JP6337720B2 - Virtual image display device - Google Patents

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Description

本発明は、ユーザが視認する虚像を表示する虚像表示装置に関する。   The present invention relates to a virtual image display device that displays a virtual image visually recognized by a user.

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)のような人間の目の錯覚を利用して実際に映像が表示された位置と異なる空間上に映像を視認させる虚像表示装置がある。   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, a head-up display device (hereinafter referred to as HUD) is used in a space different from a position where an image is actually displayed using an illusion of human eyes. There is a virtual image display device for visually recognizing an image.

ここで、例えば移動体として特に車両に対して設置されたHUDは、特開2011−73466号公報に記載されているように、車両の乗員から見て車両のウィンドウ(例えばフロントウインドウ)の前方に、前方視野の前景に重畳して、運転情報(例えば、前方車両を示すマークや車間距離を示すマーク等)を虚像として生成することが可能である。その結果、乗員は運転情報を視認する際に視線移動を極力少なくすることが可能であり、運転時の負担をより少なくすることが可能となる。   Here, for example, the HUD installed on the vehicle as a moving body is located in front of the vehicle window (for example, the front window) as seen from the vehicle occupant as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-73466. The driving information (for example, a mark indicating the vehicle ahead and a mark indicating the distance between the vehicles) can be generated as a virtual image superimposed on the foreground of the front visual field. As a result, the occupant can reduce the line-of-sight movement as much as possible when visually confirming the driving information, and can further reduce the burden during driving.

特開2011−73466号公報(第3−4頁、図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2011-73466 (page 3-4, FIG. 1)

ここで、上記特許文献1に記載された虚像表示装置では、虚像を視認するユーザから予め設定された所定距離前方の位置に虚像を生成する。従って、所定距離を比較的長い距離に設定した場合では、ユーザと虚像が生成される位置の間に他車両等の障害物が進入する場合も多い。その場合には、ユーザからは虚像が障害物の中に埋め込まれたように視認されることとなるので、ユーザが虚像を視認し難くなる問題があった。   Here, in the virtual image display device described in Patent Document 1, a virtual image is generated at a position ahead of a predetermined distance set in advance by a user who visually recognizes the virtual image. Therefore, when the predetermined distance is set to a relatively long distance, an obstacle such as another vehicle often enters between the user and the position where the virtual image is generated. In that case, since it will be visually recognized from the user as if the virtual image was embedded in the obstacle, there was a problem that it was difficult for the user to visually recognize the virtual image.

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、ユーザと虚像が生成される位置の間に他車両等の障害物が進入した場合であっても、ユーザに虚像を適切に視認させることを可能にした虚像表示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 even if an obstacle such as another vehicle enters between the user and the position where the virtual image is generated, the virtual image is appropriately displayed to the user. An object of the present invention is to provide a virtual image display device that can be visually recognized.

前記目的を達成するため本発明に係る虚像表示装置は、スクリーンと、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を反射させてユーザに視認させることによって前記映像の虚像を生成する凹面鏡を含む虚像生成手段と、前記スクリーンと前記凹面鏡との間の光路長を変更する光路長変更手段と、障害物が前記虚像の生成位置に接近することを検出した場合に、前記スクリーンに対して前記映像を投射する位置を変更することによって、前記虚像が生成される位置を地面より下方へと移動させる虚像位置移動手段と、前記虚像位置移動手段によって前記虚像が生成される位置が地面より下方へと移動した後に、前記光路長変更手段によって前記スクリーンと前記凹面鏡との間の光路長を変更することにより、前記虚像が生成される位置を前記ユーザの視線方向に沿って前記ユーザ側へと移動させる虚像距離変更手段と、を有することを特徴とする。
尚、ユーザの視線方向とは、ユーザが虚像を視認する方向であり、ユーザの位置と虚像の生成位置とを結んだ直線の長さ方向にも相当する。
In order to achieve the above object, a virtual image display device according to the present invention includes a screen, a projector that projects an image on the screen, and a virtual image of the image by reflecting the image projected on the screen and allowing the user to visually recognize the image. A virtual image generating means including a concave mirror for generating the optical path length changing means for changing the optical path length between the screen and the concave mirror, and when detecting that an obstacle approaches the virtual image generation position, A virtual image position moving unit that moves a position where the virtual image is generated downward from the ground by changing a position at which the video is projected on the screen, and a position where the virtual image is generated by the virtual image position moving unit. After moving downward from the ground, the optical path length changing means changes the optical path length between the screen and the concave mirror. By, and having an a virtual image distance changing means for moving to the user side along a position where the virtual image is generated in the line-of-sight direction of the user.
The user's line-of-sight direction is the direction in which the user visually recognizes the virtual image, and corresponds to the length direction of a straight line connecting the user's position and the virtual image generation position.

前記構成を有する本発明に係る虚像表示装置によれば、ユーザと虚像が生成される位置の間に他車両等の障害物が進入した場合であっても、虚像が生成される位置を地面より下方へと移動させることにより虚像と障害物とを重複させないように構成するので、ユーザに虚像を適切に視認させることが可能となる。また、虚像が生成される位置を地面より下方へと移動させた後に虚像が生成される位置をユーザ側へと移動させるので、虚像が地面に埋め込まれるように視認される違和感を最終的に解消することが可能となる。   According to the virtual image display device according to the present invention having the above-described configuration, even when an obstacle such as another vehicle enters between the user and the position where the virtual image is generated, the position where the virtual image is generated is determined from the ground. Since the virtual image and the obstacle are configured not to overlap each other by being moved downward, it is possible for the user to appropriately recognize the virtual image. In addition, since the position where the virtual image is generated is moved to the user side after the position where the virtual image is generated is moved downward from the ground, the uncomfortable feeling that the virtual image is embedded in the ground is finally eliminated. It becomes possible to do.

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. HUDを構成するプロジェクタを示した図である。It is the figure which showed the projector which comprises HUD. HUDを構成するスクリーンを示した図である。It is the figure which showed the screen which comprises HUD. スクリーンの光路に対する移動態様を示した図である。It is the figure which showed the movement aspect with respect to the optical path of a screen. スクリーンとミラーとの間の光路長と虚像の生成距離との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the optical path length between a screen and a mirror, and the production | generation distance of a virtual image. 虚像の生成距離の変更態様を示した図である。It is the figure which showed the change aspect of the production | generation distance of a virtual image. 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. 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 visually recognizable from the passenger | crew of a vehicle. 車両の進行方向前方に割り込んだ障害物を示した図である。It is the figure which showed the obstacle interrupted ahead of the advancing direction of a vehicle. 車両の進行方向前方に割り込んだ障害物と虚像が生成される位置との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the obstacle interrupted ahead of the advancing direction of a vehicle, and the position where a virtual image is produced | generated. 車両の乗員から視認できる虚像と障害物の視認態様を示した図である。It is the figure which showed the visual aspect of the virtual image and obstacle which can be visually recognized from the passenger | crew of a vehicle. 虚像の生成位置を変更する処理の詳細について説明した図である。It is the figure explaining the detail of the process which changes the production | generation position of a virtual image. 虚像の生成位置を変更した後における車両の乗員から視認できる虚像と障害物の視認態様を示した図である。It is the figure which showed the visual recognition aspect of the virtual image and obstacle which can be visually recognized from the passenger | crew of a vehicle after changing the production | generation position of a virtual image.

以下、本発明に係る虚像生成装置について、車両に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置に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 EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a virtual image generating device according to the invention will be described in detail with reference to the drawings with regard to an embodiment embodied in a head-up display device mounted on a vehicle.

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48で設定された案内経路(走行予定経路)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, a warning for an obstacle (another vehicle or a pedestrian), a guide route (scheduled travel route) set by the navigation device 48, guide information based on the guide route (such as an arrow indicating a right / left turn direction), the current vehicle speed, There are map images, traffic information, news, weather forecasts, times, connected smartphone screens, television programs, and the like.

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.

