JP6102628B2 - Head-up display device - Google Patents

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Description

本発明は、車両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。   The present invention relates to a head-up display device that generates various images that are visually recognized by a vehicle occupant.

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。   Conventionally, various means have been used as information providing means for providing driving information such as route guidance and obstacle warnings to passengers of moving bodies such as vehicles. For example, display on a liquid crystal display installed on a moving body, sound output from a speaker, and the like. In recent years, as one of such information providing means, there is a head-up display device (hereinafter referred to as HUD).

ここで、特に車両の乗員に対して情報の提供を行う場合には、車両が駐車状態にあるか駐車状態以外にあるかによって情報の提供方法について変更することが望ましい。具体的には、車両が駐車状態以外(例えば道路の走行時)にある場合には、乗員は周辺環境を注視しなければならないので、情報の提供は乗員の周辺環境の視認を妨げない範囲で行うことが望ましい。一方、車両が駐車状態にある場合には、乗員は周辺環境を注視する必要性が低いので、比較的制限なく情報の提供が可能となる。例えば、特開2007−176471号公報には、車両が駐車状態へと移行した場合に、車両の後方視界をフロントガラスの広い領域に対して映し出す技術について提案されている。   Here, in particular, when providing information to a vehicle occupant, it is desirable to change the information providing method depending on whether the vehicle is in a parking state or in a state other than the parking state. Specifically, when the vehicle is not in a parked state (for example, when driving on a road), the occupant must watch the surrounding environment. It is desirable to do. On the other hand, when the vehicle is in a parked state, it is less necessary for the occupant to pay attention to the surrounding environment, so information can be provided without any restrictions. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-176471 proposes a technique for projecting a rear view of a vehicle over a wide area of a windshield when the vehicle shifts to a parking state.

特開2007−176471号公報(第3頁、図1)JP 2007-176471 A (Page 3, FIG. 1)

しかしながら、上記特許文献1の技術では、後方視界の画像をフロントガラスに表示する際には、常に同一の輝度により表示を行っている。しかしながら、フロントガラスを介して情報の提供を行う場合において、情報を表示する輝度の設定は非常に重要なパラメータとなる。即ち、輝度を高く設定すれば情報を明確に乗員に対して視認させることが可能であるが、乗員は表示された情報を透過して周辺環境を視認することができなくなる(即ち、視界が狭くなる)。一方、輝度を低く設定すれば表示された情報を透過して周辺環境を視認させることが可能であり、視野を狭くすることはないが、表示された情報が背景と重畳し、情報を明確に乗員に対して視認させることが困難となる。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, when an image of a rear view is displayed on the windshield, display is always performed with the same luminance. However, in the case where information is provided through the windshield, the setting of luminance for displaying information is a very important parameter. That is, if the brightness is set high, information can be clearly seen by the occupant, but the occupant cannot see the surrounding environment through the displayed information (that is, the field of view is narrow). Become). On the other hand, if the brightness is set low, the displayed information can be seen through and the surrounding environment can be visually recognized, and the field of view is not narrowed, but the displayed information is superimposed on the background to make the information clear. It becomes difficult for the occupant to visually recognize it.

また、上記特許文献1の技術では車両が駐車状態にある場合にのみ情報として後方視界を表示させる構成としているが、車両が駐車状態以外(例えば道路走行時)にある場合にも情報を表示させることとすると、車両の状態によって適切な輝度の設定を行う必要がある。   Moreover, although it is set as the structure which displays a back view as information, only when the vehicle is in a parking state in the technique of the said patent document 1, information is displayed also when the vehicle is other than a parking state (for example, at the time of road driving). In this case, it is necessary to set an appropriate brightness depending on the state of the vehicle.

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、車両の状態によってプロジェクタの光源の輝度を適切な値に調整することにより、車両の乗員に虚像を適切に視認させることが可能になるとともに、必要な状況では乗員の視界を確保す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。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and by adjusting the brightness of the light source of the projector to an appropriate value according to the state of the vehicle, the vehicle occupant can appropriately visually recognize the virtual image. An object of the present invention is to provide a head-up display device that can be used and can ensure the sight of a passenger in a necessary situation.

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、車両に設置され、スクリーン(20、21)と、光源(51)から出力される光を用いて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、車両の乗員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、更に、光源の輝度を調整する輝度調整手段(31)と、車両の状態を取得する車両状態取得手段(31)と、を有し、前記映像は第1映像と第2映像からなり、前記プロジェクタは、前記車両の状態が駐車状態以外にある場合には、前記第1映像と前記第2映像とで異なる種類の映像をそれぞれ前記スクリーンに対して投射し、前記車両の状態が駐車状態にある場合には、前記第1映像と前記第2映像を組み合わせた一の映像を前記スクリーンに投射し、前記輝度調整手段は、前記車両の状態が駐車状態にある場合には、駐車状態以外にある場合よりも前記光源の輝度を高く調整することを特徴とする。
尚、「駐車状態」とは、基本的に車両が駐車された状態にあることを意味するが、道路交通法上の駐車の条件に該当しない場合であっても車両が停車し、車両の乗員が外部環境を視認する必要性が低い状態であれば駐車状態にあるとみなしても良い。
In order to achieve the above object, a head-up display device (1) according to the present invention is installed in a vehicle and projects an image on a screen using light output from a screen (20, 21) and a light source (51). A head-up display device that includes a projector (4) and virtual image generation means (11, 12) that generates a virtual image of a video from a video projected on a screen, and generates a virtual image that is visible to a vehicle occupant. . Furthermore, it further comprises a brightness adjusting means (31) for adjusting the brightness of the light source, and a vehicle state acquiring means (31) for acquiring the state of the vehicle, wherein the video comprises a first video and a second video, When the vehicle is in a state other than the parking state, the projector projects different types of images on the screen in the first image and the second image, and the vehicle state is in the parking state. when in the said one of the image that combines the first image and the second image is projected on the screen, the brightness adjustment means when the state of the previous SL vehicle is parked, the parking state The brightness of the light source is adjusted to be higher than in the case other than the above.
“Parking” basically means that the vehicle is parked, but even if it does not meet the parking conditions under the Road Traffic Law, the vehicle stops and the vehicle occupant However, if there is a low necessity for visually recognizing the external environment, it may be considered that the vehicle is in a parking state.

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、車両の状態によってプロジェクタの光源の輝度を適切な値に調整することにより、車両の乗員に虚像を適切に視認させることが可能となる。具体的に、車両が駐車状態にあって外部環境を視認する必要性が低い状況では、輝度を高くすることにより虚像をより明確に視認させることが可能となる。一方で、車両が駐車状態以外にあって外部環境を視認する必要がある状況では、輝度を低くすることにより車両の乗員に生成された虚像を透過して周辺環境についても視認させることが可能であり、生成された虚像によって乗員の視野が狭くなることを防止することが可能となる。また、車両が駐車状態にある場合において、複数の映像を組み合わせることによってより大きいサイズの虚像を生成することが可能となる。 According to the head-up display device according to the present invention having the above-described configuration, the virtual image can be appropriately visually recognized by the vehicle occupant by adjusting the luminance of the light source of the projector to an appropriate value according to the state of the vehicle. . Specifically, in a situation where the vehicle is in a parked state and the necessity for visually recognizing the external environment is low, the virtual image can be visually recognized more clearly by increasing the luminance. On the other hand, in situations where the vehicle is not in a parked state and it is necessary to visually recognize the external environment, it is possible to transmit the virtual image generated by the vehicle occupant to make the surrounding environment visible by reducing the brightness. It is possible to prevent the occupant's visual field from being narrowed by the generated virtual image. Further, when the vehicle is in a parking state, it is possible to generate a virtual image having a larger size by combining a plurality of images.

