WO2014162420A1 - 虚像表示装置 - Google Patents

Abstract

　虚像表示装置２００は、携帯端末保持部７と、コンバイナ５と、ベース部３とを備える。携帯端末保持部７は、案内画像Ｉｍを表示するディスプレイ１１０を有する携帯端末１００を着脱自在に保持する。コンバイナ５は、携帯端末１００が表示する案内画像Ｉｍを構成する光を反射し、当該画像を虚像Ｉｖとして観察者に視認させる。ベース部３は、携帯端末保持部７およびコンバイナ５と結合する。

Description

虚像表示装置

　本発明は、虚像を表示する技術に関する。

　従来から、車両の運転に関する情報を示す画像を運転者の目の位置（アイポイント）から虚像として視認させるヘッドアップディスプレイの技術が存在する。また、特許文献１には、車両に取り付けてヘッドアップディスプレイとして使用可能であって、かつ、車両から取り外して携帯型情報表示装置としても使用可能な情報表示装置が開示されている。また、特許文献１に記載の情報表示装置は、ヘッドアップディスプレイとして使用されていることを検知した場合には、表示画面の映像を反転して表示させている。

特開２００１－３３３３５１号公報

　特許文献１に記載の情報表示装置は、携帯型情報表示装置としての表示と、ヘッドアップディスプレイとしての表示とが可能な専用機であった。一方、利用者が有する携帯電話などの携帯端末のディスプレイの表示を利用し、適宜ヘッドアップディスプレイを構成することができると便宜である。そこで、本発明は、携帯端末を利用して虚像を表示することが可能な虚像表示装置を提供することを主な目的とする。

　請求項に記載の発明では、虚像表示装置は、画像を表示する表示面を有する携帯端末を着脱自在に保持する保持手段と、前記画像を構成する光を反射し、当該画像を虚像として観察者に視認させるコンバイナと、前記保持手段および前記コンバイナが結合するベース部と、を備えることを特徴とする。

第１実施例に係る虚像表示システムを模式的に示す。 携帯端末の正面図を示す。 携帯端末の概略構成を示す。 携帯端末が装着された虚像表示装置の側面図を模式的に示した図である。 携帯端末が装着された虚像表示装置の斜視図である。 ホルダを反転させた場合の携帯端末保持部に保持された携帯端末の側面図を示す。 携帯端末を取り外す前後の様子を示す。 （Ａ）は、種別情報に応じた案内画像を表示した携帯端末の正面図を示し、（Ｂ）は、コンバイナを介してユーザが視認する虚像を示す。 ディスプレイと、コンバイナと、虚像との位置関係を示す虚像表示システムの側面図を示す。 ある物点と、コンバイナと、虚像との位置関係を概略的に示す。 コンバイナの反射面での曲率が一定の場合の、距離ａと距離ｂとの関係を示すグラフである。 距離ａを一定にした場合の距離ｂとコンバイナの曲率半径ｒとの関係を示すグラフである。 コンバイナを含む運転者の視界の例を示す。 （Ａ）は、車両が所定角度だけ水平方向に対し傾いた場合の携帯端末の正面図を示す。（Ｂ）は、コンバイナを介して視認される虚像の表示例を示す。 第５実施例に係る収納状態の虚像表示装置の側面図を示す。 虚像を表示する状態の第５実施例に係る虚像表示装置の側面図を示す。 （Ａ）は、反射部を約９０度反時計回りに回転させた場合の虚像表示装置の側面図を示す。（Ｂ）は、反時計回りに反射部及び携帯端末保持部を約４５度回転させた後の虚像表示装置の側面図を示す。 変形例２に係る虚像表示装置の側面図を示す。 変形例３に係る虚像表示装置の側面図を示す。 ダッシュボードに設置された虚像表示装置の側面図を示す。 変形例８に係る虚像表示装置の側面図を示す。

　本発明の好適な実施形態によれば、虚像表示装置は、画像を表示する表示面を有する携帯端末を着脱自在に保持する保持手段と、前記画像を構成する光を反射し、当該画像を虚像として観察者に視認させるコンバイナと、前記保持手段および前記コンバイナが結合するベース部と、を備える。

　上記の虚像表示装置は、保持手段と、コンバイナと、ベース部とを備える。保持手段は、画像を表示する表示面を有する携帯端末を着脱自在に保持する。コンバイナは、携帯端末が表示する画像を構成する光を反射し、当該画像を虚像として観察者に視認させる。ベース部は、保持手段およびコンバイナが結合する。このように、虚像表示装置は、携帯端末を着脱自在な構成を有し、携帯端末を光源として使用する。従って、虚像表示装置は、観察者の携帯端末を利用して好適に観察者に虚像を視認させることができる。

　上記虚像表示装置の一態様では、前記ベース部は、車両の天井部、または天井部に装備されたサンバイザへ取り付け可能な取り付け手段に接続されている。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、前記ベース部は、当該ベース部を前記取り付け手段に対して回転可能に接続する接続部材を備える。
上記虚像表示装置の他の一態様では、前記保持手段は、前記携帯端末の表示面の法線方向が前記コンバイナの反射面の中心点より上方を通過する向きで前記携帯端末を保持する。この態様により、携帯端末が観察者のヘッドクリアランスを広くするように好適に保持される。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、前記コンバイナは、上部から下部にかけて曲率が徐々に大きくなる凹面状の反射面を有する。この態様により、携帯端末の表示面がコンバイナの中心よりも上方に傾いていた場合であっても、虚像の上端部分の幅が下端部分の幅よりも短く表示されるのを抑制することができる。また、虚像全体を適切な距離感で視認させることができる。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、前記反射面は、上部よりも下部における虚像の結像距離が長くなるように曲率が徐変する。この態様により、虚像の下端に近付くほど現在位置から遠くにある対象物の情報を示す虚像を表示する場合に、観察者に虚像を内容に即した距離感で好適に視認させることができる。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、前記保持手段は、当該保持手段が保持する携帯端末の表示面を前記コンバイナ側、および前記観察者側に向けられるように回転自在に前記ベース部に結合されている。この態様により、観察者は、携帯端末を使用する場合に、携帯端末の表示面を正面に向けて好適に操作することができる。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、前記保持手段は、前記コンバイナとの距離を変更自在な構成で前記ベース部に結合されている。この態様により、観察者のヘッドクリアランスを好適に調整することができる。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、虚像表示装置は、前記携帯端末が前記表示面に表示する画像の態様を切り換える制御を行うための基となる、当該虚像表示装置の種別に関する情報を送信する送信手段を備え、前記送信手段は、前記保持手段と前記携帯端末が所定距離以内に近づいた場合に、前記種別に関する情報を当該携帯端末に送信する。この態様により、虚像表示装置は、虚像が適切に観察者に視認されるように、携帯端末に案内画像の表示態様を好適に決定させることができる。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、虚像表示装置は、前記ベース部に結合され、前記携帯端末が前記表示面に表示する画像を構成する光を前記コンバイナに向けて反射する反射手段を備え、前記保持手段は、前記携帯端末の表示面を、前記反射手段に向けて保持する。この態様により、虚像表示装置は、携帯端末が表示する画像と虚像とが左右反転するのを抑制することができる。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、前記保持手段は、前記携帯端末の表示面を、前記ベース部と略平行に保持する。この態様により、虚像表示装置は、観察者のヘッドクリアランスを好適に生成することができる。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、前記保持手段は、当該保持手段が保持する携帯端末の表示面を前記反射手段側、および前記観察者側に向けられるように回転自在に前記ベース部に結合されている。この態様により、観察者は、携帯端末を使用する場合に、携帯端末の表示面を正面に向けて好適に操作することができる。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、前記反射手段は、前記保持手段の回転方向と同一方向に回転自在に前記ベース部に結合されており、前記保持手段は、前記反射手段が回転可能な角度範囲のうちの所定の角度範囲内において当該反射手段の回転に連動して回転する。この態様により、観察者は、携帯端末を使用する場合に、携帯端末の表示面を好適に正面に向けることができる。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、前記コンバイナは、前記観察者との距離を変更自在な構成で前記ベース部に結合されている。この態様により、観察者は、好適に虚像の表示位置や虚像の大きさを調整することができる。