また、車両のフロントバンパの上方にはフロントカメラ17が設置される。フロントカメラ17は、例えばCCD等の固体撮像素子を用いたカメラにより構成された撮像装置であり、光軸方向を車両の進行方向前方に向けて設置される。そして、フロントカメラ17により撮像された撮像画像に対して画像処理が行われることによって、後述のように乗員7と虚像8が生成される位置の間に他車両等の障害物が進入したことが検出される。尚、障害物の進入を検出する手段としてはフロントカメラ17の代わりにミリ波レーダ等のセンサを用いても良い。   A front camera 17 is installed above the front bumper of the vehicle. The front camera 17 is an imaging device configured by a camera using a solid-state imaging device such as a CCD, for example, and is installed with the optical axis direction facing forward in the traveling direction of the vehicle. Then, by performing image processing on the captured image captured by the front camera 17, an obstacle such as another vehicle has entered between the position where the occupant 7 and the virtual image 8 are generated as described later. Detected. Note that a sensor such as a millimeter wave radar may be used in place of the front camera 17 as means for detecting the entry of an obstacle.

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(凹面鏡)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 (concave mirror) 11, a Fresnel lens 12, a control circuit unit 13, and a CAN interface 14. ing.

ここで、プロジェクタ4は光源としてLED光源やランプ光源やレーザ光源を用いた映像投射装置であり、例えばレーザ走査式プロジェクタとする。尚、プロジェクタ4としてはDLPプロジェクタや液晶プロジェクタやLCOSプロジェクタを用いても良い。尚、レーザ走査式プロジェクタ以外を用いた場合にはプロジェクタ4に対して別途投射レンズを配置する必要がある。   Here, the projector 4 is an image projection apparatus using an LED light source, a lamp light source, or a laser light source as a light source, and is, for example, a laser scanning projector. The projector 4 may be a DLP projector, a liquid crystal projector, or an LCOS projector. When a projector other than the laser scanning projector is used, it is necessary to separately arrange a projection lens for the projector 4.

図3はプロジェクタ4の構成を示した図である。図3に示すようにプロジェクタ4は、内部にレーザ光の光源15を備えており、例えばレーザ走査式プロジェクタでは光源15から出力されるレーザ光をMEMSミラー16で反射させ、スクリーン5上に走査させることによってスクリーン5に所望の映像を投射する。   FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the projector 4. As shown in FIG. 3, the projector 4 includes a laser light source 15 inside. For example, in a laser scanning projector, the laser light output from the light source 15 is reflected by the MEMS mirror 16 and scanned on the screen 5. As a result, a desired image is projected onto the screen 5.

一方、スクリーン5は、プロジェクタ4から投射された映像が投射される被投射媒体であり、例えばすりガラス等の拡散板やマイクロレンズアレイ等からなる透過型スクリーンが用いられる。ここで、図4はスクリーン5を示した図である。   On the other hand, the screen 5 is a projection medium on which an image projected from the projector 4 is projected. For example, a transmissive screen made of a diffusing plate such as ground glass or a microlens array is used. Here, FIG. 4 is a diagram showing the screen 5.

図4に示すようにスクリーン5は、映像が投射される被投射エリア22を有しており、プロジェクタ4から投射された映像が表示される。尚、乗員7はプロジェクタ4によって投射された映像を投射側とは逆側から視認することとなる。また、スクリーン5は、光路に沿って前後方向に移動可能に構成されている。具体的には、スクリーン5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5に示すようにスクリーン5を光路に沿って前後方向に移動させることが可能となる。その結果、スクリーン5とミラー11との間の光路長が変更される。   As shown in FIG. 4, the screen 5 has a projection area 22 on which an image is projected, and an image projected from the projector 4 is displayed. In addition, the passenger | crew 7 will visually recognize the image | video projected by the projector 4 from the opposite side to a projection side. The screen 5 is configured to be movable in the front-rear direction along the optical path. Specifically, by driving the screen front / rear drive motor 24 on the back side of the screen 5, as shown in FIG. 5, the screen 5 can be moved in the front / rear direction along the optical path. As a result, the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 is changed.

そして、HUD1ではスクリーン5とミラー11との間の光路長に、スクリーン5に投射された映像の虚像8が生成される位置(具体的には乗員7から虚像8までの距離である生成距離L)が依存することとなる。具体的には図6に示すようにスクリーン5を、スクリーン5とミラー11との間の光路長Dが短くなる側に移動させると、生成距離Lが短くなる(即ち、乗員7からはより近くに虚像8が視認されるようになる)。一方で、スクリーン5を、スクリーン5とミラー11との間の光路長Dが長くなる側に移動させると、生成距離Lが長くなる(即ち、乗員7からはより遠くに虚像8が視認されるようになる)。従って、スクリーン5を光路に沿って前後方向に移動させることによって、図7に示すように乗員7から虚像8までの距離である生成距離Lの長短を、予め決められた範囲(例えば2.5m〜20m)で変更することが可能となる。   In the HUD 1, the position at which the virtual image 8 of the image projected on the screen 5 is generated in the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 (specifically, the generation distance L that is the distance from the occupant 7 to the virtual image 8). ) Will depend. Specifically, as shown in FIG. 6, when the screen 5 is moved to the side where the optical path length D between the screen 5 and the mirror 11 becomes shorter, the generation distance L becomes shorter (that is, closer to the passenger 7). The virtual image 8 is visually recognized). On the other hand, when the screen 5 is moved to the side where the optical path length D between the screen 5 and the mirror 11 becomes longer, the generation distance L becomes longer (that is, the virtual image 8 is viewed farther from the passenger 7. It becomes like). Therefore, by moving the screen 5 in the front-rear direction along the optical path, the length of the generation distance L, which is the distance from the occupant 7 to the virtual image 8, as shown in FIG. It becomes possible to change in ~ 20m).

また、スクリーン前後駆動モータ24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スクリーン前後駆動モータ24を制御し、スクリーン5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。   The screen front / rear drive motor 24 is a stepping motor. The HUD 1 controls the screen front / rear drive motor 24 based on the pulse signal transmitted from the control circuit unit 13, and can appropriately position the front / rear position of the screen 5 with respect to the set position.

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、フロントウィンドウ6を介してスクリーン5の映像を乗員7に視認させることにより、乗員7の前方に虚像8(図1参照)を生成する手段であり、反射ミラー10やフロントウィンドウ6とともに虚像生成手段を構成する。ミラー11としては、球面凹面鏡や、非球面凹面鏡、若しくは投影映像の歪みを補正するための自由曲面鏡が用いられる。尚、スクリーン5に対して投射された映像は、ミラー11によって反射されるので、生成される虚像はスクリーン5に対して投射された映像と上下が反転した像となる。   Further, the mirror 11 reflects the image light from the screen 5 as shown in FIG. 2, and causes the occupant 7 to visually recognize the image of the screen 5 through the front window 6. 1), and constitutes a virtual image generating means together with the reflecting mirror 10 and the front window 6. 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. Since the image projected on the screen 5 is reflected by the mirror 11, the generated virtual image is an image that is vertically inverted from the image projected on the screen 5.

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8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. 8 is a block diagram showing the configuration of the HUD 1 according to the present embodiment.

図8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9参照)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、スクリーン前後駆動モータ24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. 8, 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. 9) 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 and the screen front / rear drive motor 24, 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等から取得した情報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. Thereby, the HUD 1 is configured to be able to project information acquired from the navigation device 48, the AV device 49, and the like.

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9に基づき説明する。図9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電源がONされた後に実行され、車両の乗員7に視認させる虚像8を生成するプログラムである。尚、以下の図9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. 9 is a flowchart of the virtual image generation processing program according to the present embodiment. Here, the virtual image generation processing program is a program that is executed after the ACC power supply of the vehicle is turned on and generates a virtual image 8 that is visually recognized by the vehicle occupant 7. Note that the program shown in the flowchart of FIG. 9 below is stored in the RAM 32 or ROM 33 provided in the HUD 1 and 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、虚像8の生成距離Lを基準距離となる最長距離の20mに設定する。尚、スクリーン5の現在位置が、虚像8の生成距離Lが20mとなる位置(スクリーン5とミラー11との間の光路長が最長となる位置)に配置されていない場合には、スクリーン前後駆動モータ24を駆動させて、虚像8の生成距離Lが20mとなる位置へとスクリーン5を移動させる。また、本実施形態では生成距離Lの基準距離を最長距離である20mとしているが、20m以外(例えば15mや10m)としても良い。   First, in step (hereinafter abbreviated as S) 1 in the virtual image generation processing program, the CPU 31 sets the generation distance L of the virtual image 8 to the longest distance 20 m which is the reference distance. If the current position of the screen 5 is not arranged at a position where the generation distance L of the virtual image 8 is 20 m (a position where the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 is the longest), the screen is driven back and forth. The motor 24 is driven to move the screen 5 to a position where the generation distance L of the virtual image 8 is 20 m. In the present embodiment, the reference distance of the generation distance L is 20 m, which is the longest distance, but may be other than 20 m (for example, 15 m or 10 m).