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。It is the figure which showed the installation aspect to the vehicle of HUD which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るHUDの内部構成を示した図である。It is the figure which showed the internal structure of HUD which concerns on this embodiment. 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。It is the figure which showed the 1st projection lens and 2nd projection lens with which a projector is provided. 第2投射レンズの移動態様を示した図である。It is the figure which showed the movement aspect of the 2nd projection lens. 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。It is the figure which each showed the 1st screen and the 2nd screen. 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。It is the figure which showed the projection aspect of the image | video of the projector with respect to the 1st screen and the 2nd screen. 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。It is the figure which showed the movement aspect to the front-back direction with respect to the optical path of a 2nd screen. 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。It is the figure which each showed the virtual image produced | generated by the image | video projected on the 1st screen and the 2nd screen. 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。It is the figure which showed the movement aspect to the crossing direction with respect to the optical path of a 1st screen and a 2nd screen. 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。It is the figure which showed the projection aspect of the image | video of a projector at the time of moving a 1st screen and a 2nd screen to an up-down direction. 本実施形態に係るHUDの構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of HUD which concerns on this embodiment. 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。It is a flowchart of the virtual image generation processing program which concerns on this embodiment. プロジェクタの光源の輝度の設定範囲について示した図である。It is the figure shown about the setting range of the brightness | luminance of the light source of a projector. 非駐車状態の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。It is the figure which showed an example of the virtual image which can be visually recognized from the passenger | crew of the vehicle of a non-parking state. 第2スクリーンを移動させた場合の第2スクリーンと第2投射レンズの位置関係を示した図である。It is the figure which showed the positional relationship of the 2nd screen and 2nd projection lens at the time of moving a 2nd screen. 位置設定テーブルの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the position setting table. 駐車状態の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。It is the figure which showed an example of the virtual image which can be visually recognized from the passenger | crew of the parked vehicle.

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。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying a head-up display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

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。   First, the configuration of a head-up display device (hereinafter referred to as HUD) 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an installation mode of the HUD 1 according to the present embodiment on the vehicle 2.

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。   As shown in FIG. 1, the HUD 1 is installed inside the dashboard 3 of the vehicle 2, and includes a projector 4 and a screen 5 on which an image from the projector 4 is projected. Then, the image projected on the screen 5 is reflected on the front window 6 in front of the driver's seat through the mirror and Fresnel lens provided in the HUD 1 as will be described later, and is made visible to the passenger 7 of the vehicle 2. ing. Note that the image projected on the screen 5 includes information related to the vehicle 2 and various information used for assisting the driving of the occupant 7. For example, warnings for obstacles (other vehicles and pedestrians), guidance information set by the navigation device and guidance information based on the guidance route (such as arrows indicating the direction of turning left and right), current vehicle speed, guidance signs, map images, traffic information, There are news, weather forecast, time, screen of connected smartphone, TV program and so on.

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。   Further, in the HUD 1 of the present embodiment, when the occupant 7 visually recognizes an image projected on the screen 5 by reflecting the front window 6, the occupant 7 is not at the position of the front window 6 but at the front of the front window 6. An image projected on the screen 5 at a distant position is configured to be visually recognized as a virtual image 8. The virtual image 8 that can be seen by the occupant 7 is an image projected on the screen 5, but the vertical direction is reversed because the image is projected through the mirror. In addition, the size is changed by using a Fresnel lens.

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。   Here, regarding the position where the virtual image 8 is generated, more specifically, the distance L from the occupant 7 to the virtual image 8 (hereinafter referred to as a generation distance) L, the shape and position of the mirror and Fresnel lens provided in the HUD 1, and the screen 5 with respect to the optical path It is possible to appropriately set the position depending on the position. In particular, in the present embodiment, the position of the screen 5 is configured to be movable in the front-rear direction along the optical path as will be described later. As a result, the generation distance L can be changed as appropriate. For example, the generation distance L can be changed between 2.5 m and 20 m.

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。   Next, a more specific configuration of the HUD 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the HUD 1 according to the present embodiment.

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。   As shown in FIG. 2, the HUD 1 basically includes a projector 4, a screen 5, a reflection mirror 10, a mirror 11, a Fresnel lens 12, a control circuit unit 13, and a CAN interface 14.

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。但し、光源としては輝度を調整可能な光源を用いる。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。   Here, the projector 4 is a video projection device using an LED light source as a light source, and is a DLP projector, for example. As the projector 4, a liquid crystal projector or an LCOS projector may be used. However, a light source whose luminance can be adjusted is used as the light source. The projector 4 includes a projection lens 15 for projecting an image. In this embodiment, the projection lens 15 is composed of two projection lenses, a first projection lens 16 and a second projection lens 17, which are different from each other. Configure to project video. Here, FIG. 3 is a diagram showing the first projection lens 16 and the second projection lens 17 provided in the projector 4.

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。   As shown in FIG. 3, the first projection lens 16 and the second projection lens 17 have a divided shape obtained by dividing one circular lens in the vertical direction. Further, the second projection lens 17 below is configured to be movable in the front-rear direction along the optical path. On the other hand, the position of the first projection lens 16 is fixed. Specifically, by driving the lens drive motor 18 on the back side of the second projection lens 17, it is possible to move the second projection lens 17 in the front-rear direction along the optical path as shown in FIG. Become. In particular, in this embodiment, when the screen 5 is moved in the front-rear direction along the optical path as will be described later, the focal point of the image projected from the second projection lens 17 is made to coincide with the position of the screen 5 after the movement. In addition, the second projection lens 17 is also moved to follow.

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。   The lens drive motor 18 is a stepping motor. The HUD 1 can control the lens driving motor 18 based on the pulse signal transmitted from the control circuit unit 13 and appropriately position the second projection lens 17 with respect to the set position.

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。   The screen 5 is a projection medium onto which an image projected from the projector 4 is projected. For example, a Fresnel screen or a diffusion screen is used. In the present embodiment, the screen 5 includes two screens, a first screen 20 and a second screen 21. Here, FIG. 5 is a view showing the first screen 20 and the second screen 21.

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。   As shown in FIG. 5, the first screen 20 has a projection area 22 on which an image is projected upward, and the image projected from the first projection lens 16 of the projector 4 is displayed as shown in FIG. 6. Is done. On the other hand, the 2nd screen 21 has the to-be-projected area 23 in which an image | video is projected below, and the image | video projected from the 2nd projection lens 17 of the projector 4 is displayed as shown in FIG. The first screen 20 and the second screen 21 are arranged at predetermined intervals in the front-rear direction along the optical path so that the projection areas 22 and 23 do not overlap as shown in FIGS. 2 and 6. Therefore, in the present embodiment, the virtual image 8 includes a virtual image of a video projected on the first screen 20 (hereinafter referred to as a first virtual image 8A) and a virtual image of a video projected on the second screen 21 (hereinafter referred to as a second virtual image 8B). It will be composed of.

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。   The second screen 21 is configured to be movable in the front-rear direction along the optical path. On the other hand, the position of the first screen 20 is fixed with respect to the front-rear direction. Specifically, the distance between the first screen 20 and the second screen 21 is changed as shown in FIG. 7 by driving the screen front / rear drive motor 24 on the back side of the second screen 21. The two screens 21 can be moved in the front-rear direction along the optical path. As a result, the position where the second virtual image 8B, which is the virtual image of the image projected on the second screen 21, is generated (specifically, the generation distance L2 that is the distance from the occupant 7 to the second virtual image 8B) is changed. Is possible. The generation distance L2 depends on the distance from the mirror 11 to the second screen 21. That is, the generation distance L <b> 2 is changed in length depending on the distance from the mirror 11 to the second screen 21. For example, the generation distance L2 increases as the distance from the mirror 11 to the second screen 21 increases, and the generation distance L2 decreases as the distance from the mirror 11 to the second screen 21 decreases.

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。   For example, when the second screen 21 is moved to the projector 4 side (the side where the distance to the mirror 11 is increased), the generation distance L2 is increased (that is, the second virtual image 8B is viewed farther from the passenger 7). It becomes like). On the other hand, when the second screen 21 is moved to the side opposite to the projector 4 (the side where the distance to the mirror 11 is shortened), the generation distance L2 is shortened (that is, the second virtual image 8B is visible closer to the occupant 7). Will come to be). Since the position of the first screen 20 is fixed in the front-rear direction, the position (specifically, from the occupant 7 to the first virtual image 8A, which is a virtual image of the image projected on the first screen 20). The generation distance L1) that is the distance to one virtual image 8A is fixed. Therefore, by changing the generation distance L2, the distance (| L2-L1 |) from the first virtual image 8A to the second virtual image 8B is changed.