　上記虚像表示装置の他の一態様では、前記コンバイナには、前記観察者により前記虚像が視認される方向からの外光を遮る、または減衰させる遮光部材が設けられる。この態様により、虚像表示装置は、携帯端末が出力する光量が外光に対して相対的に低い場合であっても、好適に虚像を視認させることができる。

　以下、図面を参照して本発明の好適な第１実施例～第５実施例について説明する。なお、以後において、「回転」とは、移動方向が時計周り及び反時計回りの両方を取り得る場合も含むものとし、かつ、可動範囲（角度）が制限されている場合も含むものとする。

　＜第１実施例＞
　［ヘッドアップディスプレイの構成］
　図１は、第１実施例に係る虚像表示システムを模式的に示す。図１に示すように、虚像表示システムは、ディスプレイ１１０を有する携帯端末１００と、携帯端末１００のディスプレイ１１０の表示を虚像「Ｉｖ」として表示させる虚像表示装置２００とを有する。なお、図１は、車両の運転席を側方から見た図であり、運転者は車室内のシートに座っている。運転者の頭上には車両の外枠を形成するルーフ（板金）２７があり、その下方には車室の内装である天井２８がある。また、運転者の前方には車両のフロントガラス２５がある。

　携帯端末１００は、例えばスマートフォンやｉＰａｄ（登録商標）などの携帯端末であり、フロントガラス２５にディスプレイ１１０が向けられた状態で、虚像表示装置２００により保持される。そして、携帯端末１００は、現在位置周辺の地図や目的地までの経路などの運転を補助するための画像（「案内画像Ｉｍ」とも呼ぶ。）をディスプレイ１１０に表示する。

　虚像表示装置２００は、運転者の前方斜め上方向に設置され、端末装置１００を脱着自在である。虚像表示装置２００は、主に、ベース部３と、コンバイナ５と、携帯端末保持部７と、アーム８と、クリップ部９とを有する。

　ベース部３は、板状に形成され、携帯端末保持部７、コンバイナ５を保持するアーム８、及びクリップ部９が取り付けられる。以後では、図１においてベース部３が延在する方向を「Ｘ軸方向」、ベース部３と垂直な方向を「Ｚ軸方向」、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と垂直な方向を「Ｙ軸方向」とし、各軸の正方向を図１及び後述する図５に示す方向に定める。

　コンバイナ５は、ハーフミラーであり、車両前方からの外光は透過しつつ、携帯端末１００のディスプレイ１１０から発せられた光が照射されると、その照射光を運転者のアイポイント「Ｐｅ」へ一部反射することで虚像Ｉｖを観察者に視認させる光学部材である。なお、虚像Ｉｖは矢印の先端が上方向を示す。コンバイナ５の表示光の反射面は、凹面形状を有する。これにより、コンバイナ５は、虚像Ｉｖを拡大表示させる。アーム８は、ベース部３のＹ軸方向での両端に取り付けられた一対の支持部材であり、フロントガラス２５の方向に延出し、コンバイナ５を狭持する。

　携帯端末保持部７は、携帯端末１００のディスプレイ１１０をコンバイナ５に向けた状態で、携帯端末１００を挟持する。また、携帯端末１００の背面と接する携帯端末保持部７の面には、後述する図４で図示する近距離無線通信タグ６が設けられている。携帯端末保持部７は、本発明における「保持手段」の一例である。

　近距離無線通信タグ６は、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの近距離無線通信が可能なタグである。近距離無線通信タグ６は、携帯端末１００が携帯端末保持部７に装着され、携帯端末１００と通信可能になった場合、虚像表示装置２００の種別に応じた情報（「種別情報Ｉｋ」とも呼ぶ。）を送信する。種別情報Ｉｋは、携帯端末１００が案内画像Ｉｍのディスプレイ１１０中の表示態様を決定するための情報であり、詳細は後述する。

　クリップ部９は、天井２８と対向するベース部３の上面に取り付けられ、サンバイザ２９を挟み込んだ状態でベース部３をサンバイザ２９に取り付ける。クリップ部９は、断面が略Ｊ型に湾曲した板状の弾性体であり、サンバイザ２９を狭持する方向に付勢する弾性力を有する。クリップ部９は、本発明における「取り付け手段」の一例である。

　［携帯端末の構成］
　次に、携帯端末１００の構成について説明する。図２は、携帯端末１００の正面図を示す。携帯端末１００は、利用者が持ち運び可能な携帯型端末であって、タッチパネル１２０が積層されたディスプレイ１１０を有する。

　図３は、携帯端末１００の概略構成を示す。図３に示すように、携帯端末１００は、出力部１１と、入力部１２と、記憶部１３と、通信部１４と、ＧＰＳ受信部１５と、傾き検知部１６と、制御部１７と、を備える。携帯端末１００の各要素は、図示しないバスを介して相互に接続され、各要素間で必要な情報が伝送可能なように構成されている。

　出力部１１は、ディスプレイ１１０や図示しないスピーカなどを備え、制御部１７の制御に基づき、携帯端末１００の利用者の操作に応答するための情報を出力する。

　入力部１２は、タッチパネル１２０を備え、携帯端末１００に対して端末利用者が行う必要な命令や情報の入力、即ち操作を受け付けるインタフェースである。なお、入力部１２は、タッチパネル１２０に加え、各種コマンドやデータを入力するための、キー、スイッチ、ボタン、音声入力装置等を有してもよい。

　記憶部１３は、携帯端末１００の動作を制御するためのプログラムを保存したり、携帯端末１００の動作に必要な情報を保持したりする。また、記憶部１３は、ディスプレイ１１０のサイズの情報などを記憶する。

　通信部１４は、所定のプロトコルに従い、他の装置とデータの送受信を行う。特に、本実施例では、通信部１４は、携帯端末１００が携帯端末保持部７に装着された状態で、図４に図示する近距離無線通信タグ６と無線通信を行い、近距離無線通信タグ６から種別情報Ｉｋを受信する。

　ＧＰＳ受信部１５は、複数のＧＰＳ衛星から、測位用データを含む下り回線データを搬送する電波を受信することで、携帯端末１００の現在位置の情報を生成し、制御部１７に送信する。傾き検知部１６は、例えば加速度センサやジャイロセンサであり、携帯端末１００の傾きを検知する。そして、傾き検知部１６は、生成した検出信号を、制御部１７に送信する。なお、傾き検知部１６は、図２の正面視の携帯端末１００を回転させる方向での傾きに加え、携帯端末１００の長手方向又は短手方向を軸として携帯端末１００を回転させる方向での傾きも検知してもよい。