次に、S2においてCPU31は、プロジェクタ4へと信号を送信し、プロジェクタ4によるスクリーン5への映像の投射を開始する。尚、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48で設定された案内経路(走行予定経路)や案内経路に基づく案内情報(車両の進行方向を示す矢印等)、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、テレビ画面等がある。特に本実施形態では、ナビゲーション装置48で設定された案内経路に基づく案内情報である車両の進行方向を示す矢印を出力する構成とする。   Next, in S <b> 2, the CPU 31 transmits a signal to the projector 4 and starts projecting an image on the screen 5 by the projector 4. The video projected by the projector 4 includes information related to the vehicle 2 and various information used for assisting the driving of the occupant 7. For example, a warning for an obstacle (another vehicle or a pedestrian), a guidance route (planned travel route) set by the navigation device 48, guidance information based on the guidance route (such as an arrow indicating the traveling direction of the vehicle), the current vehicle speed, a guidance sign , Map image, traffic information, news, weather forecast, time, connected smartphone screen, TV screen and so on. In particular, in the present embodiment, an arrow indicating the traveling direction of the vehicle, which is guidance information based on the guidance route set by the navigation device 48, is output.

その結果、例えばナビゲーション装置48において案内経路が設定されており、車両の進行方向前方に特に右左折の対象となる交差点が存在しない場合には、図10に示すように車両の進行方向前方に直進方向を示す矢印の虚像8を生成する。尚、車両の進行方向前方に右左折の対象となる交差点が接近した場合には、直進方向を示す矢印に替えて右左折を示す矢印の虚像8を生成する。その結果、乗員7から基準距離(20m)前方の位置に車両の進行方向を示す矢印の虚像8が生成されることとなり、乗員7は虚像8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る。また、特に右左折を示す矢印の虚像8を生成する場合には、右左折の対象となる交差点の位置に対応させて虚像8を生成することが望ましい。即ち、乗員7から右左折対象となる交差点までの距離を算出し、算出した距離を目標生成距離に設定し、生成距離Lが目標生成距離となるようにプロジェクタ4の光路に沿ってスクリーン5を移動させるように構成する。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Lも変更される。それによって、右左折の対象となる交差点の位置を乗員7は明確に特定することが可能となる。尚、本実施形態では特に矢印の虚像8を地面上、より具体的には虚像8の下端が地面上に位置するように虚像8を生成する。   As a result, for example, when a guidance route is set in the navigation device 48, and there is no intersection to be turned right or left in front of the vehicle in the traveling direction, the vehicle travels straight ahead in the traveling direction of the vehicle as shown in FIG. A virtual image 8 of an arrow indicating the direction is generated. Note that when an intersection to be turned left or right approaches in front of the traveling direction of the vehicle, a virtual image 8 of an arrow indicating a right / left turn is generated instead of an arrow indicating a straight traveling direction. As a result, a virtual image 8 of an arrow indicating the traveling direction of the vehicle is generated at a position ahead of the occupant 7 by a reference distance (20 m), and the occupant 7 may minimize the movement of the line of sight when viewing the virtual image 8. Is possible. In particular, when generating the virtual image 8 of the arrow indicating the right / left turn, it is desirable to generate the virtual image 8 corresponding to the position of the intersection that is the target of the right / left turn. That is, the distance from the occupant 7 to the intersection to be turned left and right is calculated, the calculated distance is set as the target generation distance, and the screen 5 is moved along the optical path of the projector 4 so that the generation distance L becomes the target generation distance. Configure to move. If the distance from the occupant 7 to the intersection to be turned left or right changes as the vehicle moves thereafter, the generation distance L is also changed accordingly. As a result, the occupant 7 can clearly identify the position of the intersection to be turned left or right. In the present embodiment, the virtual image 8 is generated so that the virtual image 8 indicated by an arrow is positioned on the ground, more specifically, the lower end of the virtual image 8 is positioned on the ground.

続いて、S3においてCPU31は、フロントカメラ17で撮像した撮像画像を取得する。その後、取得した撮像画像に対して画像処理を行うことによって車両の進行方向前方に位置する障害物や区画線を検出する。尚、障害物としては道路上を移動する移動体である他車両、自転車、歩行者等が該当する。   Subsequently, in S <b> 3, the CPU 31 acquires a captured image captured by the front camera 17. Thereafter, an obstacle and a lane marking located in front of the traveling direction of the vehicle are detected by performing image processing on the acquired captured image. In addition, other vehicles, bicycles, pedestrians, etc., which are moving bodies moving on the road, correspond to the obstacles.

その後、S4においてCPU31は、車両の進行方向前方に割り込みを行った障害物、即ち虚像8の生成位置に接近する障害物があるか否か判定する。具体的には、図10に示すように障害物(図10に示す例では2輪車)51が車両2の走行する車線52の区画線53を超えて車両2の走行する車線52内に進入した場合に、車両の進行方向前方に割り込みを行った障害物があると判定する。尚、区画線53が無い道路などでは、例えば車両と虚像8の生成位置の間に直線を設定し、該直線から所定距離(例えば5m)以内に障害物が近付いた場合に、車両の進行方向前方に割り込みを行った障害物があると判定するように構成しても良い。   Thereafter, in S4, the CPU 31 determines whether or not there is an obstacle that has interrupted ahead of the traveling direction of the vehicle, that is, an obstacle that approaches the generation position of the virtual image 8. Specifically, as shown in FIG. 10, the obstacle (two-wheeled vehicle in the example shown in FIG. 10) enters the lane 52 where the vehicle 2 travels beyond the lane line 53 of the lane 52 where the vehicle 2 travels. In this case, it is determined that there is an obstacle that has interrupted in front of the traveling direction of the vehicle. For example, on a road without a lane marking 53, a straight line is set between the vehicle and the generation position of the virtual image 8, and the vehicle travels when an obstacle approaches within a predetermined distance (for example, 5 m) from the straight line. You may comprise so that it may determine with the obstacle which interrupted ahead.

そして、車両の進行方向前方に割り込みを行った障害物がある、即ち虚像8の生成位置に接近する障害物があると判定された場合(S4:YES)には、S5へと移行する。それに対して、車両の進行方向前方に割り込みを行った障害物が無い、即ち虚像8の生成位置に接近する障害物が無いと判定された場合(S4:NO)には、スクリーン5への映像の投射を継続しつつ当該虚像生成処理プログラムを終了する。   If it is determined that there is an obstacle that has interrupted ahead in the traveling direction of the vehicle, that is, there is an obstacle approaching the generation position of the virtual image 8 (S4: YES), the process proceeds to S5. On the other hand, when it is determined that there is no obstacle that interrupts in the forward direction of the vehicle, that is, there is no obstacle approaching the generation position of the virtual image 8 (S4: NO), the image on the screen 5 The virtual image generation processing program is terminated while continuing the projection.

S5においてCPU31は、車両から割り込みを行った障害物までの距離Rを取得する。具体的には、フロントカメラ17で撮像した画像や車両に設置された測距センサ等のその他センサの検出結果に基づいて取得する。   In S5, the CPU 31 obtains the distance R from the vehicle to the obstacle that interrupted. Specifically, the image is acquired based on the image captured by the front camera 17 or the detection result of other sensors such as a distance measuring sensor installed in the vehicle.

次に、S6においてCPU31は、前記S5で取得された車両から割り込みを行った障害物までの距離Rと、現在設定されている生成距離Lとを比較し、距離Rが生成距離Lよりも短いか否か、即ち障害物の位置が虚像8の生成位置と乗員7の間にあるか否か判定する。   Next, in S <b> 6, the CPU 31 compares the distance R from the vehicle acquired in S <b> 5 to the interrupted obstacle with the currently set generation distance L, and the distance R is shorter than the generation distance L. Whether or not the position of the obstacle is between the generation position of the virtual image 8 and the occupant 7 is determined.