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。   Therefore, if the first screen 20 and the second screen 21 are at the same distance from the mirror 11 along the optical path, the first virtual image 8A and the second virtual image 8B are generated at the same position in front of the vehicle 2. However, when the first screen 20 and the second screen 21 are at different distances from the mirror 11 along the optical path, the first virtual image 8A and the second virtual image 8B are at different positions as shown in FIG. Will be generated. Further, as shown in FIGS. 5 and 6, each screen is arranged so that the projection area 22 of the first screen 20 is positioned above the projection area 23 of the second screen 21, but the mirror 11. Thus, the image is inverted upside down, so that the second virtual image 8B is generated above the first virtual image 8A with reference to the direction intersecting the optical path.

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。   In the present embodiment, the first screen 20 and the second screen 21 are configured to be integrally movable in a direction crossing the optical path. Specifically, by driving a screen vertical drive motor 25 on the side surface of the first screen 20, the first screen 20 and the second screen 21 are integrally moved in a direction crossing the optical path as shown in FIG. It becomes possible. As a result, as shown in FIG. 10, the first projection mode in which the image from the projector 4 is projected on the first screen 20 and the second screen 21, and the image from the projector 4 is projected only on the first screen 20. It is possible to switch the projection mode of the image on the screen 5 between the second projection mode to be performed.

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。   When the projection mode is the first projection mode, the HUD 1 basically has different types of video images (for example, the first projection lens 16 presents the current vehicle state) between the first projection lens 16 and the second projection lens 17. The vehicle speed image and the second projection lens 17 project guidance information and warning information image) on each screen. On the other hand, when the projection mode is the second projection mode, one video (for example, the first projection lens 16) that is basically a combination of the images projected by the first projection lens 16 and the second projection lens 17. Then, the image on the lower half of the television screen is projected on the first screen 20 and the image on the upper half of the television screen is projected on the second projection lens 17. As a result, in the second projection mode, it is possible to generate a larger-size image without a dividing line as a virtual image. Even in the second projection mode, the first projection lens 16 and the second projection lens 17 may be configured to project different types of images.

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。   Each of the screen front / rear drive motor 24 and the screen vertical drive motor 25 is a stepping motor. Then, the HUD 1 can control the screen front / rear drive motor 24 based on the pulse signal transmitted from the control circuit unit 13 and appropriately position the front / rear position of the second screen 21 with respect to the set position. The HUD 1 controls the screen vertical drive motor 25 based on the pulse signal transmitted from the control circuit unit 13 and appropriately positions the vertical positions of the first screen 20 and the second screen 21 with respect to the set position. Is possible.

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。   On the other hand, the reflecting mirror 10 is a reflecting plate that reflects an image projected from the projector 4 to change the optical path and projects it onto the screen 5 as shown in FIG.

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。   Further, the mirror 11 is a projection unit that reflects the image light from the screen 5 and projects a virtual image 8 (see FIG. 1) in front of the occupant 7 through the front window 6 as shown in FIG. 2. As the mirror 11, a spherical concave mirror, an aspheric concave mirror, or a free-form curved mirror for correcting distortion of a projected image is used.

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)。   The Fresnel lens 12 is a magnifying glass for generating a virtual image 8 by enlarging the image projected on the screen 5 as shown in FIG. And in HUD1 which concerns on this embodiment, the image | video projected on the screen 5 is further reflected on the front window 6 via the mirror 11 and the Fresnel lens 12, and is made to be visually recognized by the passenger | crew 7, so that the front of the front window 6 is visible. The image projected on the screen 5 at a distant position is enlarged and is visually recognized by the occupant as a virtual image 8 (see FIG. 1).

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。   The control circuit unit 13 is an electronic control unit that controls the entire HUD 1. Here, FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the HUD 1 according to the present embodiment.

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。   As shown in FIG. 11, the control circuit unit 13 includes a CPU 31 as an arithmetic device and a control device, a RAM 32 used as a working memory when the CPU 31 performs various arithmetic processes, a control program, and a virtual image generation described later. A ROM 33 in which a processing program (see FIG. 12) and the like are recorded, an internal storage device such as a flash memory 34 for storing a program read from the ROM 33 and a position setting table to be described later are provided. The control circuit unit 13 is connected to the projector 4, the lens drive motor 18, the screen front / rear drive motor 24, and the screen vertical drive motor 25, respectively, and performs drive control of the projector 4 and various motors.

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。   The CAN (controller area network) interface 14 is an interface for inputting / outputting data to / from CAN which is an in-vehicle network standard for performing multiplex communication between various on-vehicle devices installed in a vehicle and control devices for vehicle equipment. It is. The HUD 1 is connected to a control device (for example, the navigation device 48, the AV device 49, etc.) of various vehicle-mounted devices and vehicle equipment via the CAN so as to be able to communicate with each other. Accordingly, the HUD 1 is configured to be able to project output screens of the navigation device 48, the AV device 49, and the like.

また、HUD1には照度センサ50が接続されている。照度センサ50はインストルメントパネルの上面や車外に設置され、車両の周囲の明るさを検出するセンサである。   An illuminance sensor 50 is connected to the HUD 1. The illuminance sensor 50 is a sensor that is installed on the top surface of the instrument panel or outside the vehicle and detects the brightness around the vehicle.

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に基づき説明する。図12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、車両の周囲の明るさや車両の状態に基づいてプロジェクタ4の光源の輝度を設定し、車両の乗員に視認可能な虚像8を生成するプログラムである。尚、以下の図12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。   Next, a virtual image generation processing program executed by the CPU 31 in the HUD 1 having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart of the virtual image generation processing program according to this embodiment. Here, the virtual image generation processing program is executed after the ACC of the vehicle is turned on, sets the luminance of the light source of the projector 4 based on the brightness around the vehicle and the state of the vehicle, and is a virtual image 8 that can be visually recognized by a vehicle occupant. Is a program that generates Note that the program shown in the flowchart of FIG. 12 below is stored in the RAM 32 or ROM 33 provided in the HUD 1 and is executed by the CPU 31.

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、照度センサ50を用いて車両の周囲の明るさを取得する。   First, in step (hereinafter abbreviated as S) 1 in the virtual image generation processing program, the CPU 31 acquires the brightness around the vehicle using the illuminance sensor 50.

次に、S2においてCPU31は、前記S1で取得した車両の周囲の明るさに基づいて、プロジェクタ4の光源の輝度を設定する。ここで、図13はプロジェクタ4の光源の輝度の設定態様について示した図である。図13に示すように、車両が駐車状態にある場合には、車両が駐車状態以外にある場合よりも高い輝度を設定する。尚、駐車状態とは、基本的に車両が駐車された状態にあることを意味するが、道路交通法上の駐車の条件に該当しない場合であっても車両が停車し、車両の乗員が外部環境を視認する必要性が低い状態であれば駐車状態にあるとみなしても良い。   Next, in S2, the CPU 31 sets the luminance of the light source of the projector 4 based on the ambient brightness of the vehicle acquired in S1. Here, FIG. 13 is a diagram showing a setting mode of the luminance of the light source of the projector 4. As shown in FIG. 13, when the vehicle is in a parked state, a higher luminance is set than when the vehicle is in a state other than the parked state. The parking state basically means that the vehicle is parked, but even if the vehicle does not meet the parking conditions under the Road Traffic Law, the vehicle stops and the vehicle occupant is outside. If it is in a state where the necessity of visually recognizing the environment is low, it may be considered that the vehicle is parked.