　制御部１７は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）などを備え、記億部に保存されてるアプリケーションソフトウェアを実行するなどして携帯端末１００内の各構成要素に対して種々の制御を行う。例えば、制御部１７は、虚像表示装置２００から受信した種別情報Ｉｋに基づき、観察者が虚像Ｉｖを好適に視認できるように、案内画像Ｉｍの表示態様を決定する。この制御方補については、［表示制御方法］のセクションで詳しく説明する。

　［虚像表示装置の詳細構成］
　次に、虚像表示装置２００の詳細な構成について、図４、図５を参照して説明する。図４は、携帯端末１００が装着された虚像表示装置２００の側面図を模式的に示した図である。また、図５は、携帯端末１００が装着された虚像表示装置２００の斜視図である。図４、５では、携帯端末１００は、横長の状態、即ち携帯端末１００の長手方向がＹ軸と平行な状態で携帯端末保持部７に保持されている。

　（１）コンバイナの位置調整機構
　まず、コンバイナ５の位置調整に関する機構について説明する。

　ベース部３のＹ軸方向の両側面には、図４及び図５に示すように、アーム８をＸ軸方向にスライドさせるためのガイド部３１がそれぞれ設けられている。ガイド部３１には、Ｘ軸方向に沿って溝が形成されている。そして、ガイド部３１には、アーム８の一端が接続するスライド部３２がＸ軸方向に沿った方向（図４の矢印２３ｘ、２３ｙ参照）にスライド自在に嵌め込まれている。スライド部３２には、スライド部３２の移動範囲をガイド部３１の溝が形成された範囲に規制する規制部３２０が設けられている。規制部３２０は、ガイド部３１の溝に挿通した状態でスライド部３２に固定され、ガイド部３１の溝に沿ってＸ軸方向に移動自在である。

　アーム８は、スライド部３２と接続する端部を軸として、虚像表示装置２００の上下方向（図４の矢印２４ｘ、２４ｙ参照）に回転自在である。また、上述の端部と反対側のアーム８の端部は、コンバイナ５を、Ｙ軸回り（図４の矢印２５ｘ、２５ｙ参照）に回転自在に保持する。

　以上の構成によれば、ユーザは、スライド部３２を操作することで、コンバイナ５のＸ軸方向における位置を好適に調整することができる。一般に、コンバイナ５と表示像が表示されたディスプレイ１１０との距離によって、虚像Ｉｖの表示位置や大きさが異なる。従って、ユーザは、スライド部３２によりコンバイナ５のＸ軸方向における位置を調整することで、虚像Ｉｖの表示位置や大きさを好適に調整することができる。また、ユーザは、スライド部３２に対するアーム８の取付角度、及び、コンバイナ５のアーム８に対する取付角度を調整することで、コンバイナ５の位置を好適に調整することができる。従って、虚像表示装置２００は、取り付けられる車両の天井高や利用者の体格の違いなどに好適に対応することができる。

　（２）携帯端末の位置機構
　次に、携帯端末１００の位置調整に関する機構について、引き続き図４、図５を参照して説明する。

　携帯端末保持部７は、設置部７０と、ヒンジ部７１と、第１アーム７２と、第２アーム部７４と、ホルダ７５とを有する。設置部７０は、ベース部３に設けられる。設置部７０には、第１アーム７２をＹ軸回り（図４の矢印２０ｘ、２０ｙ参照）に回転自在に保持するヒンジ部７１が設けられている。ヒンジ部７１の反対側の第１アーム７２の端は、第２アーム７４と接合する。第２アーム７４は、第１アーム７２に対し、Ｙ軸回り（図４の矢印２１ｘ、２１ｙ参照）に回転可能に接合している。第２アーム７４は、ホルダ７５の背面と略垂直に接続している。

　ホルダ７５は、携帯端末１００を挟持する。ホルダ７５は、携帯端末１００を支持する支持部７５ａと、支持部７５ａから延出する可動部７５ｂとを有する。可動部７５ｂの端部７５０ｂは、支持部７５ａに収納されている。そして、可動部７５ｂは、携帯端末１００を挟む方向（図４の矢印２２ｘ、２２ｙ参照）にスライド自在である。これにより、ホルダ７５は、携帯端末１００の大きさによらず携帯端末１００を好適に保持することができる。また、支持部７５ａの携帯端末１００と対向する面には、近距離無線通信タグ６が設けられている。近距離無線通信タグ６は、携帯端末１００が携帯端末保持部７に装着された状態で、携帯端末１００の通信部１４と通信可能な位置に配置されている。

　この構成によれば、第１アーム７２は、設置部７０に対する取付角度が調整自在であり、かつ、第２アーム７４は、第１アーム７２との取付角度を調整自在である。これにより、ユーザは、携帯端末１００のディスプレイ１１０の位置を、虚像Ｉｖを視認するのに好適な位置に手動で調整することができる。また、一般に、コンバイナ５とディスプレイ１１０との距離によって、虚像Ｉｖの表示位置や大きさが異なる。従って、ユーザは、この構成により、ホルダ７５及び携帯端末１００のコンバイナ５に対する距離を調整することで、虚像Ｉｖの表示位置や大きさを好適に調整することができる。

　また、好適には、ホルダ７５は、ディスプレイ１１０法線方向（図４の矢印２８参照）がコンバイナ５の反射面の中心点（図４の破線円２９参照）より上方を通過する向きで携帯端末１００を保持する。これにより、ユーザの頭部に対して、ホルダ７５及び携帯端末１００が突出するのを防ぎ、ヘッドクリアランスを十分に設けることができる。

　また、第２アーム７４は、図４の矢印２１ｘの方向に向けて第１アーム７２に対し約１８０度回転可能であり、これにより、ホルダ７５は、携帯端末１００のディスプレイ１１０をアイポイントＰｅに向けた状態で保持する。これについて、図６を参照して説明する。

　図６は、図４に示す状態から、ホルダ７５を反転させた場合の携帯端末保持部７に保持された携帯端末１００の側面図を示す。図６に示すように、この場合、携帯端末１００のディスプレイ１１０は、アイポイントＰｅに向けられた状態で固定される。従って、ユーザは、携帯端末１００が携帯端末保持部７に装着された状態で、ディスプレイ１１０を直視しながら、携帯端末１００への操作を行うことができる。

　次に、携帯端末１００を携帯端末保持部７から取り外す場合について、図７を参照して説明する。

　図７は、図６の状態からホルダ７５の可動部７５ｂをスライドさせて、携帯端末１００を取り外す前後の様子を示す。図７では、携帯端末１００を取り外す前の可動部７５ｂ及び携帯端末１００を破線により示している。図７に示すように、携帯端末１００を取り外す場合、ユーザは、支持部７５ａから可動部７５ｂを引き離す方向（矢印２２ｘ参照）にスライドさせる。これにより、携帯端末１００を好適にホルダ７５から取り外すことができる。

　［表示制御方法］
　次に、携帯端末１００の制御部１７が実行する表示制御方法について説明する。制御部１７は、案内画像Ｉｍを表示するための所定のアプリケーションを実行し、近距離無線通信タグ６から受信した種別情報Ｉｋに基づき、案内画像Ｉｍの表示態様を決定する。

