角を算出するプログラムであってもよい。第１表示位置Ｄｐ１と第２表示位置Ｄｐ２は、図１２の（ａ）に示すように所定量離れていても良い。第１表示位置Ｄｐ１と第２表示位置Ｄｐ２は、図１２の（ｂ）に示すように上下方向において部分的に重なっていても良い。

ＨＵＤ装置１の光学系の構成は図１に示す構成に限定されない。図１３に示すように、表示器２０から出力された画像光は、平面鏡７０を介して凹面鏡３０に到達するように構成されていても良い。また、表示器２０から出力された画像光は、複数の平面鏡やレンズを介してウインドシールド２に照射されるように構成されていても良い。画像光の経路は適宜変更可能である。なお、平面鏡７０も１つの側面において拡大光学系ＭＯＳの一部と解することができる。

表示器アクチュエータとしてモータを用いる構成について例示したが、表示器アクチュエータはモータでなくともよい。表示器アクチュエータは、ソレノイドアクチュエータであってもよいし、圧電（ピエゾ）素子であってもよい。ミラーアクチュエータについても同様である。

＜付言＞
本開示に記載の装置、システム、並びにそれらの手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウェア論理回路を用いて実現されてもよい。さらに、本開示に記載の装置及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。例えば制御ユニット６０が備える機能の一部又は全部はハードウェアとして実現されても良い。或る機能をハードウェアとして実現する態様には、１つ又は複数のＩＣなどを用いて実現する態様が含まれる。プロセッサ（演算コア）としては、ＣＰＵや、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＦＰ（Data Flow Processor）などを採用可能である。また、制御ユニット６０が備える機能の一部又は全部は、プロセッサを組み合わせて実現されていてもよい。加えて、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。制御ユニット６０が備える機能の一部又は全部は、システムオンチップ（ＳｏＣ：System-on-Chip）や、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどを用いて実現されていても良い。ＡＳＩＣはApplication Specific Integrated Circuitの略である。

上述した制御ユニット６０の他、当該制御ユニット６０を構成要素とする車両用表示システムなと、種々の形態も本開示の範囲に含まれる。またコンピュータを制御ユニット６０として機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体等の形態も本開示の範囲に含まれる。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に記憶されていてもよい。プログラムの保存媒体としては、ＨＤＤ（Hard-disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等を採用可能である。

１ ＨＵＤ装置（ヘッドアップディスプレイ装置）、２ ウインドシールド（投影部材）、５ 画像信号源、６ 視点調整スイッチ、１０ 筐体、２０ 表示器、２２ バックライト（光源部）、３０ 凹面鏡（ミラー）、４０ 凹面鏡モータ（ミラーアクチュエータ）、５０ 表示器モータ（表示器アクチュエータ）、６０ 制御ユニット、６１ プロセッサ、６２ メモリ、６３ ストレージ（記憶装置）、Ｄｐ１ 第１表示位置、Ｄｐ２ 第２表示位置、Ｆ１ 画像信号取得部、Ｆ２ 表示制御部、Ｆ３ 目標視点取得部、Ｆ４ 表示位置切替部（目標表示位置選択部）、Ｆ５ 目標角度特定部、Ｆ６ モータ制御部（アクチュエータ制御部）、Ｆ２１ 光源制御部、Ｆ６１ 表示器角制御部、Ｆ６２ 凹面鏡角制御部。

Claims (10)