そして、距離Rが生成距離Lよりも短い、即ち障害物の位置が虚像8の生成位置と乗員7の間にあると判定された場合(S6:YES)には、仮に障害物が虚像8の方向へと移動すると、乗員7から障害物が虚像8と重複して視認され、特に虚像8が障害物の中に埋め込まれたように視認される虞があると推定する。従って、虚像8の生成位置を移動させるためにS7へと移行する。   If it is determined that the distance R is shorter than the generation distance L, that is, the position of the obstacle is between the generation position of the virtual image 8 and the occupant 7 (S6: YES), the obstacle is temporarily the virtual image 8 When moving in the direction, it is estimated that there is a possibility that an obstacle is visually recognized from the occupant 7 overlapping with the virtual image 8, and in particular, the virtual image 8 may be visually recognized as being embedded in the obstacle. Accordingly, the process proceeds to S7 in order to move the generation position of the virtual image 8.

一方、距離Rが生成距離Lと同距離又は長い、即ち障害物の位置が虚像8の生成位置と乗員7の間にないと判定された場合(S6:NO)には、仮に障害物が虚像8の方向へと移動したとしても、乗員7から障害物が虚像8と重複して視認されることなく明確に視認することができると推定する。従って、虚像8の生成位置を移動させることなくスクリーン5への映像の投射を継続し、S3へと戻る。   On the other hand, when it is determined that the distance R is equal to or longer than the generation distance L, that is, the position of the obstacle is not between the generation position of the virtual image 8 and the occupant 7 (S6: NO), the obstacle is temporarily a virtual image. Even if the vehicle moves in the direction 8, it is estimated that the occupant 7 can clearly see the obstacle without being overlapped with the virtual image 8. Therefore, the projection of the image on the screen 5 is continued without moving the generation position of the virtual image 8, and the process returns to S3.

S7においてCPU31は、車両の進行方向前方に割り込みを行ったと判定された障害物の移動方向と移動速度を取得する。具体的には、フロントカメラ17で撮像した画像や車両に設置された測距センサ等のその他センサの検出結果に基づいて取得する。   In S <b> 7, the CPU 31 obtains the moving direction and moving speed of the obstacle that is determined to have interrupted in the forward direction of the vehicle. Specifically, the image is acquired based on the image captured by the front camera 17 or the detection result of other sensors such as a distance measuring sensor installed in the vehicle.

次に、S8においてCPU31は、前記S7で取得した障害物の移動方向及び移動速度に基づいて、障害物と虚像8が光路上で重複するまでの時間T1を算出する。尚、光路上で重複するとは、図12に示すように障害物51と虚像8の前後方向の位置のずれは問わず、車両2の乗員7から虚像8までの直線(光路)上に障害物51の少なくとも一部が位置すれば重複するとみなす。即ち、図13に示すように車両の進行方向前方を視認する乗員7が、虚像8と障害物51が一部でも重複しているように見える場合が、光路上で重複する場合となる。   Next, in S8, the CPU 31 calculates a time T1 until the obstacle and the virtual image 8 overlap on the optical path based on the moving direction and moving speed of the obstacle acquired in S7. Note that overlapping on the optical path means that the obstacle 51 and the virtual image 8 are not obstructed on the straight line (optical path) from the occupant 7 to the virtual image 8 of the vehicle 2 regardless of the positional shift between the obstacle 51 and the virtual image 8 as shown in FIG. If at least a part of 51 is located, it is considered that they overlap. That is, as shown in FIG. 13, when the occupant 7 who visually recognizes the front in the traveling direction of the vehicle appears to overlap even part of the virtual image 8 and the obstacle 51, it overlaps on the optical path.

続いて、S9においてCPU31は、生成距離Lを障害物までの距離Rよりも短くする、即ち虚像8の生成位置を障害物の位置よりも乗員7側に移動する為に必要な時間T2を算出する。具体的には、生成距離Lを距離Rよりも短い距離(例えばR−1m)へと変更する為に必要なスクリーン5の移動時間がT2として算出される。尚、HUD1は設定可能な生成距離L(本実施形態では2.5m〜20mの間の0.5m単位)毎に、該生成距離Lを実現する為のスクリーン5の位置を対応付けた位置設定テーブルを予めフラッシュメモリ34等に記憶しており、CPU31は上記位置設定テーブルとスクリーン5の移動速度を用いてT2を算出する。   Subsequently, in S9, the CPU 31 calculates a time T2 necessary for making the generation distance L shorter than the distance R to the obstacle, that is, for moving the generation position of the virtual image 8 to the occupant 7 side from the position of the obstacle. To do. Specifically, the moving time of the screen 5 necessary for changing the generation distance L to a distance shorter than the distance R (for example, R-1m) is calculated as T2. The HUD 1 is a position setting in which the position of the screen 5 for realizing the generation distance L is associated with each settable generation distance L (in this embodiment, in units of 0.5 m between 2.5 m and 20 m). The table is stored in advance in the flash memory 34 or the like, and the CPU 31 calculates T2 using the position setting table and the moving speed of the screen 5.

その後、S10においてCPU31は、前記S8で算出された障害物と虚像8が光路上で重複するまでの時間T1と、前記S9で算出された虚像8の生成位置を障害物の位置よりも乗員7側に移動する為に必要な時間T2とを比較し、T2がT1以下か否か判定する。尚、T2がT1以下となる場合は、障害物と虚像8が光路上で重複する前までに、スクリーン5とミラー11との間の光路長を変更することにより、虚像8が生成される位置を障害物よりも乗員7側へと移動することができる場合である。一方、T2がT1より長い場合は、障害物と虚像8が光路上で重複する前までに、虚像8が生成される位置を障害物よりも乗員7側へと移動することができない場合である。   After that, in S10, the CPU 31 determines the time T1 until the obstacle calculated in S8 and the virtual image 8 overlap on the optical path, and the generation position of the virtual image 8 calculated in S9 from the position of the obstacle. The time T2 required for moving to the side is compared, and it is determined whether T2 is equal to or less than T1. If T2 is equal to or less than T1, the position at which the virtual image 8 is generated by changing the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 before the obstacle and the virtual image 8 overlap on the optical path. Can move to the occupant 7 side rather than the obstacle. On the other hand, when T2 is longer than T1, the position where the virtual image 8 is generated cannot move to the occupant 7 side of the obstacle before the obstacle and the virtual image 8 overlap on the optical path. .

そして、T2がT1以下であると判定された場合(S10:YES)、即ち、障害物と虚像8が光路上で重複する前までに、スクリーン5とミラー11との間の光路長を変更することにより、虚像8が生成される位置を障害物よりも乗員7側へと移動することができると判定された場合には、S12へと移行する。一方、T2がT1より長いと判定された場合(S10:NO)、即ち、障害物と虚像8が光路上で重複する前までに、虚像8が生成される位置を障害物よりも乗員7側へと移動することができないと判定された場合には、S11へと移行する。   When it is determined that T2 is equal to or less than T1 (S10: YES), that is, before the obstacle and the virtual image 8 overlap on the optical path, the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 is changed. Thus, when it is determined that the position where the virtual image 8 is generated can be moved to the occupant 7 side from the obstacle, the process proceeds to S12. On the other hand, when it is determined that T2 is longer than T1 (S10: NO), that is, before the obstacle and the virtual image 8 overlap on the optical path, the position where the virtual image 8 is generated is closer to the occupant 7 side than the obstacle. If it is determined that it is not possible to move to step S11, the process proceeds to step S11.

S11においてCPU31は、スクリーン5に対して映像を投射する位置を変更することによって、虚像8が生成される位置を地面より下方へと移動させる。具体的には、図14に示すように、スクリーン5に対して投射する映像55の位置を、上方へと移動させる。その結果、映像55に基づいて生成される虚像8の位置は、鉛直方向に下方(地面側)へと移動することとなる。そして、図14に示すように地面より下方へと虚像8が生成される位置が移動すると、障害物が虚像8に接近した場合であっても障害物51と虚像8とが光路上で重複することがない。即ち車両の進行方向前方を視認する乗員7に対して、虚像8と障害物51とを重複させずに視認させることが可能となる。尚、前記S11において映像55の投射位置を移動する距離は、障害物と虚像8とが光路上で重複しなくなる最短の距離とする。   In S <b> 11, the CPU 31 moves the position where the virtual image 8 is generated downward from the ground by changing the position where the image is projected onto the screen 5. Specifically, as shown in FIG. 14, the position of the image 55 projected on the screen 5 is moved upward. As a result, the position of the virtual image 8 generated based on the video 55 moves downward (on the ground side) in the vertical direction. Then, when the position where the virtual image 8 is generated moves downward from the ground as shown in FIG. 14, the obstacle 51 and the virtual image 8 overlap on the optical path even when the obstacle approaches the virtual image 8. There is nothing. That is, it becomes possible for the occupant 7 who visually recognizes the front in the traveling direction of the vehicle to visually recognize the virtual image 8 and the obstacle 51 without overlapping. In addition, the distance which moves the projection position of the image | video 55 in said S11 shall be the shortest distance from which an obstruction and the virtual image 8 do not overlap on an optical path.