　ここで、種別情報Ｉｋは、例えば、案内画像Ｉｍを反転させる必要性の有無の情報、携帯端末１００が縦長又は横長のいずれに保持されるかを示す情報、コンバイナ５のサイズの情報、コンバイナ５と携帯端末保持部７との距離の情報、携帯端末１００のコンバイナ５に対する取付角度の情報、携帯端末保持部７が保持可能な携帯端末１００のサイズの情報、コンバイナの曲率に関する情報などを含む。なお、上述のコンバイナ５と携帯端末保持部７との距離や、携帯端末１００のコンバイナ５に対する取付角度など、ユーザ操作に基づき変更される可能性がある値は、例えば一般的に使用される場合の標準的な値に定められる。

　そして、制御部１７は、種別情報Ｉｋに基づき、案内画像Ｉｍの反転の必要性の有無、案内画像Ｉｍの向き、案内画像Ｉｍのサイズ、案内画像Ｉｍのディスプレイ１１０中の表示位置、及び案内画像Ｉｍの縦横の伸縮率（即ちアスペクト比）等を決定する。この具体例について、図８を参照して説明する。

　図８（Ａ）は、案内画像Ｉｍを表示した携帯端末１００の正面図を示し、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の例において、コンバイナ５を介してユーザが視認する虚像Ｉｖを示す。

　図８（Ａ）、（Ｂ）の例では、制御部１７は、近距離無線通信タグ６から受信した種別情報Ｉｋに基づき、コンバイナ５を介して視認される虚像Ｉｖが案内画像Ｉｍに対して左右反転して表示されることを認識する。従って、この場合、図８（Ａ）に示すように、制御部１７は、予めディスプレイ１１０上で案内画像Ｉｍを左右反転させて表示する。このように、制御部１７は、種別情報Ｉｋに基づき、案内画像Ｉｍの反転の必要性の有無を認識し、虚像Ｉｖを適切にユーザに認識させることができる。

　また、制御部１７は、種別情報Ｉｋに基づき、ディスプレイ１１０が縦長又は横長のいずれの状態で保持されるかを認識し、その認識結果に応じて案内画像Ｉｍの向きを決定する。具体的には、制御部１７は、携帯端末１００が縦長の状態で保持される場合には案内画像Ｉｍの上下方向をディスプレイ１１０の長手方向と一致させ、携帯端末１００が横長の状態で保持される場合には案内画像Ｉｍの上下方向をディスプレイ１１０の短手方向と一致させる。なお、制御部１７は、種別情報Ｉｋに代えて、傾き検知部１６の出力に基づき、案内画像Ｉｍの向きを決定してもよい。

　また、制御部１７は、種別情報Ｉｋに含まれるコンバイナ５のサイズの情報と、記憶部１３に記憶されているディスプレイ１１０のサイズの情報等に基づき、案内画像Ｉｍのディスプレイ１１０中のサイズを決定する。例えば、この場合、記憶部１３は、コンバイナ５のサイズ及びディスプレイ１１０のサイズ等の組み合わせごとに適切な案内画像Ｉｍのサイズを示すマップ等を予め記憶しておき、制御部１７は、当該マップを参照して案内画像Ｉｍのサイズを決定する。図８（Ａ）、（Ｂ）の例では、制御部１７は、ディスプレイ１１０の全面に案内画像Ｉｍを表示させた場合には、案内画像Ｉｍの全体がコンバイナ５に投影されない（つまり案内画像Ｉｍの一部がコンバイナ５からはみ出す）と判断し、所定率だけ案内画像Ｉｍを小さくしてディスプレイ１１０に表示させている。これにより、制御部１７は、案内画像Ｉｍの全体を好適に虚像Ｉｖとしてユーザに視認させることができる。

　また、制御部１７は、種別情報Ｉｋに含まれる携帯端末１００のコンバイナ５に対する取付角度等に基づき、案内画像Ｉｍのディスプレイ１１０中の表示位置を決定する。例えば、この場合、記憶部１３は、携帯端末１００のコンバイナ５に対する取付角度等ごとに適切な案内画像Ｉｍの表示位置を示すマップ等を予め記憶しておき、制御部１７は、当該マップを参照して案内画像Ｉｍの表示位置を決定する。図８（Ａ）、（Ｂ）の例では、制御部１７は、ディスプレイ１１０の中心に案内画像Ｉｍを表示させた場合に、虚像Ｉｖがコンバイナ５の中心よりも左下にずれることを認識し、予め案内画像Ｉｍを右上にずらして表示している。これにより、制御部１７は、虚像Ｉｖをコンバイナ５の中心に合わせて好適に表示することができる。

　同様に、制御部１７は、種別情報Ｉｋに基づき、案内画像Ｉｍのアスペクト比を決定する。例えば、この場合、記憶部１３は、種別情報Ｉｋに含まれる携帯端末１００の取付角度等ごとに適切な案内画像Ｉｍのアスペクト比を示すマップ等を予め記憶しておき、制御部１７は、当該マップを参照して案内画像Ｉｍのアスペクト比を決定する。図８（Ａ）、（Ｂ）の例では、制御部１７は、種別情報Ｉｋに基づき、虚像Ｉｖが案内画像Ｉｍよりも縦方向に所定率だけ縮んで表示されることを認識し、案内画像Ｉｍを通常のアスペクト比よりも予め縦に所定率だけ長いアスペクト比により表示している。これにより、制御部１７は、虚像Ｉｖを適切なアスペクト比でユーザに視認させることができる。

　また、好適には、制御部１７は、入力部１２への入力に基づき、案内画像Ｉｍの表示態様を変更してもよい。一般に、利用者によっては、上記のように種別情報Ｉｋに基づき案内画像Ｉｍの補正を行った場合でも、虚像Ｉｖが適切に視認できない場合がある。以上を勘案し、制御部１７は、案内画像Ｉｍの表示位置やアスペクト比などを補正する入力を入力部１２により受け付け、当該入力に基づき案内画像Ｉｍの表示態様を変更する。これにより、制御部１７は、虚像Ｉｖの表示態様を、ユーザの好みに応じて好適に調整することができる。

　以上説明したように、第１実施例に係る虚像表示装置２００は、携帯端末保持部７と、コンバイナ５と、ベース部３とを備える。携帯端末保持部７は、案内画像Ｉｍを表示するディスプレイ１１０を有する携帯端末１００を着脱自在に保持する。コンバイナ５は、携帯端末１００が表示する案内画像Ｉｍを構成する光を反射し、当該画像を前方風景に重なる虚像Ｉｖとして観察者に視認させる。ベース部３は、携帯端末保持部７およびコンバイナ５と結合する。このように、虚像表示装置２００は、携帯端末１００を着脱自在な構成を有し、携帯端末１００を光源として使用する。従って、虚像表示装置は、利用者の携帯端末１００を利用して好適に利用者に虚像Ｉｖを視認させることができる。

　＜第２実施例＞
　第２実施例では、第１実施例の案内画像Ｉｍの表示制御に加えて、制御部１７は、好適に、案内画像Ｉｍの台形補正を行う。これにより、制御部１７は、コンバイナ５に近いディスプレイ１１０の領域ほど、当該領域に表示する画像を小さく表示する。

　図９は、ディスプレイ１１０と、コンバイナ５と、虚像Ｉｖとの位置関係を示す虚像表示システムの側面図を示す。以後では、ディスプレイ１１０中で上端に表示される案内画像Ｉｍの部分を「上端画像部」と呼び、ディスプレイ１１０中で下端に表示される案内画像Ｉｍの部分を「下端画像部」と呼ぶ。