1. 画像を形成する光である画像光を、投影部材に投射することにより、前記画像を運転席の前方の所定範囲に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   上下方向における前記画像の表示位置として、それぞれ上下方向の位置が異なる第１表示位置（Ｄｐ１）と、第２表示位置（Ｄｐ２）とを選択可能に構成されており、
   筐体（１０）と、
   前記画像光を出力する表示器（２０）と、
   前記画像光を前記投影部材に向けて反射するミラー（３０）と、
   前記ミラーを回動させるミラーアクチュエータ（４０）と、
   前記表示器を回動させる表示器アクチュエータ（５０）と、
   前記ミラーアクチュエータ及び前記表示器アクチュエータのそれぞれの動作を制御するアクチュエータ制御部（Ｆ６）と、
   選択可能な前記表示位置のうち、画像の表示先とする前記表示位置である目標表示位置を選択する目標表示位置選択部（Ｆ４）と、
   前記目標表示位置選択部が選択している前記目標表示位置に基づいて、前記表示器アクチュエータ及び前記ミラーアクチュエータのそれぞれの回転角の目標値である目標角を特定する目標角度特定部（Ｆ５）と、を備え、
   前記アクチュエータ制御部は、前記表示器アクチュエータ及び前記ミラーアクチュエータの回転角が前記目標角度特定部によって特定されたそれぞれの前記目標角と一致するように前記表示器アクチュエータと前記ミラーアクチュエータを駆動させるヘッドアップディスプレイ装置。
2. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記目標角として、前記目標表示位置ごとの前記表示器の基本姿勢からの回転角と、前記ミラーの基本姿勢からの回転角の組み合わせを示す角度設定データが登録された記憶装置（６３）を備え、
   前記目標角度特定部は前記記憶装置に保存されている前記角度設定データを用いて、前記目標表示位置に応じた前記表示器及び前記ミラーの前記目標角を特定するヘッドアップディスプレイ装置。
3. 請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   複数の前記目標表示位置のそれぞれにおいて、前記基本姿勢に対する前記表示器の回転角は前記ミラーの回転角よりも小さく設定されているヘッドアップディスプレイ装置。
4. 請求項２又は３に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   ドライバの視点位置である目標視点位置を取得する目標視点取得部（Ｆ３）を備え、
   前記角度設定データは、前記表示位置と前記目標視点位置の組み合わせに応じた前記表示器の回転角及び前記ミラーの回転角を含み、
   前記目標角度特定部は、前記角度設定データに基づいて、前記目標視点位置及び前記表示位置の組み合わせに応じた前記表示器及び前記ミラーのそれぞれの前記目標角を特定するヘッドアップディスプレイ装置。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記アクチュエータ制御部は、前記目標表示位置を変更する場合、前記表示器アクチュエータ及び前記ミラーアクチュエータを並列的に駆動させるように構成されているヘッドアップディスプレイ装置。
6. 請求項１から４の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記アクチュエータ制御部は、前記目標表示位置を変更する場合、前記表示器アクチュエータ及び前記ミラーアクチュエータの何れか一方を先に駆動させてから他方を駆動させるように構成されているヘッドアップディスプレイ装置。
7. 請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記表示器は、複数の発光素子が行列状に配置された光源部（２２）を含み、
   前記光源部の発光量を１行又は複数行単位で制御する光源制御部（Ｆ２１）を備え、
   前記光源制御部は、前記表示位置の変更中においては、前記ミラーと前記表示器の角度の関係に由来して輝度が低下する画像領域に対応する行の前記発光素子を、他の画像領域に対応する前記発光素子よりも所定量明るく発光させるように構成されているヘッドアップディスプレイ装置。
8. 請求項１から７の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記アクチュエータ制御部は、前記目標表示位置を変更する場合の前記表示器アクチュエータ及び前記ミラーアクチュエータの制御パターンとして
   前記表示器アクチュエータ及び前記ミラーアクチュエータの何れか一方を先に駆動させてから他方を駆動させる非同期変更パターンと、
   前記表示器アクチュエータ及び前記ミラーアクチュエータを同時に駆動させる同期変更パターンと、を選択的に実施可能に構成されており、
   前記アクチュエータ制御部は、変更後の前記目標表示位置に表示するコンテンツの種別に応じて前記制御パターンを決定するヘッドアップディスプレイ装置。
9. 請求項１から８の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記表示器及び前記ミラーの少なくとも何れか一方を回動させている間は、前記画像光の出力を停止するように構成されているヘッドアップディスプレイ装置。
10. 請求項１から９の何れか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記第２表示位置は前記第１表示位置よりも上側の前記表示位置であって、
    前記第２表示位置は、車両の進路を示す経路案内画像、注意すべき移動体を強調して示すための画像である注意喚起画像、及び、信号機又は交通標識を強調して示すための画像であるサイン強調画像の少なくとも何れか１つを表示するための表示位置であって、
    前記目標表示位置選択部は、前記経路案内画像、前記注意喚起画像、及び、前記サイン強調画像の少なくとも１つを表示する場合には、前記目標表示位置を前記第１表示位置から前記第２表示位置に切り替えるヘッドアップディスプレイ装置。

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