次に、S12においてCPU31は、虚像8の生成距離Lを障害物までの距離Rよりも短い距離R´に設定する。尚、R´は、障害物までの距離Rよりも短く、且つ生成距離LをR´に設定した際に虚像8の下端が地面上又は地面より上方となる距離(即ち、地面に虚像8が埋め込まれることのない距離)とする。尚、HUD1の構造上、スクリーン5に対する映像の投射位置を変更しなくても、生成距離Lが短くなるようにスクリーン5を移動させれば投射された映像に基づいて生成される虚像8の位置はより上方となる。   Next, in S12, the CPU 31 sets the generation distance L of the virtual image 8 to a distance R ′ shorter than the distance R to the obstacle. R ′ is shorter than the distance R to the obstacle, and when the generation distance L is set to R ′, the lower end of the virtual image 8 is above or above the ground (ie, the virtual image 8 is on the ground). Distance that is not embedded). The position of the virtual image 8 generated based on the projected image if the screen 5 is moved so as to shorten the generation distance L without changing the projection position of the image on the screen 5 due to the structure of the HUD 1. Will be higher.

続いて、S13において、CPU31はスクリーン5に対して投射する映像55のサイズを、前記S12で新たに設定された虚像の生成距離L(=R´)に応じたサイズに変更する。尚、一般的に人間は遠くに見えるものほど小さく見え、近くに見えるものほど大きく見える。そして、前記S12では生成距離Lをより短い距離へと変更するので、S13では図14に示すように映像55をより大きいサイズへと変更する。その結果、乗員7からは近い距離に見える虚像8ほどより大きいサイズで視認されることとなるので、人間の感覚に適合した虚像8のサイズを視認させることが可能となる。尚、本実施形態では映像55のサイズの変更は、スクリーン5の移動前に行う構成としているが、スクリーン5の移動と同時に行う構成としても良いし、スクリーン5の移動が終わった後に行う構成としても良い。   Subsequently, in S13, the CPU 31 changes the size of the video 55 projected onto the screen 5 to a size corresponding to the virtual image generation distance L (= R ′) newly set in S12. In general, humans look smaller as they look farther and look larger as they look closer. Since the generation distance L is changed to a shorter distance in S12, the video 55 is changed to a larger size in S13 as shown in FIG. As a result, since the virtual image 8 that is viewed at a close distance from the occupant 7 is viewed with a larger size, the size of the virtual image 8 that matches the human sense can be viewed. In the present embodiment, the size of the video 55 is changed before the screen 5 is moved. However, the image 55 may be changed at the same time as the screen 5 is moved, or after the movement of the screen 5 is finished. Also good.

その後、S14において、CPU31はスクリーン前後駆動モータ24を駆動させて、虚像8の生成距離Lが前記S12で設定された距離R´となる位置へとスクリーン5を移動させる。   Thereafter, in S14, the CPU 31 drives the screen front / rear drive motor 24 to move the screen 5 to a position where the generation distance L of the virtual image 8 is the distance R ′ set in S12.

以下に、上記S14の処理の詳細について説明する。
先ず、CPU31は、虚像8の生成距離Lの目標値となる目標生成距離Deを距離R´に設定する。次に、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、目標生成距離Deだけ離れた位置に虚像8を生成する為のスクリーン5の位置(目標移動位置)を取得する。尚、位置設定テーブルは、設定可能な生成距離L(本実施形態では2.5m〜20mの間の0.5m単位)毎に、該生成距離Lに虚像8を生成する為のスクリーン5の位置が規定されている。続いて、CPU31は、スクリーン5を目標移動位置へ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。その後、CPU31は、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。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は、受信したパルス信号に基づいて駆動を行う。その結果、スクリーン5は設定された目標生成距離Deだけ離れた位置に虚像8が生成される目標移動位置に移動することとなる。
Details of the process of S14 will be described below.
First, the CPU 31 sets the target generation distance De, which is the target value of the generation distance L of the virtual image 8, to the distance R ′. Next, the CPU 31 reads the position setting table from the flash memory 34 and acquires the position (target movement position) of the screen 5 for generating the virtual image 8 at a position separated by the target generation distance De. The position setting table indicates the position of the screen 5 for generating the virtual image 8 at the generation distance L for each settable generation distance L (in this embodiment, 0.5 m unit between 2.5 m and 20 m). Is stipulated. Subsequently, the CPU 31 determines the drive amount (number of pulses) of the screen front-rear drive motor 24 necessary for moving the screen 5 to the target movement position. Thereafter, the CPU 31 transmits a pulse signal for driving the screen front / rear drive motor 24 by the determined drive amount to the screen front / rear drive motor 24. The screen front / rear drive motor 24 that has received the pulse signal drives based on the received pulse signal. As a result, the screen 5 moves to a target movement position where the virtual image 8 is generated at a position separated by the set target generation distance De.

そして、上記処理により虚像8の生成距離Lが前記S12で設定された距離R´となる位置へとスクリーン5を移動させると、虚像8の生成される位置は乗員7の視線方向(車両の進行方向)に沿って乗員7側へと移動し、障害物よりも近い乗員7から距離R´離れた位置となる。その結果、図14及び図15に示すように障害物51が虚像8に接近した場合であっても乗員7に対して虚像8と障害物51とを重複せずに視認させることができる。更に、虚像8が地面に埋め込まれたように視認されることもなく、且つ、虚像8のサイズも新たな生成距離Lに応じたサイズとなるので、乗員7が違和感なく虚像8を視認することが可能となる。   Then, when the screen 5 is moved to a position where the generation distance L of the virtual image 8 becomes the distance R ′ set in S12 by the above processing, the position at which the virtual image 8 is generated is the sight line direction of the occupant 7 (the progression of the vehicle). Direction) and moves to the occupant 7 side, and is located at a distance R ′ from the occupant 7 closer to the obstacle. As a result, even if the obstacle 51 approaches the virtual image 8 as shown in FIGS. 14 and 15, the occupant 7 can visually recognize the virtual image 8 and the obstacle 51 without overlapping. Further, since the virtual image 8 is not visually recognized as being embedded in the ground, and the size of the virtual image 8 is a size corresponding to the new generation distance L, the occupant 7 can visually recognize the virtual image 8 without a sense of incongruity. Is possible.

尚、前記S10でT2がT1以下であると判定された場合(S10:YES)、即ち、障害物と虚像8が光路上で重複する前までに、スクリーン5とミラー11との間の光路長を変更することにより、虚像8が生成される位置を障害物よりも乗員7側へと移動することができると判定された場合には、虚像8の生成位置を地面の下方に移動しなくても生成距離Lを短くすることのみによって乗員7から障害物が虚像8と重複して視認されることを防止できる。従って、前記S11の処理は行わずに前記S12〜S14において映像のサイズ変更及びスクリーン5の移動が行われる。その場合には、虚像8が一度も地面に埋め込まれたように視認されることもなく、且つ障害物が虚像8に接近した場合であっても図15に示すように乗員7からは虚像8が障害物51と重複せずに視認することができる。   When it is determined in S10 that T2 is equal to or less than T1 (S10: YES), that is, before the obstacle and the virtual image 8 overlap on the optical path, the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 is reached. If it is determined that the position where the virtual image 8 is generated can be moved to the side of the occupant 7 rather than the obstacle, the generation position of the virtual image 8 does not move below the ground. In addition, it is possible to prevent the occupant 7 from seeing an obstacle overlapping the virtual image 8 only by shortening the generation distance L. Accordingly, the image size is changed and the screen 5 is moved in S12 to S14 without performing the processing of S11. In that case, the virtual image 8 is never seen as if it was embedded in the ground, and even if the obstacle approaches the virtual image 8, the occupant 7 gives the virtual image 8 as shown in FIG. Can be visually recognized without overlapping with the obstacle 51.