　図９では、上端画像部と上端画像部が投影されるコンバイナ５の位置との距離「ａ１」は、下端画像部と下端画像部が投影されるコンバイナ５の位置との距離「ａ２」よりも長い。従って、上端画像部が投影されるコンバイナ５の位置と上端画像部に対応する虚像Ｉｖが結像する位置との距離「ｂ１」は、下端画像部が投影されるコンバイナ５の位置と下端画像部に対応する虚像Ｉｖが結像する位置との距離「ｂ２」よりも長くなる。その結果、下端画像部に対応する虚像Ｉｖの部分は、上端画像部に対応する虚像Ｉｖの部分と比較して大きく表示される。従って、矩形の案内画像Ｉｍを表示した場合、虚像Ｉｖは上端部分が短い台形に表示されることになる。

　以上を勘案し、第２実施例では、制御部１７は、コンバイナ５に近いディスプレイ１１０の領域ほど、当該領域に表示する画像を小さく表示する。具体的には、制御部１７は、傾き検知部１６の出力に基づきＺ軸に対するディスプレイ１１０の傾きを認識し、認識したディスプレイ１１０の傾きに応じて案内画像Ｉｍの台形補正を行う。この場合、例えば、制御部１７は、記憶部１３に予め記憶されたディスプレイ１１０の傾きごとに適切な案内画像Ｉｍの台形補正の補正量のマップを参照することで、案内画像Ｉｍの台形補正を行う。なお、制御部１７は、ディスプレイ１１０の傾きに加え、種別情報Ｉｋに含まれるコンバイナ５の傾きの情報を参照し、コンバイナ５に対するディスプレイ１１０の相対的な傾きを算出し、当該相対的な傾きに応じて案内画像Ｉｍの台形補正を行ってもよい。

　ここで、図９の距離ａ１、ａ２と、距離ｂ１、ｂ２との関係について、図１０及び図１１をさらに参照して補足説明する。

　図１０は、ある物体の物点Ｐ１と、コンバイナ５と、虚像Ｉｖとの位置関係を概略的に示す。以後では、物点Ｐ１とコンバイナ５との距離を「ａ」、虚像Ｉｖとコンバイナ５との距離を「ｂ」、コンバイナ５の反射面の焦点距離を「ｆ」、コンバイナ５の反射面の曲率半径を「ｒ」とする。

　この場合、距離ａ、ｂ及び焦点距離ｆは、結像公式に基づき、以下の式（１）により規定される関係を有する。

　１／ａ＋１／（－ｂ）＝１／ｆ　　　（１）
　なお、以下の式（２）に示すように、コンバイナ５の反射面の焦点距離ｆは、コンバイナ５の反射面の曲率半径ｒの１／２となる。

　ｆ＝ｒ／２　　（２）
　そして、式（１）、（２）によれば、コンバイナ５の反射面での曲率半径ｒが一定の場合、コンバイナ５と虚像Ｉｖとの距離ｂは、コンバイナ５と物点Ｐ１との距離ａに応じて変化する。

　図１１は、コンバイナ５の反射面での曲率半径ｒが一定の場合の、図１０の距離ａと距離ｂとの関係を示すグラフである。図１１に示すように、コンバイナ５の反射面での曲率半径ｒが一定の場合、コンバイナ５と虚像Ｉｖとの距離ｂは、コンバイナ５と物点Ｐ１との距離ａが長いほど長くなる。また、図９の距離ａ１、ａ２は、図１０の距離ａに相当し、図９の距離ｂ１、ｂ２は、図１０の距離ｂに相当する。また、距離ａ２は距離ａ１よりも短いことから、図９の例では、下端画像部に対応する距離ｂ２は、上端画像部に対応する距離ｂ１よりも短くなる。

　このように、ディスプレイ１１０の向きをコンバイナ５の中心点よりも上向きに傾けて携帯端末１００を保持した場合、下端画像部に対応する虚像Ｉｖの部分は、上端画像部に対応する虚像Ｉｖの部分よりも、相対的に近くに、かつ、大きく表示される。従って、この場合、制御部１７は、案内画像Ｉｍの上端から下端にかけて表示幅を狭くするように、案内画像Ｉｍの台形補正を行う。これにより、制御部１７は、好適に虚像Ｉｖを利用者に視認させることができる。

　＜第３実施例＞
　第３実施例では、第２実施例に代えて、又はこれに加えて、虚像表示装置２００のコンバイナ５は、上部から下部にかけて曲率が徐々に大きくなる凹面状の反射面を有する。これにより、虚像表示装置２００は、虚像Ｉｖが台形に歪むのを防ぐとともに、虚像Ｉｖの全体をアイポイントＰｅから均一な距離にして虚像Ｉｖを視認させる。

　図１２は、図１０の例において、距離ａを一定にした場合の距離ｂとコンバイナ５の曲率半径ｒとの関係を示すグラフである。図１２に示すように、距離ａが一定の場合、距離ｂと曲率半径ｒとは負の相関関係を有する。従って、第３実施例では、携帯端末１００のコンバイナ５に対する傾きに起因してコンバイナ５の下部ほど距離ｂが短くなるのを相殺するように、コンバイナ５の反射面の曲率半径ｒが上部から下部にかけて徐々に小さくなる。これにより、虚像Ｉｖの全体をアイポイントＰｅから均一な距離にして虚像Ｉｖを視認させることができる。

　次に、第３実施例の効果について、図１３を参照して説明する。

　図１３は、コンバイナ５を含む運転者の視界の例を示す。図１３では、虚像表示システムは、虚像Ｉｖとして、走行予定のルートを示すルート画像９０を、ルートとなる風景中の道路を地平線に対して上下反転させた位置に表示させている。

　この場合、ルート画像９０の下端画像部（破線枠９５参照）は、現在位置に対して相対的に遠方の位置の道路を示し、ルート画像９０の上端画像部（破線枠９６参照）は、現在位置に対して相対的に近くの位置の道路を示す。一方、図９で説明したように、携帯端末１００がコンバイナ５よりも上方を向いている場合、ルート画像９０の上端画像部に対応する距離ｂ１は、ルート画像９０の下端画像部に対応する距離ｂ２よりも長くなる。従って、この場合、現在位置の近くの道路に対応するルート画像９０の上端画像部は、アイポイントＰｅから相対的に遠い位置に表示され、現在位置から遠い道路に対応するルート画像９０の下端画像部は、アイポイントＰｅに相対的に近い位置に表示される。従って、この場合、虚像Ｉｖが示すべき距離感に反して虚像Ｉｖが表示されることになる。

　以上を勘案し、第３実施例では、コンバイナ５の反射面を上部から下部に向けて曲率半径ｒを徐々に小さくする。これにより、携帯端末１００のコンバイナ５に対する傾きに起因してコンバイナ５の下部ほどコンバイナ５と虚像Ｉｖとの距離ｂが短くなるのを防ぐことができる。

　また、好適には、図９において、上端画像部に対応するコンバイナ５と虚像Ｉｖとの距離ｂ１が、下端画像部に対応するコンバイナ５と虚像Ｉｖとの距離ｂ２よりも短くなるように、コンバイナ５の反射面を上部から下部に向けて曲率半径ｒを徐々に小さくしてもよい。即ち、この場合、携帯端末１００のコンバイナ５に対する傾きに起因してコンバイナ５の下部ほどコンバイナ５と虚像Ｉｖとの距離ｂが短くなる分を凌駕して、コンバイナ５の反射面の曲率変化によりコンバイナ５の下部ほどコンバイナ５と虚像Ｉｖとの距離ｂを長くする。これにより、虚像Ｉｖの下部ほどアイポイントＰｅから遠方に表示させ、図１３のルート画像９０をより現実的に利用者に視認させることができる。