また、車両が駐車状態にある場合には光源の輝度が常に一定の値に設定されるが、車両が駐車状態でない場合には、車両の周囲の明るさによって光源の輝度が変更される。具体的には、車両の周囲が明るい程、光源の輝度を高く調整する。その結果、車両が駐車状態にある場合、即ち車両の乗員が外部環境を視認する必要性が低い状態では、輝度の高い不透過な虚像を生成し、虚像を明確に乗員に視認させることが可能となる。一方、車両が駐車状態にない場合、即ち車両の乗員が外部環境を視認する必要がある状態では、輝度の低い透過な虚像を生成し、生成された虚像を透過して周辺環境についても視認させることが可能であり、乗員の視野を狭くすることはない。更に、周囲の明るさに基づいて光源の輝度を調整することにより、生成された虚像の透過率を背景との重畳に適した適切な値とすることが可能となる。尚、プロジェクタ4の光源の輝度はユーザの手動操作により変更可能に構成しても良い。   When the vehicle is parked, the luminance of the light source is always set to a constant value. However, when the vehicle is not parked, the luminance of the light source is changed depending on the brightness around the vehicle. Specifically, the brightness of the light source is adjusted higher as the surroundings of the vehicle are brighter. As a result, when the vehicle is in a parked state, that is, when it is less necessary for the vehicle occupant to visually recognize the external environment, it is possible to generate a high-intensity, non-transparent virtual image and make the virtual image clearly visible to the occupant. It becomes. On the other hand, when the vehicle is not parked, that is, when the vehicle occupant needs to visually recognize the external environment, a transparent virtual image with low luminance is generated, and the generated virtual image is transmitted so that the surrounding environment is also visually recognized. It is possible and does not narrow the occupant's field of view. Furthermore, by adjusting the luminance of the light source based on the ambient brightness, the transmittance of the generated virtual image can be set to an appropriate value suitable for superimposition with the background. Note that the brightness of the light source of the projector 4 may be configured to be changed by a user's manual operation.

続いて、S3においてCPU31は、プロジェクタ4へと信号を送信し、前記S2で設定された光源の輝度で、プロジェクタ4による第1スクリーン20及び第2スクリーン21への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。   Subsequently, in S3, the CPU 31 transmits a signal to the projector 4, and starts projecting an image on the first screen 20 and the second screen 21 by the projector 4 with the luminance of the light source set in S2. Here, the video projected by the projector 4 includes information related to the vehicle 2 and various types of information used for assisting the driving of the occupant 7. For example, warnings for obstacles (other vehicles and pedestrians), guidance information set by the navigation device and guidance information based on the guidance route (such as arrows indicating the direction of turning left and right), current vehicle speed, guidance signs, map images, traffic information, There are news, weather forecast, time, screen of connected smartphone, TV program and so on.

特に本実施形態では、第1投射レンズ16によって第1スクリーン20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17によって第2スクリーン21に投射する映像は、ナビゲーション装置で設定された案内経路に基づく案内情報の映像とする。尚、本実施形態では、図2に示すように第1スクリーン20の下方に第2スクリーン21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21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20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。   In particular, in this embodiment, the image projected on the first screen 20 by the first projection lens 16 is an image of the current vehicle speed of the vehicle. The image projected on the second screen 21 by the second projection lens 17 is an image of guidance information based on the guidance route set by the navigation device. In the present embodiment, the second screen 21 is disposed below the first screen 20 as shown in FIG. Accordingly, as a result of reflection by the mirror 11, the second virtual image 8B that is a virtual image of the image projected on the second screen 21 is generated above the first virtual image 8A that is a virtual image of the image projected on the first screen 20. Will be.

従って、図14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として案内矢印が生成され、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。   Accordingly, as shown in FIG. 14, a numerical value indicating the current vehicle speed is generated as the first virtual image 8 </ b> A in the vicinity of the lower edge of the front window 6 and in front of the front window 6 and can be visually recognized by the occupant. In addition, a guide arrow is generated as the second virtual image 8B in the vicinity of the center of the front window 6 and in front of the front window 6, and is visible to the passenger. Here, since the position of the first screen 20 is fixed, the position where the first virtual image 8A is generated (specifically, the generation distance L1 which is the distance from the occupant 7 to the first virtual image 8A) is also fixed. The position is 2.5 m ahead of the occupant 7. The generation distance L1 may be other than 2.5 m. However, if the generation distance L1 is too long, the first virtual image 8A is embedded in the road surface, and therefore it is preferably about 2 m to 4 m.

尚、図14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、路面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。   In the example shown in FIG. 14, the current vehicle speed video is displayed as the first virtual image 8 </ b> A, but other information such as information signs, map images, traffic information, news, weather forecast, time, and the like are connected. It is good also as a structure which displays also the image | video of the information which does not need to displace the distance from vehicles, such as a smart phone screen and a television program. Then, by fixing the generation distance L1 to an appropriate distance (for example, 2.5 m), it is possible to prevent generation of an unnatural virtual image that is embedded in the road surface. Furthermore, the vehicle occupant can reduce the line-of-sight movement as much as possible when visually recognizing the first virtual image 8A, and can further reduce the burden during driving.

一方、第2虚像8Bが生成される位置は、車両から生成距離L2前方の位置となるが、生成距離L2はHUD1の規格によって決定された範囲内で任意に設定及び変更することが可能である。特に、本実施形態では2.5mm〜20mmの範囲内で設定、変更可能とする。また、生成距離L2は第2スクリーン21に投射する映像(即ち第2虚像8B)の内容に基づいて適宜設定することが望ましい。   On the other hand, the position where the second virtual image 8B is generated is a position ahead of the generation distance L2 from the vehicle, but the generation distance L2 can be arbitrarily set and changed within a range determined by the standard of HUD1. . In particular, in this embodiment, setting and changing are possible within a range of 2.5 mm to 20 mm. In addition, the generation distance L2 is desirably set as appropriate based on the content of the image projected on the second screen 21 (that is, the second virtual image 8B).

例えば、図14に示すように第2虚像8Bとして右左折を示す案内矢印を表示する場合には、乗員7から右左折対象となる交差点60までの距離をナビゲーション装置から取得した車両位置や地図情報に基づいて算出し、算出した距離を生成距離L2に設定する。本実施形態に係るHUD1は、前記したように第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生成距離L2を変更することが可能である(図8参照)。従って、CPU31は乗員7から生成距離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21の位置を制御する。その結果、第2虚像8Bが生成される位置は、乗員7から設定された生成距離L2前方の位置(図14に示す例では右折対象となる交差点60の位置)となる。従って、乗員7が視認する前方の風景と第2虚像8Bの位置を対応させることが可能となり、乗員7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る。尚、その後に車両が移動することによって乗員7から右左折対象となる交差点までの距離が変化すれば、それに伴って生成距離L2も変更するように構成する。また、第2スクリーン21が移動すると、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上に合わせる為に第2投射レンズ17についても移動する。   For example, as shown in FIG. 14, when a guide arrow indicating a right / left turn is displayed as the second virtual image 8B, the vehicle position or map information obtained from the navigation device as the distance from the occupant 7 to the intersection 60 to be turned left / right And the calculated distance is set as the generation distance L2. The HUD 1 according to the present embodiment can change the generation distance L2 by moving the second screen 21 in the front-rear direction along the optical path as described above (see FIG. 8). Accordingly, the CPU 31 controls the position of the second screen 21 so that the second virtual image 8B is generated at a position away from the occupant 7 by the generation distance L2. As a result, the position where the second virtual image 8B is generated is a position in front of the generation distance L2 set by the occupant 7 (the position of the intersection 60 that is a right turn target in the example shown in FIG. 14). Therefore, it becomes possible to make the front scenery visually recognized by the occupant 7 correspond to the position of the second virtual image 8B, and the occupant 7 can minimize the movement of the line of sight even when viewing the second virtual image 8B. . In addition, if the distance from the passenger | crew 7 to the intersection used as the right-left turn changes by a vehicle moving after that, it will comprise so that the production | generation distance L2 may also be changed in connection with it. When the second screen 21 is moved, the second projection lens 17 is also moved in order to focus the image projected from the second projection lens 17 on the second screen 21.

以下に、図15を用いて第2スクリーン21及び第2投射レンズ17の位置の制御についてより詳細に説明する。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15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、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。   Hereinafter, the control of the positions of the second screen 21 and the second projection lens 17 will be described in more detail with reference to FIG. Here, the positions of the second screen 21 and the second projection lens 17 are configured to be movable along the optical path 52 of the light source 51 of the projector 4 as shown in FIG. Since the generation distance L2 depends on the distance from the mirror 11 to the second screen 21, the position of the second screen 21 corresponds to the generation distance L2 in which the distance from the mirror 11 to the second screen 21 is set. To be determined. On the other hand, the position of the second projection lens 17 is determined as a position where the image projected from the second projection lens 17 is focused on the second screen 21. In other words, if the second screen 21 moves along the optical path in a direction away from the mirror 11 (that is, a direction approaching the second projection lens 17) in order to increase the generation distance L2, the second projection lens 17 follows the optical path. Therefore, it moves in a direction approaching the second screen 21 which is the opposite direction. On the other hand, if the second screen 21 moves along the optical path in a direction approaching the mirror 11 (that is, a direction away from the second projection lens 17) in order to shorten the generation distance L2, the second projection lens 17 follows the optical path. Therefore, it moves in the direction away from the second screen 21 which is the opposite direction. In other words, the position of the second screen 21 in the optical path 52 is first determined based on the set generation distance L2, and the position of the second projection lens 17 in the optical path 52 is determined based on the determined position of the second screen 21. Will be determined. In addition, the second projection lens 17 and the second screen 21 move in different directions along the optical path 52.