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、映像をスクリーン5に投射し、スクリーン5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、障害物51が虚像8の生成位置に接近することを検出した場合に、スクリーン5に対して映像を投射する位置を変更することによって、虚像8が生成される位置を地面より下方へと移動させる(S11)。そして、虚像8が生成される位置が地面より下方へと移動した後に、スクリーン5とミラー11との間の光路長を変更することにより、虚像8が生成される位置を乗員7側へと移動させる(S14)ので、虚像8を視認する乗員7と虚像8が生成される位置の間に他車両等の障害物が進入した場合であっても、虚像8が生成される位置を地面より下方へと移動させることにより虚像8と障害物とを重複させず、乗員7に虚像8を適切に視認させることが可能となる。また、虚像8が生成される位置を地面より下方へと移動させた後に虚像8が生成される位置を乗員7側へと移動させることによって、虚像8が地面に埋め込まれるように視認される違和感を最終的に解消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, an image is projected from the projector 4 onto the screen 5, and the image projected onto the screen 5 is reflected on the front window 6 of the vehicle 2. 7, the virtual image of the image | video which the passenger | crew 7 of a vehicle visually recognizes is produced | generated. Further, when it is detected that the obstacle 51 is approaching the generation position of the virtual image 8, the position where the virtual image 8 is generated is changed below the ground by changing the position where the image is projected onto the screen 5. Move (S11). Then, after the position where the virtual image 8 is generated moves downward from the ground, the position where the virtual image 8 is generated moves to the occupant 7 side by changing the optical path length between the screen 5 and the mirror 11. Therefore, even if an obstacle such as another vehicle enters between the occupant 7 who visually recognizes the virtual image 8 and the position where the virtual image 8 is generated, the position where the virtual image 8 is generated is lower than the ground. The virtual image 8 and the obstacle are not overlapped with each other by moving the virtual image 8 to the occupant 7 appropriately. In addition, when the position where the virtual image 8 is generated is moved downward from the ground and then the position where the virtual image 8 is generated is moved toward the occupant 7 side, the virtual image 8 is visually perceived to be embedded in the ground. Can be finally eliminated.

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。
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.

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、本実施形態ではスクリーン5を光路に沿って移動させることによって、スクリーン5とミラー11との間の光路長を変更する構成としているが、スクリーン5は固定とし、ミラー11を光路に沿って移動させることによって、スクリーン5とミラー11との間の光路長を変更する構成としても良い。   In this embodiment, the screen 5 is moved along the optical path to change the optical path length between the screen 5 and the mirror 11. However, the screen 5 is fixed and the mirror 11 is moved along the optical path. It is good also as a structure which changes the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 by making it move.

また、本実施形態では案内経路に沿った車両の進行方向を案内する矢印を虚像8として生成する構成としているが、進行方向を案内する矢印以外の虚像8を生成する構成としても良い。例えば、障害物(他車両や歩行者)に対する警告、渋滞情報、事故情報、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、テレビ画面等を虚像8として生成する構成としても良い。その場合であって、虚像生成処理プログラム(図9)によって障害物と重複しないようにそれらの虚像8の生成位置を変更することが可能である。   Further, in the present embodiment, the arrow that guides the traveling direction of the vehicle along the guidance route is generated as the virtual image 8, but the virtual image 8 other than the arrow that guides the traveling direction may be generated. For example, warnings for obstacles (other vehicles and pedestrians), traffic jam information, accident information, current vehicle speed, information signs, map images, traffic information, news, weather forecast, time, connected smartphone screens, TV screens, etc. It is good also as a structure produced | generated as the virtual image 8. FIG. In that case, the virtual image generation processing program (FIG. 9) can change the generation positions of the virtual images 8 so as not to overlap the obstacles.

また、本実施形態では投射レンズが不要となるレーザ走査式プロジェクタを用いているが、レーザ走査式プロジェクタ以外のプロジェクタ(例えば、DLPプロジェクタ、液晶プロジェクタ、LCOSプロジェクタ)を用いても良い。   In this embodiment, a laser scanning projector that does not require a projection lens is used, but a projector other than the laser scanning projector (for example, a DLP projector, a liquid crystal projector, or an LCOS projector) may be used.

また、本実施形態では、スクリーンを1枚のスクリーンから構成しているが、スクリーンの数は2枚以上としても良い。また、スクリーンを2枚以上とした場合には、全てのスクリーンを光路に沿って移動可能に構成しても良いし、一部のスクリーンのみを光路に沿って移動可能に構成しても良い。   In this embodiment, the screen is composed of one screen, but the number of screens may be two or more. When two or more screens are used, all the screens may be configured to be movable along the optical path, or only a part of the screens may be configured to be movable along the optical path.

また、本発明に係る虚像表示装置を具体化した実施例について上記に説明したが、虚像表示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 virtual image display device according to the present invention has been described above, the virtual image 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。
スクリーンと、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を反射させてユーザに視認させることによって前記映像の虚像を生成する凹面鏡を含む虚像生成手段と、前記スクリーンと前記凹面鏡との間の光路長を変更する光路長変更手段と、障害物が前記虚像の生成位置に接近することを検出した場合に、前記スクリーンに対して前記映像を投射する位置を変更することによって、前記虚像が生成される位置を地面より下方へと移動させる虚像位置移動手段と、前記虚像位置移動手段によって前記虚像が生成される位置が地面より下方へと移動した後に、前記光路長変更手段によって前記スクリーンと前記凹面鏡との間の光路長を変更することにより、前記虚像が生成される位置を前記ユーザの視線方向に沿って前記ユーザ側へと移動させる虚像距離変更手段と、を有することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、ユーザと虚像が生成される位置の間に他車両等の障害物が進入した場合であっても、虚像が生成される位置を地面より下方へと移動させることにより虚像と障害物とを重複させないように構成するので、ユーザに虚像を適切に視認させることが可能となる。また、虚像が生成される位置を地面より下方へと移動させた後に虚像が生成される位置をユーザ側へと移動させるので、虚像が地面に埋め込まれるように視認される違和感を最終的に解消することが可能となる。
For example, the first configuration is as follows.
A virtual image generating means including a screen, a projector that projects an image on the screen, a concave mirror that generates a virtual image of the image by reflecting the image projected on the screen and allowing a user to visually recognize the image, the screen, and the screen By changing the optical path length changing means for changing the optical path length between the concave mirror and the position at which the image is projected on the screen when it is detected that an obstacle approaches the virtual image generation position. A virtual image position moving means for moving the position where the virtual image is generated downward from the ground, and the optical path length changing means after the position where the virtual image is generated is moved downward from the ground by the virtual image position moving means. By changing the optical path length between the screen and the concave mirror, the position where the virtual image is generated is viewed by the user. It characterized by having a a virtual image distance changing means for moving to the user side along the direction.
According to the virtual image display device having the above configuration, even if an obstacle such as another vehicle enters between the user and the position where the virtual image is generated, the position where the virtual image is generated is moved downward from the ground. By doing so, the virtual image and the obstacle are configured not to overlap each other, so that the user can appropriately recognize the virtual image. In addition, since the position where the virtual image is generated is moved to the user side after the position where the virtual image is generated is moved downward from the ground, the uncomfortable feeling that the virtual image is embedded in the ground is finally eliminated. It becomes possible to do.