　この場合、種別情報Ｉｋにはコンバイナ５の曲率に関する情報が含まれ、携帯端末１００の制御部１７は、コンバイナ５の曲率に関する情報を基に、コンバイナ５の曲率半径ｒが小さい位置に、現在位置に対して相対的に遠方の位置と対応させたい画像が投影されるようにディスプレイ１１０上の表示位置を変化させてもよい。

　＜第４実施例＞
　第４実施例では、第１～第３実施例に加えて、制御部１７は、ディスプレイ１１０の水平方向に対する左右の傾きを検知し、当該傾き分だけ案内画像Ｉｍをディスプレイ１１０の傾きと逆方向に回転させる。これにより、制御部１７は、一例として未舗装の道路等を走行中であっても、水平方向に対して左右に傾くことなく虚像Ｉｖを好適に表示する。

　一般に、走行中の道路の状態が悪い場合、虚像表示装置２００は、車両と共に水平方向に対して左右（すなわちロール方向）に傾く場合がある。一方、利用者は、人間の特性上、無意識に上体を動かして目線を補正しようとする。その結果、利用者は、水平方向に対して左右に傾いた状態の虚像Ｉｖを視認することなる。以上を勘案し、制御部１７は、傾き検知部１６の出力等に基づき、水平方向に対してディスプレイ１１０がなすロール方向の傾きを検知し、当該傾き分だけ案内画像Ｉｍをディスプレイ１１０の傾きと逆方向に回転させる。

　図１４（Ａ）は、車両が角度「θ」だけ水平方向に対し反時計回りに傾いた場合の携帯端末１００の正面図を示す。また、図１４（Ｂ）は、コンバイナ５を介して視認される虚像Ｉｖの表示例を示す。

　図１４（Ａ）に示すように、この場合、ディスプレイ１１０が角度θだけ反時計回りに水平方向に対して傾くと共に、図１４（Ｂ）に示すように、コンバイナ５は角度θだけ水平方向から時計周りに傾いている。この場合、制御部１７は、傾き検知部１６の出力に基づき、ディスプレイ１１０が水平方向から角度θだけ反時計回りに傾いたことを検知し、案内画像Ｉｍをその逆方向である時計周りに角度θだけディスプレイ１１０に対して回転させる。これにより、図１４（Ａ）に示すように、案内画像Ｉｍの左右方向は、水平方向と平行になり、その結果、図１４（Ｂ）に示すように、虚像Ｉｖは、水平方向に対して傾くことなく表示されている。

　このように、第４実施例では、制御部１７は、未舗装の道路等を車両が走行中であっても、虚像Ｉｖが傾くことなく虚像Ｉｖを好適に利用者に視認させることができる。

　また、第４実施例の構成によれば、車両形状等の制約により虚像表示装置２００が車両に対して水平に取り付けできない場合においても、制御部１７は、虚像Ｉｖが傾くことなく虚像Ｉｖを好適に利用者に視認させることができる。

　＜第５実施例＞
　第５実施例では、携帯端末１００は、ベース部３と略平行に設置される。これにより、運転者のヘッドクリアランスを好適に確保する。

　図１５は、第５実施例に係る収納状態の虚像表示装置２００Ａの側面図を示し、図１６は、虚像Ｉｖを表示する状態の虚像表示装置２００Ａの側面図を示す。

　図１５に示すように、虚像表示装置２００Ａは、ベース部３と、反射部４と、コンバイナ５と、携帯端末保持部７Ａと、アーム８と、クリップ部９とを有する。なお、以後では、第１実施例に係る虚像表示装置２００と同様の虚像表示装置２００Ａの構成要素については、適宜同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、図示しない近距離無線通信タグ６は、携帯端末１００が携帯端末保持部７Ａに装着された状態で、携帯端末１００の通信部１４と通信可能な位置に配置されている。

　反射部４は、ディスプレイ１１０からの出射光をコンバイナ５に向けて反射するためのミラー４０を有する。反射部４は、回転軸部４１を軸として、Ｙ軸回りに回転自在である。回転軸部４１は、クリップ部９が設けられた面と反対側のベース部３の面に設けられた支持部３８により支持されている。また、反射部４は、携帯端末保持部７Ａに対して反射部４を固定するためのストッパ４２を有する。ミラー４０は、本発明における「反射手段」の一例である。

　携帯端末保持部７Ａは、携帯端末１００をベース部３に対して略平行に保持する。携帯端末保持部７Ａは、携帯端末１００の両側面から携帯端末１００を把持する一対のアーム７６を有する。また、携帯端末保持部７Ａは、支持部３８に回転自在に固定された図示しない回転軸を有し、図１５の状態から反時計回りの方向に約９０度の範囲で回転自在である。携帯端末保持部７Ａは、ストッパ４２と嵌合可能な嵌合部７８を有する。嵌合部７８は、ストッパ４２の先端が所定の圧力により接触した場合、ストッパ４２と嵌合する。また、嵌合部７８とストッパ４２とが嵌合した状態で、当該嵌合を外すように所定以上の応力がかかった場合に、嵌合部７８に対してストッパ４２が外れる。

　図１５に示すように、虚像表示装置２００Ａを収納する場合、ミラー４０がベース部３と略平行になる位置に反射部４を回転させる。これにより、虚像表示装置２００Ａを使用しない場合に、ヘッドクリアランスを好適に確保することができる。

　一方、虚像表示装置２００Ａを使用する場合、図１５の状態から、反射部４を反時計回りに所定角度だけ回転させる。これにより、図１６に示すように、ミラー４０は、ディスプレイ１１０と対向し、かつ、ディスプレイ１１０の光をコンバイナ５に反射する位置に固定される。このように、虚像表示装置２００Ａは、ベース部３と略平行に設置された携帯端末１００の表示光を好適にコンバイナ５に入射させてユーザに虚像Ｉｖを表示させることができる。

　また、図１６に示すように、虚像表示装置２００Ａは、案内画像Ｉｍをミラー４０により反射させた後、さらにコンバイナ５でその反射光を反射させることで、アイポイントＰｅに案内画像Ｉｍを構成する光を入射させる。従って、制御部１７は、この場合、第１～第４実施例の虚像表示装置２００の場合と異なり、案内画像Ｉｍを予め左右反転させてディスプレイ１１０に表示させる必要がない。この場合、図示しない近距離無線通信タグ６の種別情報Ｉｋには、案内画像Ｉｍを反転させる必要性が無い旨の情報が含まれ、携帯端末１００の制御部１７は、種別情報Ｉｋを基に、案内画像Ｉｍを左右反転させずにディスプレイ１１０に表示させる。

　次に、携帯端末保持部７Ａに携帯端末１００を装着した状態で携帯端末１００をユーザが操作する場合について、図１７（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。

　図１７（Ａ）は、反射部４を図１５の状態から約９０度反時計回りに回転させた場合の虚像表示装置２００Ａの側面図を示す。この場合、図１７（Ａ）に示すように、嵌合部７８にストッパ４２が接触し、嵌合部７８とストッパ４２とが嵌合している。これにより、反射部４及び携帯端末保持部７Ａは、連動して回転可能な状態となる。