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。   As a result, for example, even when the second screen 21 is moved to the second projection lens 17 side in order to change the generation distance L2, the second projection lens 17 is also moved along with the movement of the second screen 21. By moving to the second screen 21 side, it is possible to maintain the state in which the projected image is focused on the second screen 21. As a result, a clear image can be projected even after the second screen 21 is moved.

次に、S4において、CPU31は、車両が駐車状態へと移行したか否か判定する。具体的には、車両が停車し、且つシフト位置がパーキング「P」に移行した場合に、車両が駐車状態へと移行したと判定する。尚、シフト位置がパーキング「P」に移行したことのみを自車両が駐車状態へ移行したと判定する条件としても良いし、サイドブレーキが作動したことを自車両が駐車状態へ移行したと判定する条件としても良い。   Next, in S4, the CPU 31 determines whether or not the vehicle has shifted to the parking state. Specifically, when the vehicle stops and the shift position shifts to parking “P”, it is determined that the vehicle shifts to the parking state. Note that it may be determined that the host vehicle has shifted to the parking state only when the shift position has shifted to parking "P", or that the host vehicle has shifted to the parking state when the side brake has been actuated. It is good as a condition.

そして、車両が駐車状態へと移行したと判定された場合(S4:YES)には、S5へと移行する。それに対して、車両が駐車状態へと移行していないと判定された場合(S4:NO)には前記S1へと戻り、第1スクリーン20及び第2スクリーン21への映像の投射を継続して行う。   And when it determines with the vehicle having shifted to the parking state (S4: YES), it transfers to S5. On the other hand, when it is determined that the vehicle has not shifted to the parking state (S4: NO), the process returns to S1, and the projection of the video onto the first screen 20 and the second screen 21 is continued. Do.

S5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、固定表示位置とする為の第2スクリーン21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、即ちミラー11から第1スクリーン20までの距離とミラー11から第2スクリーン21までの距離が同距離となる位置をいう。更に、S5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17の位置についても決定する。尚、位置設定テーブルは、図16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。また、第2スクリーン21の位置に対応付けて第2投射レンズ17の位置について規定されている。   In S5, the CPU 31 reads the position setting table from the flash memory 34, and determines the position of the second screen 21 to be the fixed display position. Here, the fixed display position is the same distance as the generation distance L1 (for example, 2.5 m) in which the generation distance L2 that is the distance from the occupant 7 to the second virtual image 8B is the distance from the occupant 7 to the first virtual image 8A. That is, the distance from the mirror 11 to the first screen 20 and the distance from the mirror 11 to the second screen 21 are the same distance. Further, in S5, the CPU 31 also determines the position of the second projection lens 17 for setting the fixed display position based on the position setting table. In the position setting table, as shown in FIG. 16, the position of the second screen 21 for generating the second virtual image 8B at the generation distance L2 is defined for each generation distance L2. Further, the position of the second projection lens 17 is defined in association with the position of the second screen 21.

次に、S6においてCPU31は、第2スクリーン21を現在位置から前記S5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24の駆動量(パルス数)を決定する。同じく、S6においてCPU31は、第2投射レンズ17を現在位置から前記S5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18の駆動量(パルス数)を決定する。   Next, in S6, the CPU 31 determines the drive amount (number of pulses) of the screen front-rear drive motor 24 necessary to move the second screen 21 from the current position to the position specified in S5. Similarly, in S6, the CPU 31 determines the driving amount (number of pulses) of the lens driving motor 18 necessary to move the second projection lens 17 from the current position to the position specified in S5.

続いて、S7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を対象として第2投射レンズ17から投射する映像(以下、第2映像という)の投射を一時中断する。一方、第1スクリーン20を対象として第1投射レンズ16から投射する映像(以下、第1映像という)の投射は継続して行う。   Subsequently, in S <b> 7, the CPU 31 transmits a signal to the projector 4, and temporarily suspends projection of an image (hereinafter referred to as a second image) projected from the second projection lens 17 for the second screen 21. On the other hand, the projection of the video (hereinafter referred to as the first video) projected from the first projection lens 16 on the first screen 20 is continuously performed.

その後、S8においてCPU31は、前記S6で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、前記S6で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は固定表示位置に移動し、第2投射レンズ17は固定表示位置にある第2スクリーン21上に焦点を合わせた位置に移動する。   Thereafter, in S8, the CPU 31 transmits a pulse signal for driving the screen front / rear drive motor 24 by the drive amount determined in S6 to the screen front / rear drive motor 24. Similarly, a pulse signal for driving the lens driving motor 18 by the driving amount determined in S6 is transmitted to the lens driving motor 18. The screen front / rear drive motor 24 and the lens drive motor 18 that have received the pulse signal drive based on the received pulse signal. As a result, the second screen 21 moves to the fixed display position, and the second projection lens 17 moves to a position focused on the second screen 21 at the fixed display position.

次に、S9においてCPU31は、第2スクリーン21及び第2投射レンズ17の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、前記S8でパルス信号を送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21及び第2投射レンズ17の移動が完了したと判定する。   Next, in S9, the CPU 31 determines whether or not the movement of the second screen 21 and the second projection lens 17 has been completed. Specifically, the movement of the second screen 21 and the second projection lens 17 is received when a signal indicating that the drive is completed is received from the screen front / rear drive motor 24 or the lens drive motor 18 that transmitted the pulse signal in S8. Is determined to be complete.

そして、第2スクリーン21及び第2投射レンズ17の移動が完了したと判定された場合(S9:YES)には、S10へと移行する。それに対して、第2スクリーン21及び第2投射レンズ17の移動が完了していないと判定された場合(S9:NO)には、移動が完了するまで待機する。   And when it determines with the movement of the 2nd screen 21 and the 2nd projection lens 17 having been completed (S9: YES), it transfers to S10. On the other hand, when it is determined that the movement of the second screen 21 and the second projection lens 17 is not completed (S9: NO), the process waits until the movement is completed.

S10においてCPU31は、スクリーンへの映像の投射態様を第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25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。   In S <b> 10, the CPU 31 determines the drive amount (number of pulses) of the screen vertical drive motor 25 necessary for switching the projection mode of the image on the screen from the first projection mode to the second projection mode. As described above, the second projection mode is a projection mode in which an image from the projector 4 is projected only on the first screen 20 (see FIG. 10). In this embodiment, the first screen 20 and the second screen 21 are integrally moved in a direction intersecting the optical path to switch between the first projection mode and the second projection mode.

次に、S11においてCPU31は、前記S10で決定された駆動量だけスクリーン上下駆動モータ25を駆動させる為のパルス信号をスクリーン上下駆動モータ25へと送信する。   Next, in S11, the CPU 31 transmits a pulse signal for driving the screen vertical drive motor 25 by the drive amount determined in S10 to the screen vertical drive motor 25.

続いて、S12においてCPU31は、第1スクリーン20及び第2スクリーン21の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、前記S11でパルス信号を送信したスクリーン上下駆動モータ25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20及び第2スクリーン21の移動が完了したと判定する。   Subsequently, in S12, the CPU 31 determines whether or not the movement of the first screen 20 and the second screen 21 is completed. Specifically, it is determined that the movement of the first screen 20 and the second screen 21 is completed when a signal indicating that the driving is completed is received from the screen vertical drive motor 25 that transmitted the pulse signal in S11. .