また、第2の構成は以下のとおりである。
前記障害物が前記虚像の生成位置に接近することを検出した場合に、前記障害物と前記虚像が前記光路上で重複する前までに、前記光路長変更手段によって前記スクリーンと前記凹面鏡との間の光路長を変更することにより、前記虚像が生成される位置を前記障害物よりも前記ユーザ側へと移動することができるか否かを判定する移動判定手段を有し、前記移動判定手段によって、前記障害物と前記虚像が前記光路上で重複する前までに、前記虚像が生成される位置を前記障害物よりも前記ユーザ側へと移動することができないと判定された場合には、前記虚像位置移動手段及び前記虚像距離変更手段による前記虚像の生成位置の移動を行い、前記移動判定手段によって、前記障害物と前記虚像が前記光路上で重複する前までに、前記虚像が生成される位置を前記障害物よりも前記ユーザ側へと移動することができると判定された場合には、前記虚像位置移動手段による前記虚像の生成位置の移動を行うことなく、前記虚像距離変更手段による前記虚像の生成位置の移動のみを行うことを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、虚像が生成される位置を地面より下方へと移動させなくともスクリーンと凹面鏡との間の光路長を変更することによって、虚像と障害物とを重複させずに視認させることができる場合には、スクリーンへの映像の投射位置の変更を行わないように構成する。従って、虚像が一度も地面に埋め込まれるように視認されることもなく、且つ虚像と障害物とを重複させないように虚像の生成位置を変更することができる。従って、ユーザに虚像をより適切に視認させることが可能となる。
The second configuration is as follows.
When it is detected that the obstacle approaches the generation position of the virtual image, before the obstacle and the virtual image overlap on the optical path, the optical path length changing unit causes the screen and the concave mirror to A movement determining unit that determines whether or not the position where the virtual image is generated can be moved to the user side from the obstacle by changing the optical path length of When it is determined that the position where the virtual image is generated cannot be moved to the user side with respect to the obstacle before the obstacle and the virtual image overlap on the optical path, The generation position of the virtual image is moved by the virtual image position moving unit and the virtual image distance changing unit, and the virtual image is moved by the movement determination unit before the obstacle and the virtual image overlap on the optical path. When it is determined that the position formed can be moved to the user side from the obstacle, the virtual image distance change is performed without moving the virtual image generation position by the virtual image position moving means. The moving position of the virtual image is only moved by the means.
According to the virtual image display device having the above configuration, the virtual image and the obstacle are overlapped by changing the optical path length between the screen and the concave mirror without moving the position where the virtual image is generated below the ground. If the image can be viewed without being changed, the projection position of the image on the screen is not changed. Therefore, it is possible to change the generation position of the virtual image so that the virtual image is never visually recognized as being embedded in the ground, and the virtual image and the obstacle are not overlapped. Therefore, it becomes possible to make a user visually recognize a virtual image more appropriately.

また、第3の構成は以下のとおりである。
前記虚像位置移動手段は、前記障害物の位置が前記虚像の生成位置と前記ユーザの間にある場合に、前記スクリーンに対して前記映像を投射する位置を変更することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、ユーザから虚像と障害物とが重複し、虚像が障害物の中に埋め込まれたように視認される状況となることが予測される場合に、虚像が生成される位置を地面より下方へと移動させるので、障害物が虚像の生成位置に近づいた場合であってもユーザに虚像を適切に視認させることが可能となる。
The third configuration is as follows.
The virtual image position moving unit is configured to change a position at which the video is projected onto the screen when the position of the obstacle is between the virtual image generation position and the user.
According to the virtual image display device having the above-described configuration, when it is predicted that the virtual image and the obstacle overlap from the user and the virtual image is predicted to be viewed as if embedded in the obstacle, the virtual image is Since the generated position is moved downward from the ground, the virtual image can be appropriately viewed by the user even when the obstacle approaches the virtual image generation position.

また、第4の構成は以下のとおりである。
車両に搭載され、前記虚像生成手段は、前記車両の進行方向前方に前記車両の乗員に視認させる前記虚像を生成し、記障害物が前記車両の走行する車線の区画線を超えて前記車線に進入した場合に、前記障害物が前記虚像の生成位置に接近したと検出することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、車両の乗員であるユーザから虚像と障害物とが重複して視認される状況となるか否かを、障害物の動きから正確に予測することが可能となる
The fourth configuration is as follows.
Mounted on a vehicle, the virtual image generation means generates the virtual image to be visually recognized occupant of the vehicle ahead in the traveling direction of the vehicle, the lane before Symbol obstacle beyond the division line of the traveling lane of the vehicle When the vehicle enters the position, it is detected that the obstacle has approached the generation position of the virtual image .
According to the virtual image display device having the above-described configuration, it is possible to accurately predict whether or not a virtual image and an obstacle are visually recognized by a user who is a vehicle occupant from the movement of the obstacle. It becomes .

また、第5の構成は以下のとおりである。
前記虚像は、前記車両の走行予定経路に沿った走行を案内する画像であって、前記虚像生成手段は、前記車両の進行方向前方の地面上に前記虚像を生成することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、特に車両の走行予定経路に沿った走行を案内する虚像を生成する場合において、虚像と障害物とを重複させず、ユーザに虚像を適切に視認させることが可能となる。従って、走行予定経路に沿った走行案内を虚像によって適切に行うことが可能となる。
The fifth configuration is as follows.
The virtual image is an image that guides traveling along the planned traveling route of the vehicle, and the virtual image generating means generates the virtual image on the ground in front of the traveling direction of the vehicle.
According to the virtual image display device having the above configuration, when generating a virtual image that guides traveling along the planned traveling route of the vehicle, the virtual image is appropriately recognized by the user without overlapping the virtual image and the obstacle. Is possible. Therefore, it is possible to appropriately perform the travel guidance along the planned travel route using the virtual image.

また、第6の構成は以下のとおりである。
前記虚像位置移動手段によって前記虚像が生成される位置が地面より下方へと移動した後に、前記スクリーンに対して投射する前記映像のサイズを、前記虚像距離変更手段による移動後の前記虚像の生成位置に応じたサイズに変更するサイズ変更手段を有することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、虚像の生成位置をユーザ側に移動させる場合に、移動後の虚像の生成位置に応じたサイズで虚像を生成するので、虚像の生成位置をユーザ側に移動させた場合であってもユーザが違和感なく虚像を視認することが可能となる。
The sixth configuration is as follows.
After the position at which the virtual image is generated by the virtual image position moving unit moves below the ground, the size of the image projected on the screen is changed to the generation position of the virtual image after the moving by the virtual image distance changing unit. It is characterized by having a size changing means for changing to a size according to the above.
According to the virtual image display device having the above configuration, when the virtual image generation position is moved to the user side, the virtual image is generated with a size corresponding to the virtual image generation position after the movement. Even if it is a case where it moves, a user can visually recognize a virtual image without a sense of incongruity.

また、第7の構成は以下のとおりである。
前記サイズ変更手段は、前記虚像位置移動手段によって前記虚像が生成される位置が地面より下方へと移動した後であって前記虚像距離変更手段による前記虚像が生成される位置の移動を行う前に、前記映像のサイズを変更することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、虚像の生成位置をユーザ側に移動させる場合において、移動後の虚像の生成位置に応じたサイズとなるように虚像のサイズを予め変更するので、虚像の生成位置を変更した後にユーザが違和感なく虚像を視認することが可能となる。
The seventh configuration is as follows.
The size changing means is after the position where the virtual image is generated by the virtual image position moving means is moved downward from the ground and before the position where the virtual image is generated by the virtual image distance changing means is moved. The size of the video is changed.
According to the virtual image display device having the above configuration, when moving the generation position of the virtual image to the user side, the size of the virtual image is changed in advance so that the size corresponds to the generation position of the virtual image after the movement. After changing the generation position, the user can visually recognize the virtual image without a sense of incongruity.

また、第8の構成は以下のとおりである。
前記光路長変更手段は、前記スクリーンを前記光路に沿って移動させることにより前記スクリーンと前記凹面鏡との間の光路長を変更することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、簡易な構成及び制御によってユーザから虚像が生成される位置までの距離を変更可能となる。
The eighth configuration is as follows.
The optical path length changing means changes the optical path length between the screen and the concave mirror by moving the screen along the optical path.
According to the virtual image display device having the above configuration, the distance from the user to the position where the virtual image is generated can be changed with a simple configuration and control.

また、第9の構成は以下のとおりである。
前記虚像距離変更手段は、前記虚像が生成される位置を前記障害物よりも前記ユーザ側であって前記虚像の下端が地面上又は地面より上方となる位置まで移動させることを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、虚像の生成位置をユーザ側に移動させることによって、虚像が地面に埋め込まれるように視認される違和感を解消することが可能となる。
The ninth configuration is as follows.
The virtual image distance changing means moves the position where the virtual image is generated to a position closer to the user than the obstacle and the lower end of the virtual image is on the ground or above the ground.
According to the virtual image display device having the above-described configuration, it is possible to eliminate the uncomfortable feeling that the virtual image is visually recognized as being embedded in the ground by moving the generation position of the virtual image to the user side.