　図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）の状態から反時計回りに反射部４及び携帯端末保持部７Ａを約４５度回転させた後の虚像表示装置２００Ａの側面図を示す。この場合、嵌合部７８とストッパ４２とが嵌合しているため、反射部４及び携帯端末保持部７Ａは、図１７（Ａ）の状態から同一角度だけ回転している。そして、図１７（Ｂ）の状態では、携帯端末保持部７Ａがベース部３の支持部３８に対してロックされる。従って、ユーザは、この場合、ディスプレイ１１０を正面に視認しつつ好適に携帯端末１００を操作することができる。

　なお、第５実施例では、携帯端末１００が天井２８の直下に載置されることを勘案し、虚像表示装置２００Ａは、ＧＰＳ受信機を有し、測位した情報を無線通信により携帯端末１００に送信してもよい。これにより、携帯端末１００のＧＰＳ受信部１５が測位できない場合であっても、現在位置の情報を携帯端末１００に好適に取得させることができる。　ＧＰＳ衛星からの電波を受信する受信アンテナは、一例として車両のダッシュボード上などに配置され、ケーブルにより虚像表示装置２００ＡのＧＰＳ受信機に接続されていてもよい。また、虚像表示装置２００Ａは、ＧＰＳ受信機に加え、ジャイロ、加速度センサ、距離センサなどの種々のセンサを備え、自立測位が可能であってもよい。また、虚像表示装置２００Ａは、車両から車速パルスなどの種々の車両の情報を取得可能であってもよい。これらの形態は、第５実施例のみに限定されず、第１～第４実施例においても有効である。、虚像表示装置２００は、取得した情報を携帯端末１００に送信することで、経路案内等を好適に携帯端末１００に実行させることができる。

　＜変形例＞
　以下、第１～第５実施例に好適な各変形例について説明する。なお、これらの各変形例は、任意に組み合わせて上述の各実施例に適用することが可能である。

　（変形例１）
　第１～第４実施例において、制御部１７は、ディスプレイ１１０がコンバイナ５に向けられた状態であるか、又は、アイポイントＰｅに向けられた状態であるかをさらに判定し、その判定結果に基づき、案内画像Ｉｍの左右方向の反転及び非反転を切り替えるとよい。具体的には、制御部１７は、ディスプレイ１１０がコンバイナ５に向けられた図４の状態では案内画像Ｉｍを左右方向に反転させ、ディスプレイ１１０がアイポイントＰｅに向けられた図６の状態では案内画像Ｉｍを反転させない。

　ここで、上述のディスプレイ１１０の向きの判定方法について具体例を説明する。ここでは、傾き検知部１６が携帯端末１００の厚さ方向の加速度を検知可能な加速度センサである場合について説明する。

　まず、制御部１７は、ＧＰＳ受信部１５の出力に基づき、車両Ｖｅが加速していると判断した場合に、傾き検知部１６の出力を監視する。具体的には、制御部１７は車両Ｖｅが所定速度（例えば時速２０ｋｍ）以上で移動している場合に、車両Ｖｅが前進中であると認識し、車両Ｖｅの速度の変化率を監視することにより、前方方向に向けて加速中であることを判断した場合に、傾き検知部１６の出力を監視する。そして、制御部１７は、傾き検知部１６の出力が示す加速度が、ディスプレイ１１０の方向又は背面１３０の方向のいずれの方向であるかを判定する。そして、制御部１７は、傾き検知部１６の出力が示す加速度が、ディスプレイ１１０の方向を正とする加速度である場合、ディスプレイ１１０がコンバイナ５に向けられた状態であると判定する。一方、制御部１７は、傾き検知部１６の出力が示す加速度が、ディスプレイ１１０の方向を負とする加速度である場合、ディスプレイ１１０がアイポイントＰｅに向けられた状態であると判定する。同様に、車両Ｖｅが前方方向に向けて減速中であることを判断した場合には、制御部１７は、傾き検知部１６の出力が示す加速度が、ディスプレイ１１０の方向を負とする加速度である場合、ディスプレイ１１０がコンバイナ５に向けられた状態であると判定することもできる。なお、制御部１７は、上述のディスプレイ１１０の向きの判定を一度行った場合、携帯端末１００が携帯端末保持部７から外されることを検知するまで、傾き検知部１６の出力に基づきディスプレイ１１０が左右反転したか否かを判定することで、ディスプレイ１１０の向きの切り替えの有無を認識してもよい。

　また、上述の具体例の他、制御部１７は、携帯端末１００が備える図示しないカメラが生成した画像に利用者の顔が映っているか否か判定し、画像に利用者の顔が映っている場合、カメラが設けられた携帯端末１００の面に利用者を向いていると判断してもよい。例えば、制御部１７は、携帯端末１００のディスプレイ１１０側にカメラが設けられている場合に利用者の顔を画像認識したときには、ディスプレイ１１０がアイポイントＰｅに向けられていると認識する。なお、制御部１７は、画像中の顔の存在の有無、及び利用者の顔であることの認証を、種々の公知の顔認識技術により行ってもよい。これによっても、好適に、制御部１７は、ディスプレイ１１０の向きを判定することができる。

　このように、本変形例では、制御部１７は、案内画像Ｉｍの左右方向の反転及び非反転を切り替えることで、利用者が携帯端末１００を虚像表示装置２００に装着させたまま携帯端末１００を操作する場合であっても、ディスプレイ１１０に画像を適切に表示させることができる。

　（変形例２）
　第１実施例では、制御部１７は、近距離無線通信タグ６から種別情報Ｉｋを含む無線信号を受信することで、携帯端末１００が携帯端末保持部７に装着されたことを検知した。これに代えて、又は、これに加えて、制御部１７は、案内画像Ｉｍを表示するための所定のナビゲーションのアプリケーションを実行中であり、かつ、携帯端末１００が充電中である場合に、携帯端末１００が携帯端末保持部７に装着されていると認識し、案内画像Ｉｍの反転処理等を行ってもよい。

　図１８は、本変形例に係る虚像表示装置２００Ｂの側面図を示す。図１８に示すように、虚像表示装置２００Ｂは、充電部７８と、ケーブル７９とを有する。充電部７８は、ホルダ７５の背面に設けられ、シガーチャージャー等に接続するケーブル７９から電力の供給を受けて携帯端末１００への充電を行う。充電部７８は、例えばＱｉ規格などに準拠したワイヤレス給電機であってもよい。あるいは、ワイヤレス給電機に代えて携帯端末１００への給電コネクタであってもよい。なお、図示しない近距離無線通信タグ６は、携帯端末１００が携帯端末保持部７Ａに装着された状態で、携帯端末１００の通信部１４と通信可能な位置に配置されている。

　図１８の態様では、携帯端末１００は、虚像表示装置２００Ｂに載置された場合に充電を行う。従って、制御部１７は、案内画像Ｉｍを表示するための所定のナビゲーションのアプリケーションを実行中であり、携帯端末１００が充電中である場合に、携帯端末１００が携帯端末保持部７に装着されていると好適に判断することができる。

　（変形例３）
　コンバイナ５は、ユーザにより虚像Ｉｖが視認される方向からの外光を遮る位置に遮光板を有してもよい。これにより、周囲の外光が強い場合であっても、虚像Ｉｖの視認性の低下を好適に抑制する。