そして、第1スクリーン20及び第2スクリーン21の移動が完了したと判定された場合(S12:YES)には、S13へと移行する。それに対して、第1スクリーン20及び第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(S12:NO)には、移動が完了するまで待機する。   And when it determines with the movement of the 1st screen 20 and the 2nd screen 21 having been completed (S12: YES), it transfers to S13. On the other hand, when it is determined that the movement of the first screen 20 and the second screen 21 is not completed (S12: NO), the process waits until the movement is completed.

S13においてCPU31は、プロジェクタ4の光源の輝度を駐車状態の輝度に設定する。前述したように、車両が駐車状態にある場合には、駐車状態以外にある場合よりも高い輝度に設定される(図13)。また、車両の周囲の明るさには依存せず、一定の高い輝度が設定される。その結果、車両が駐車状態にある場合、即ち車両の乗員が外部環境を視認する必要性が低い状態では、輝度の高い不透過な虚像を生成し、虚像を明確に乗員に視認させることが可能となる。   In S13, the CPU 31 sets the luminance of the light source of the projector 4 to the luminance in the parking state. As described above, when the vehicle is in the parked state, the brightness is set higher than when the vehicle is not in the parked state (FIG. 13). Further, a constant high luminance is set without depending on the brightness around the vehicle. As a result, when the vehicle is in a parked state, that is, when it is less necessary for the vehicle occupant to visually recognize the external environment, it is possible to generate a high-intensity, non-transparent virtual image and make the virtual image clearly visible to the occupant. It becomes.

その後、S14においてCPU31は、プロジェクタ4へと信号を送信し、前記S13で設定された輝度により前記S7で中断した第2映像の投射を再開する。但し、スクリーンへの映像の投射態様が第1投射態様から第2投射態様へと切り替わったことによって、図10に示すように第2映像についても第1映像と同じく第1スクリーン20を対象として投射されることとなる。特に本実施形態では、第2映像の投射再開後は、第1投射レンズ16から投射された第1映像と第2投射レンズ17から投射された第2映像を組み合わせた一の映像(例えば、第1映像はテレビ画面の下半分の映像、第2映像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。   Thereafter, in S14, the CPU 31 transmits a signal to the projector 4, and resumes the projection of the second video interrupted in S7 according to the luminance set in S13. However, as the projection mode of the image on the screen is switched from the first projection mode to the second projection mode, the second image is projected on the first screen 20 as in the first image as shown in FIG. Will be. In particular, in the present embodiment, after resuming the projection of the second video, one video (for example, the first video that combines the first video projected from the first projection lens 16 and the second video projected from the second projection lens 17). 1 image is projected on the first screen 20, and the second image is projected on the first half of the television screen. As a result, as shown in FIG. 17, it is possible to generate a virtual image 8C in which a dividing line is not generated for a larger area.

ここで、図17に示すように車両が駐車状態でない状態(第1投射態様にある状態)では、第1スクリーン20に基づく第1虚像8Aが生成できる範囲63と、第2スクリーン21に基づく第2虚像8Bが生成できる範囲64とは区分されており、各範囲63、64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、車両が駐車状態(第2投射態様にある状態)では、第1スクリーン20のみに映像が投射され、且つ第1スクリーン20に基づく虚像8Cが生成できる範囲65を範囲63及び範囲64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。また、前記したように車両が駐車状態では光源の輝度が高く設定されるので、虚像8Cを透過して背景が視認されることなく、明確に虚像8Cを表示することが可能となる。   Here, as shown in FIG. 17, in a state where the vehicle is not in a parked state (a state in the first projection mode), a range 63 in which the first virtual image 8A based on the first screen 20 can be generated and a second based on the second screen 21. The range 64 in which the two virtual images 8B can be generated is divided, and when a large-sized virtual image straddling the ranges 63 and 64 is generated, a dividing line is generated. On the other hand, when the vehicle is parked (in the second projection mode), the range 65 and the range 64 include the range 65 in which an image is projected only on the first screen 20 and the virtual image 8C based on the first screen 20 can be generated. It becomes possible to make it a larger range. Further, the image quality of the virtual image 8C does not deteriorate compared to the first virtual image 8A and the second virtual image 8B. Further, as described above, since the luminance of the light source is set high when the vehicle is parked, the virtual image 8C can be clearly displayed without passing through the virtual image 8C and visually recognizing the background.

従って、車両の乗員は駐車後の外部環境を視認する必要性の低い状況では、輝度の高いより大きなサイズの虚像8Cによって、必要な情報を明確に得ることが可能となる。また、第1映像については投射態様を変更する間及び第2投射態様へと変更された後においても継続して投射を行うので、第1虚像8Aを駐車前から虚像8Cが生成された後も継続して表示することが可能である。例えば、図17に示す例では現在車速を示す第1虚像8Aについては継続して同位置に生成することが可能である。尚、駐車時においてプロジェクタ4により投射される映像としては、テレビ画面以外の映像としても良い。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等がある。また、車両が駐車中であっても第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。   Therefore, in a situation where it is less necessary for the vehicle occupant to visually recognize the external environment after parking, it is possible to clearly obtain necessary information by using the virtual image 8C having a larger brightness and a larger size. In addition, since the first video is continuously projected while the projection mode is changed and after the projection mode is changed to the second projection mode, the first virtual image 8A is also generated after the virtual image 8C is generated before parking. It is possible to display continuously. For example, in the example shown in FIG. 17, the first virtual image 8A indicating the current vehicle speed can be continuously generated at the same position. Note that the image projected by the projector 4 during parking may be an image other than the television screen. For example, there are traffic information, news, weather forecast, time, screen of a connected smartphone, and the like. Further, even when the vehicle is parked, the first projection lens 16 and the second projection lens 17 can project different types of images.

次に、S15においてCPU31は、車両が駐車状態から駐車状態以外の状態へと移行したか否かを判定する。具体的には、シフト位置がパーキング「P」以外に移行した場合に、車両が駐車状態以外の状態へと移行したと判定する。尚、車速が0以外となったことを自車両が駐車状態以外の状態へ移行したと判定する条件としても良いし、サイドブレーキが解除されたことを自車両が駐車状態以外の状態へ移行したと判定する条件としても良い。   Next, in S15, the CPU 31 determines whether or not the vehicle has shifted from the parking state to a state other than the parking state. Specifically, when the shift position shifts to other than parking “P”, it is determined that the vehicle has shifted to a state other than the parking state. The vehicle speed may be other than 0 as a condition for determining that the host vehicle has shifted to a state other than the parking state, and that the host vehicle has shifted to a state other than the parking state when the side brake is released. It is good also as conditions to judge.

そして、車両が駐車状態から駐車状態以外の状態へと移行したと判定された場合(S15:YES)には、S16へと移行する。それに対して、車両が継続して駐車状態にあると判定された場合(S15:NO)には、継続して映像の投射を行う。   When it is determined that the vehicle has shifted from the parking state to a state other than the parking state (S15: YES), the process proceeds to S16. On the other hand, when it is determined that the vehicle is continuously parked (S15: NO), the image is continuously projected.

S16においてCPU31は、照度センサ50を用いて車両の周囲の明るさを取得する。   In S <b> 16, the CPU 31 acquires the brightness around the vehicle using the illuminance sensor 50.

次に、S17においてCPU31は、前記S16で取得した車両の周囲の明るさに基づいて、プロジェクタ4の光源の輝度を設定する。具体的な処理の内容については前記S2と同様であるので詳細は省略する。その結果、車両が駐車状態から他の状態(例えば道路上を走行する状態)へと移行した場合には、以降においてプロジェクタ4の光源を低下させることによって、車両の乗員に生成された虚像を透過して周辺環境についても視認させることが可能であり、乗員の視野を狭くすることがない。   Next, in S17, the CPU 31 sets the luminance of the light source of the projector 4 based on the ambient brightness of the vehicle acquired in S16. The details of the specific processing are the same as in S2, so the details are omitted. As a result, when the vehicle shifts from the parked state to another state (for example, a state where the vehicle travels on the road), the virtual image generated by the vehicle occupant is transmitted by lowering the light source of the projector 4 thereafter. Thus, the surrounding environment can be visually recognized, and the occupant's field of view is not narrowed.