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
17 フロントカメラ
24 スクリーン前後駆動モータ
31 CPU
32 RAM
33 ROM
34 フラッシュメモリ
51 障害物
55 映像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head up display apparatus 2 Vehicle 3 Dashboard 4 Projector 5 Screen 6 Front window 7 Crew 8 Virtual image 17 Front camera 24 Screen front-rear drive motor 31 CPU
32 RAM
33 ROM
34 Flash memory 51 Obstacle 55 Video

Claims (9)

スクリーンと、
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を反射させてユーザに視認させることによって前記映像の虚像を生成する凹面鏡を含む虚像生成手段と、
前記スクリーンと前記凹面鏡との間の光路長を変更する光路長変更手段と、
障害物が前記虚像の生成位置に接近することを検出した場合に、前記スクリーンに対して前記映像を投射する位置を変更することによって、前記虚像が生成される位置を地面より下方へと移動させる虚像位置移動手段と、
前記虚像位置移動手段によって前記虚像が生成される位置が地面より下方へと移動した後に、前記光路長変更手段によって前記スクリーンと前記凹面鏡との間の光路長を変更することにより、前記虚像が生成される位置を前記ユーザの視線方向に沿って前記ユーザ側へと移動させる虚像距離変更手段と、を有することを特徴とする虚像表示装置。
Screen,
A projector that projects an image on the screen;
Virtual image generation means including a concave mirror that generates a virtual image of the image by reflecting the image projected on the screen and allowing the user to visually recognize the image;
An optical path length changing means for changing an optical path length between the screen and the concave mirror;
When it is detected that an obstacle approaches the generation position of the virtual image, the position at which the virtual image is generated is moved downward from the ground by changing the position at which the image is projected onto the screen. A virtual image position moving means;
The virtual image is generated by changing the optical path length between the screen and the concave mirror by the optical path length changing means after the position where the virtual image is generated by the virtual image position moving means is moved downward from the ground. And a virtual image distance changing means for moving the position to the user side along the line of sight of the user.
前記障害物が前記虚像の生成位置に接近することを検出した場合に、前記障害物と前記虚像が前記光路上で重複する前までに、前記光路長変更手段によって前記スクリーンと前記凹面鏡との間の光路長を変更することにより、前記虚像が生成される位置を前記障害物よりも前記ユーザ側へと移動することができるか否かを判定する移動判定手段を有し、
前記移動判定手段によって、前記障害物と前記虚像が前記光路上で重複する前までに、前記虚像が生成される位置を前記障害物よりも前記ユーザ側へと移動することができないと判定された場合には、前記虚像位置移動手段及び前記虚像距離変更手段による前記虚像の生成位置の移動を行い、
前記移動判定手段によって、前記障害物と前記虚像が前記光路上で重複する前までに、前記虚像が生成される位置を前記障害物よりも前記ユーザ側へと移動することができると判定された場合には、前記虚像位置移動手段による前記虚像の生成位置の移動を行うことなく、前記虚像距離変更手段による前記虚像の生成位置の移動のみを行うことを特徴とする請求項1に記載の虚像表示装置。
When it is detected that the obstacle approaches the generation position of the virtual image, before the obstacle and the virtual image overlap on the optical path, the optical path length changing unit causes the screen and the concave mirror to A movement determination means for determining whether the position where the virtual image is generated can be moved to the user side rather than the obstacle by changing the optical path length of
The movement determining means determines that the position where the virtual image is generated cannot be moved to the user side relative to the obstacle before the obstacle and the virtual image overlap on the optical path. In this case, the generation position of the virtual image is moved by the virtual image position moving unit and the virtual image distance changing unit,
It has been determined by the movement determination means that the position where the virtual image is generated can be moved to the user side rather than the obstacle before the obstacle and the virtual image overlap on the optical path. 2. The virtual image according to claim 1, wherein only the virtual image generation position is moved by the virtual image distance changing unit without moving the virtual image generation position by the virtual image position moving unit. Display device.
前記虚像位置移動手段は、前記障害物の位置が前記虚像の生成位置と前記ユーザの間にある場合に、前記スクリーンに対して前記映像を投射する位置を変更することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の虚像表示装置。   The virtual image position moving means changes the position at which the video is projected on the screen when the position of the obstacle is between the virtual image generation position and the user. Or the virtual image display apparatus of Claim 2. 車両に搭載され、
前記虚像生成手段は、前記車両の進行方向前方に前記車両の乗員に視認させる前記虚像を生成し、
記障害物が前記車両の走行する車線の区画線を超えて前記車線に進入した場合に、前記障害物が前記虚像の生成位置に接近したと検出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虚像表示装置。
Mounted on the vehicle,
The virtual image generating means generates the virtual image that is visually recognized by an occupant of the vehicle in the forward direction of the vehicle,
If the previous SL obstacle enters the lane beyond the division line of the traveling lane of the vehicle, according to claim 1 wherein the said obstacle, characterized by detecting and approached the generation position of the virtual image Item 4. The virtual image display device according to any one of Items 3 to 4.
前記虚像は、前記車両の走行予定経路に沿った走行を案内する画像であって、
前記虚像生成手段は、前記車両の進行方向前方の地面上に前記虚像を生成することを特徴とする請求項4に記載の虚像表示装置。
The virtual image is an image that guides the traveling along the planned traveling route of the vehicle,
The virtual image display device according to claim 4, wherein the virtual image generation unit generates the virtual image on the ground ahead in the traveling direction of the vehicle.
前記虚像位置移動手段によって前記虚像が生成される位置が地面より下方へと移動した後に、前記スクリーンに対して投射する前記映像のサイズを、前記虚像距離変更手段による移動後の前記虚像の生成位置に応じたサイズに変更するサイズ変更手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の虚像表示装置。   After the position at which the virtual image is generated by the virtual image position moving unit moves below the ground, the size of the image projected on the screen is changed to the generation position of the virtual image after the moving by the virtual image distance changing unit. The virtual image display device according to claim 1, further comprising a size changing unit that changes the size according to the size. 前記サイズ変更手段は、前記虚像位置移動手段によって前記虚像が生成される位置が地面より下方へと移動した後であって前記虚像距離変更手段による前記虚像が生成される位置の移動を行う前に、前記映像のサイズを変更することを特徴とする請求項6に記載の虚像表示装置。   The size changing means is after the position where the virtual image is generated by the virtual image position moving means is moved downward from the ground and before the position where the virtual image is generated by the virtual image distance changing means is moved. The virtual image display device according to claim 6, wherein a size of the video is changed. 前記光路長変更手段は、前記スクリーンを前記光路に沿って移動させることにより前記スクリーンと前記凹面鏡との間の光路長を変更することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の虚像表示装置。   The optical path length changing unit changes the optical path length between the screen and the concave mirror by moving the screen along the optical path. Virtual image display device. 前記虚像距離変更手段は、前記虚像が生成される位置を前記障害物よりも前記ユーザ側であって前記虚像の下端が地面上又は地面より上方となる位置まで移動させることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の虚像表示装置。   The virtual image distance changing means moves a position where the virtual image is generated to a position closer to the user than the obstacle and a lower end of the virtual image is on the ground or above the ground. The virtual image display device according to claim 1.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6839889B2 (en) * 2016-12-02 2021-03-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 Display device
DE112019001694T5 (en) * 2018-03-30 2020-12-17 Nippon Seiki Co., Ltd. Device for controlling the display and head-up display
JP7310817B2 (en) 2018-07-05 2023-07-19 日本精機株式会社 head-up display device
US11370304B2 (en) 2018-07-05 2022-06-28 Nippon Seiki Co., Ltd. Head-up display device
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08197981A (en) * 1995-01-23 1996-08-06 Aqueous Res:Kk Display device for vehicle
JP4085928B2 (en) * 2003-08-22 2008-05-14 株式会社デンソー Vehicle navigation system
JP4887980B2 (en) * 2005-11-09 2012-02-29 日産自動車株式会社 VEHICLE DRIVE OPERATION ASSISTANCE DEVICE AND VEHICLE WITH VEHICLE DRIVE OPERATION ASSISTANCE DEVICE
JP2009150947A (en) * 2007-12-19 2009-07-09 Hitachi Ltd Head-up display device for vehicle
JP5155915B2 (en) * 2009-03-23 2013-03-06 株式会社東芝 In-vehicle display system, display method, and vehicle

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