続いて、S18においてCPU31は、プロジェクタ4へと信号を送信し、第2投射レンズ17から投射する第2映像の投射を一時中断する。一方、第1投射レンズ16から投射する第1映像の投射は継続して行う。   Subsequently, in S <b> 18, the CPU 31 transmits a signal to the projector 4 and temporarily interrupts the projection of the second video projected from the second projection lens 17. On the other hand, the projection of the first video projected from the first projection lens 16 is continued.

その後、S19においてCPU31は、スクリーンへの映像の投射態様を第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25の駆動量(パルス数)を決定する。   Thereafter, in S <b> 19, the CPU 31 determines the drive amount (number of pulses) of the screen vertical drive motor 25 necessary for switching the image projection mode on the screen from the second projection mode to the first projection mode.

次に、S20においてCPU31は、前記S19で決定された駆動量だけスクリーン上下駆動モータ25を駆動させる為のパルス信号をスクリーン上下駆動モータ25へと送信する。   Next, in S20, the CPU 31 transmits a pulse signal for driving the screen vertical drive motor 25 by the drive amount determined in S19 to the screen vertical drive motor 25.

続いて、S21においてCPU31は、第1スクリーン20及び第2スクリーン21の移動が完了したか否かを判定する。具体的には、前記S20でパルス信号を送信したスクリーン上下駆動モータ25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20及び第2スクリーン21の移動が完了したと判定する。   Subsequently, in S21, the CPU 31 determines whether or not the movement of the first screen 20 and the second screen 21 is completed. Specifically, it is determined that the movement of the first screen 20 and the second screen 21 is completed when a signal indicating that the driving is completed is received from the screen vertical drive motor 25 that transmitted the pulse signal in S20. .

そして、第1スクリーン20及び第2スクリーン21の移動が完了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、第1スクリーン20及び第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(S22:NO)には、移動が完了するまで待機する。   And when it determines with the movement of the 1st screen 20 and the 2nd screen 21 having been completed (S21: YES), it transfers to S22. On the other hand, when it is determined that the movement of the first screen 20 and the second screen 21 is not completed (S22: NO), the process waits until the movement is completed.

S22においてCPU31は、プロジェクタ4へと信号を送信し、前記S18で中断した第2映像の投射を再開する。但し、スクリーンへの映像の投射態様が第2投射態様から第1投射態様へと切り替わったことによって、図10に示すように第2映像については第1映像と異なる第2スクリーン21を対象として投射されることとなる。その結果、図14に示すように第1虚像8Aと第2虚像8Bがそれぞれ生成されることとなる。   In S22, the CPU 31 transmits a signal to the projector 4, and resumes the projection of the second video interrupted in S18. However, as the projection mode of the video on the screen is switched from the second projection mode to the first projection mode, the second video is projected on the second screen 21 different from the first video as shown in FIG. Will be. As a result, the first virtual image 8A and the second virtual image 8B are generated as shown in FIG.

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、車両の状態が駐車状態にある場合には、駐車状態以外にある場合よりもプロジェクタ4の光源51の輝度を高く調整するので、車両の状態によってプロジェクタ4の光源51の輝度を適切な値に調整することにより、車両の乗員に虚像を適切に視認させることが可能となる。具体的に、車両が駐車状態にあって外部環境を視認する必要性が低い状況では、輝度を高くすることにより虚像をより明確に視認させることが可能となる。一方で、車両が駐車状態以外にあって外部環境を視認する必要がある状況では、輝度を低くすることにより車両の乗員に生成された虚像を透過して周辺環境についても視認させることが可能であり、生成された虚像によって乗員の視野が狭くなることを防止することが可能となる。   As described above in detail, according to the HUD 1 according to the present embodiment, the projector 4 projects images on the first screen 20 and the second screen 21 via the first projection lens 16 and the second projection lens 17, respectively. The virtual image of the image visually recognized by the vehicle occupant 7 is generated by reflecting the image projected on the first screen 20 and the second screen 21 to the front window 6 of the vehicle 2 and causing the vehicle occupant 7 to visually recognize the image. Further, when the vehicle is in the parking state, the brightness of the light source 51 of the projector 4 is adjusted to be higher than that in the case other than the parking state. By adjusting to, it becomes possible to make the vehicle occupant appropriately visually recognize the virtual image. Specifically, in a situation where the vehicle is in a parked state and the necessity for visually recognizing the external environment is low, the virtual image can be visually recognized more clearly by increasing the luminance. On the other hand, in situations where the vehicle is not in a parked state and it is necessary to visually recognize the external environment, it is possible to transmit the virtual image generated by the vehicle occupant to make the surrounding environment visible by reducing the brightness. It is possible to prevent the occupant's visual field from being narrowed by the generated virtual image.

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。また、プロジェクタ4としてはLEDを光源とするプロジェクタ以外のプロジェクタを用いても良い。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, in the present embodiment, the virtual image is generated in front of the front window 6 of the vehicle 2 by the HUD 1, but the virtual image may be generated in front of a window other than the front window 6. In addition, the object to be reflected by the HUD 1 may be a visor (combiner) installed around the front window 6 instead of the front window 6 itself. Further, as the projector 4, a projector other than a projector using an LED as a light source may be used.

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。   In the present embodiment, the HUD 1 is installed on the vehicle 2. However, the HUD 1 may be installed on a moving body other than the vehicle 2. For example, it can be installed on a ship or an aircraft. Moreover, you may install in the ride type attraction installed in an amusement facility. In that case, a virtual image can be generated around the ride so that the rider can visually recognize the virtual image.

また、本実施形態では第1虚像8Aとして、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、テレビ番組等の生成距離を変位させる必要が無い情報の映像を表示させることとしているが、第1虚像8Aも第2虚像8Bと同様に車両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(即ち生成距離を変位させる必要がある情報)を表示する構成としても良い。   Further, in the present embodiment, the first virtual image 8A does not need to change the generation distance of the current vehicle speed, guidance signs, map images, traffic information, news, weather forecast, time, connected smartphone screen, TV program, and the like. The information virtual image is displayed, but the first virtual image 8A is similar to the second virtual image 8B, and the image regarding an object such as an obstacle or an intersection whose distance from the vehicle is displaced (that is, the generation distance needs to be displaced). (Information) may be displayed.

また、本実施形態では、自車両が駐車状態へと移行したと判定された場合に、スクリーンに対する映像の投射態様を第1投射態様から第2投射態様へと切り換える構成としているが、車両の車速が0となった場合、即ち停車した場合に切り換える構成としても良い。   Moreover, in this embodiment, when it determines with the own vehicle having shifted to the parking state, it is set as the structure which switches the projection aspect of the image | video with respect to a screen from a 1st projection aspect to a 2nd projection aspect, but the vehicle speed of a vehicle It is good also as a structure which switches, when becomes 0, ie, when it stops.

また、本実施形態では、第2スクリーン21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20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16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。また、第2スクリーン21のみを光路に沿って前後方向に移動可能に構成し、第2投射レンズ17については位置を固定する構成としても良い。   In the present embodiment, only the second screen 21 is configured to be movable in the front-rear direction along the optical path. However, the first screen 20 may be configured to be movable. Similarly, the first projection lens 16 may be configured to be movable. In that case, the generation distance L1 of the first virtual image 8A can be changed. Further, only the second screen 21 may be configured to be movable in the front-rear direction along the optical path, and the position of the second projection lens 17 may be fixed.

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1対のみ又は3対以上としても良い。また、プロジェクタ4のレンズは一のみとし、スクリーンのみ複数枚から構成されるようにしても良い。   In this embodiment, the screen is composed of two screens, a first screen 20 and a second screen 21, and the lens of the projector 4 is composed of two lenses, a first projection lens 16 and a second projection lens 17. However, the number of screens and lenses may be only one pair or three or more pairs. Further, the projector 4 may have only one lens, and the screen may be composed of a plurality of sheets.

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。   Moreover, although the embodiment which actualized the head-up display device according to the present invention has been described above, the head-up display device can also have the following configuration, and in that case, the following effects can be obtained.

例えば、第1の構成は以下のとおりである。
車両の外部環境を取得する外部環境取得手段を有し、輝度調整手段は、車両の状態が駐車状態以外にある場合には、車両の外部環境に応じて光源の輝度を調整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、車両の外部環境に応じて生成された虚像の透過率を背景との重畳に適した適切な値に設定することが可能となる。その結果、車両の乗員の視界を狭くすることなく、且つ背景と対応させて適切に虚像を認識させることが可能となる。
For example, the first configuration is as follows.
It has an external environment acquisition means for acquiring the external environment of the vehicle, and the brightness adjustment means adjusts the brightness of the light source according to the external environment of the vehicle when the vehicle is in a state other than the parking state. To do.
According to the head-up display device having the above configuration, it is possible to set the transmittance of the virtual image generated according to the external environment of the vehicle to an appropriate value suitable for superimposition with the background. As a result, it becomes possible to appropriately recognize a virtual image in correspondence with the background without narrowing the field of view of the vehicle occupant.

また、第2の構成は以下のとおりである。
外部環境取得手段は、車両の周囲の明るさを取得し、輝度調整手段は、車両の状態が駐車状態以外にある場合には、車両の周囲が明るい程、光源の輝度を高く調整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、周囲の明るさに応じて生成された虚像の透過率を背景との重畳に適した適切な値に設定することが可能となる。その結果、車両の乗員の視界を狭くすることなく、且つ背景と対応させて適切に虚像を認識させることが可能となる。
The second configuration is as follows.
The external environment acquisition means acquires the brightness around the vehicle, and the brightness adjustment means adjusts the brightness of the light source higher as the surrounding of the vehicle is brighter when the vehicle is in a state other than the parking state. Features.
According to the head-up display device having the above-described configuration, it is possible to set the transmittance of the virtual image generated according to the ambient brightness to an appropriate value suitable for superimposition with the background. As a result, it becomes possible to appropriately recognize a virtual image in correspondence with the background without narrowing the field of view of the vehicle occupant.

また、第3の構成は以下のとおりである。
車両状態取得手段は、車両のシフト位置について取得し、輝度調整手段は、車両のシフト位置がパーキングにある場合に、車両の状態が駐車状態にあ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、車両が駐車場等で駐車された状態にあって外部環境を視認する必要性が低い状況では、輝度を高くすることにより虚像をより明確に視認させることが可能となる。
The third configuration is as follows.
The vehicle state acquisition unit acquires the vehicle shift position, and the brightness adjustment unit determines that the vehicle state is in the parking state when the vehicle shift position is in the parking state.
According to the head-up display device having the above configuration, in a situation where the vehicle is parked in a parking lot or the like and the necessity for visually recognizing the external environment is low, the virtual image can be visually recognized more clearly by increasing the luminance. It becomes possible.

また、第4の構成は以下のとおりである。
映像は第1映像と第2映像からなり、プロジェクタは、車両の状態が駐車状態以外にある場合には、第1映像と第2映像とで異なる種類の映像をそれぞれスクリーンに対して投射し、車両の状態が駐車状態にある場合には、第1映像と第2映像を組み合わせた一の映像をスクリーンに投射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、車両が駐車状態にある場合において、複数の映像を組み合わせることによってより大きいサイズの虚像を生成することが可能となる。
The fourth configuration is as follows.
The image is composed of a first image and a second image, and when the vehicle is in a state other than the parking state, the projector projects different types of images for the first image and the second image on the screen, When the vehicle is in a parking state, one image obtained by combining the first image and the second image is projected onto the screen.
According to the head-up display device having the above configuration, a virtual image having a larger size can be generated by combining a plurality of images when the vehicle is in a parked state.

また、第5の構成は以下のとおりである。
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、車両の状態が駐車状態以外にある場合には、第1映像が第1スクリーンに投射されるとともに第2映像が第2スクリーンに投射され、車両の状態が駐車状態にある場合には、第1映像と第2映像を組み合わせた一の映像が第1スクリーンを対象として投射され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用いることによって多様な形態による虚像を生成することを可能にする一方で、車両が駐車状態にある場合においては、一のスクリーンのみを対象として第1映像と第2映像を投射することにより、分割線の無い大きいサイズの虚像を生成することが可能となる。
The fifth configuration is as follows.
The screen includes a first screen and a second screen, and when the vehicle is in a state other than the parking state, the first video is projected on the first screen and the second video is projected on the second screen, When the vehicle is in a parking state, one image obtained by combining the first image and the second image is projected on the first screen.
According to the head-up display device having the above configuration, it is possible to generate virtual images in various forms by using a plurality of screens, while only one screen is used when the vehicle is parked. By projecting the first video and the second video as targets, it is possible to generate a large virtual image without a dividing line.

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head up display apparatus 2 Vehicle 3 Dashboard 4 Projector 5 Screen 6 Front window 7 Crew 8 Virtual image 16 1st projection lens 17 2nd projection lens 18 Lens drive motor 20 1st screen 21 2nd screen 24 Screen front and rear drive motor 25 screen Vertical drive motor 31 CPU
32 RAM
33 ROM
34 Flash memory 51 Light source 52 Optical path

Claims (5)

車両に設置され、
スクリーンと、
光源から出力される光を用いて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、
前記光源の輝度を調整する輝度調整手段と、
前記車両の状態を取得する車両状態取得手段と、を有し、
前記映像は第1映像と第2映像からなり、
前記プロジェクタは、
前記車両の状態が駐車状態以外にある場合には、前記第1映像と前記第2映像とで異なる種類の映像をそれぞれ前記スクリーンに対して投射し、
前記車両の状態が駐車状態にある場合には、前記第1映像と前記第2映像を組み合わせた一の映像を前記スクリーンに投射し、
前記輝度調整手段は、前記車両の状態が駐車状態にある場合には、駐車状態以外にある場合よりも前記光源の輝度を高く調整することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
Installed in the vehicle,
Screen,
A projector that projects video onto the screen using light output from a light source;
Virtual image generating means for generating a virtual image of the video from the video projected on the screen;
Brightness adjusting means for adjusting the brightness of the light source;
Vehicle state acquisition means for acquiring the state of the vehicle,
The video comprises a first video and a second video,
The projector is
When the vehicle is in a state other than the parking state, different types of images are projected on the screen, respectively, in the first image and the second image,
When the state of the vehicle is in a parking state, project one image that combines the first image and the second image onto the screen,
The luminance adjustment means when the state of the previous SL vehicle is parked, the head-up display apparatus characterized by high adjust the brightness of the light source than in the non-parking state.
前記車両の外部環境を取得する外部環境取得手段を有し、
前記輝度調整手段は、前記車両の状態が前記駐車状態以外にある場合には、前記車両の外部環境に応じて前記光源の輝度を調整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。
An external environment acquisition means for acquiring the external environment of the vehicle;
2. The head-up display according to claim 1, wherein the brightness adjusting unit adjusts the brightness of the light source according to an external environment of the vehicle when the vehicle is in a state other than the parking state. apparatus.
前記外部環境取得手段は、前記車両の周囲の明るさを取得し、
前記輝度調整手段は、前記車両の状態が前記駐車状態以外にある場合には、前記車両の周囲が明るい程、前記光源の輝度を高く調整す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。
The external environment acquisition means acquires brightness around the vehicle,
3. The head-up according to claim 2, wherein when the vehicle is in a state other than the parking state, the brightness adjusting unit adjusts the brightness of the light source to be higher as the surrounding of the vehicle is brighter. Display device.
前記車両状態取得手段は、前記車両のシフト位置について取得し、
前記輝度調整手段は、前記車両のシフト位置がパーキングにある場合に、前記車両の状態が前記駐車状態にあると判定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。
The vehicle state acquisition means acquires the shift position of the vehicle,
The head according to any one of claims 1 to 3, wherein the brightness adjusting means determines that the vehicle is in the parking state when the shift position of the vehicle is in parking. Up display device.
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、
前記車両の状態が前記駐車状態以外にある場合には、前記第1映像が前記第1スクリーンに投射されるとともに前記第2映像が前記第2スクリーンに投射され、
前記車両の状態が前記駐車状態にある場合には、前記第1映像と前記第2映像を組み合わせた一の映像が前記第1スクリーンを対象として投射され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。
The screen includes a first screen and a second screen,
When the state of the vehicle is other than the parking state, the first video is projected on the first screen and the second video is projected on the second screen,
If the state of the vehicle is in the parking state, claims 1 to in which one of video that combines the second image with the first image is characterized in that it is projected as target the first screen Item 5. The head-up display device according to any one of Items 4 to 9 .
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