　図１９は、本変形例に係る虚像表示装置２００Ｃの側面図を示す。図１９に示すように、虚像表示装置２００Ｃは、コンバイナ５の反射面と反対側の面を覆うように遮光板５０が設けられている。そして、遮光板５０は、ユーザにより虚像Ｉｖが視認される方向からコンバイナ５へ入射する光の全部または一部を遮断する。これにより、虚像表示装置２００Ｃは、案内画像Ｉｍの輝度が外光に対して相対的に低い場合であっても、虚像Ｉｖをユーザに好適に視認させることができる。特に、第１乃至第５実施例に係る虚像表示システムは、携帯端末１００のディスプレイ１１０に表示された案内画像Ｉｍを中間像として使用するため、充分な輝度の確保が難しい。従って、本変形例により、虚像Ｉｖをユーザに好適に視認させることができる。

　なお、遮光板５０は、コンバイナ５に対して開閉自在であってもよい。この場合、遮光板５０は、例えば、図１９の位置からアーム８と沿った位置までの範囲を回転自在であり、不使用時には、アーム８と沿った位置に載置される。また、好適には、制御部１７は、遮光板５０のコンバイナ５に対する開閉の状態を検知するセンサ（不図示）からの出力に基づき、遮光板５０がコンバイナ５に対して閉じていることを検知した場合、案内画像Ｉｍの輝度を下げてもよい。これにより、携帯端末１００の消費電力を好適に抑制することができる。さらに好適には、遮光板５０は制御部１７から送信される制御信号に基づき開閉自在であり、制御部１７は、携帯端末１００のバッテリの充電残量が所定量以下になった場合に、遮光板５０がコンバイナ５に対して閉じるように、遮光板５０に制御信号を送信してもよい。これにより、携帯端末１００が充電不足の場合に、携帯端末１００の消費電力を好適に抑制することができる。

　（変形例４）
　図４の説明において、携帯端末保持部７の設置部７０は、ベース部３に対してＸ軸方向にスライド自在であってもよい。この場合、例えば、ベース部３には設置部７０がスライドするためのレールが設けられ、設置部７０は、当該レールに対して、スライド自在に嵌め込まれる。このように、携帯端末保持部７がＸ軸方向にスライド自在な構成を有することで、利用者は、ヘッドクリアランスを好適に調整することができると共に、ディスプレイ１１０とコンバイナ５との距離を好適に調整することができる。

　（変形例５）
　虚像表示装置２００は、サンバイザ２９に取り付けられていた。しかし、本発明が適用可能な虚像表示装置２００の取り付け位置は、これに限定されない。これに代えて、虚像表示装置２００は、ダッシュボードに設置されてもよい。

　図２０は、ダッシュボードに設置された場合の虚像表示装置２００Ｄの側面図を示す。図２０では、虚像表示装置２００Ｄは、第１実施例のクリップ部９を除く虚像表示装置２００を上下反転させた構成を有する。ベース部３は、ダッシュボード上に固定される。そして、携帯端末１００は、虚像表示装置２００Ｄの携帯端末保持部７に載置され、虚像表示システムの光源として機能する。このように、ダッシュボードに設置される態様であっても、虚像表示装置２００Ｄは、利用者に対し、携帯端末１００のディスプレイ１１０が出力した案内画像Ｉｍに基づく虚像Ｉｖを好適に視認させることができる。

　また、他の例では、虚像表示装置２００は、サンバイザ２９に代えて天井２８に取り付けられていてもよい。この場合、例えば、虚像表示装置２００は、クリップ部９に代えて、サンバイザ２９を設置するために天井２８に設けられた取付穴（不図示）に嵌め込む部材をベース部３の上面に有する。

　（変形例７）
虚像表示装置２００は、コンバイナ５に代えて、外光を透過しない反射鏡（不図示）を備えるものであってよい。この場合、案内画像Ｉｍの輝度が外光に対して相対的に低い場合であっても、虚像Ｉｖをユーザに好適に視認させることができる。

　（変形例８）
　第１～第４実施例において、虚像表示装置２００のクリップ部９はベース部３に取り付られていた。これに代えて、クリップ部９とベース部３は、回転可能な接続部材により接続されていてもよい。

　図２１は、本変形例に係る虚像表示装置２００の側面図を示す。図２１に示すように、クリップ部９は、ベース部３に設けられたボールリンク３５と接続する。ボールリンク３５は、クリップ部９をベース部３に対して回転可能にする保持する。ボールリンク３５は本発明における「接続部材」の一例である。このような構成によれば、サンバイザ２９が水平から傾いて備え付けられている車両に虚像表示装置２００を取り付ける場合においても、クリップ部９に対してベース部３を回転させることで、コンバイナ５が傾くことなく好適に設置することができる。

　また、他の例では、変形例５のサンバイザ２９を設置するために天井２８に設けられた取付穴に嵌め込む部材とベース部３が回転可能な接続部材により接続されていてもよい。

　１１　出力部
　１２　入力部
　１３　記憶部
　１４　通信部
　１５　傾き検知部
　１６　ＧＰＳ受信部
　１７　制御部
　１００　携帯端末
　１１０　ディスプレイ
　１２０　タッチパネル
　２００、２００Ａ～２００Ｄ　虚像表示装置

Claims (15)

1. 　画像を表示する表示面を有する携帯端末を着脱自在に保持する保持手段と、
   　前記画像を構成する光を反射し、当該画像を虚像として観察者に視認させるコンバイナと、
   　前記保持手段および前記コンバイナが結合するベース部と、
   を備えることを特徴とする虚像表示装置。
2. 　前記ベース部は、車両の天井部、または天井部に装備されたサンバイザへ取り付け可能な取り付け手段に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の虚像表示装置。
3. 　前記ベース部は、当該ベース部を前記取り付け手段に対して回転可能に接続する接続部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の虚像表示装置。
4. 　前記保持手段は、前記携帯端末の表示面の法線方向が前記コンバイナの反射面の中心点より上方を通過する向きで前記携帯端末を保持することを特徴とする請求項２または３に記載の虚像表示装置。
5. 　前記コンバイナは、上部から下部にかけて曲率が徐々に大きくなる凹面状の反射面を有することを特徴とする請求項４に記載の虚像表示装置。
6. 　前記反射面は、上部よりも下部における虚像の結像距離が長くなるように曲率が徐変することを特徴とする請求項５に記載の虚像表示装置。
7. 　前記保持手段は、当該保持手段が保持する携帯端末の表示面を前記コンバイナ側、および前記観察者側に向けられるように回転自在に前記ベース部に結合されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
8. 　前記保持手段は、前記コンバイナとの距離を変更自在な構成で前記ベース部に結合されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
9. 　前記携帯端末が前記表示面に表示する画像の態様を切り換える制御を行うための基となる、当該虚像表示装置の種別に関する情報を送信する送信手段を備え、
   　前記送信手段は、前記保持手段と前記携帯端末が所定距離以内に近づいた場合に、前記種別に関する情報を当該携帯端末に送信することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
10. 　前記ベース部に結合され、前記携帯端末が前記表示面に表示する画像を構成する光を前記コンバイナに向けて反射する反射手段を備え、
    　前記保持手段は、前記携帯端末の表示面を前記反射手段に向けて保持することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
11. 　前記保持手段は、携帯前記端末の表示面を前記ベース部と略平行に保持することを特徴とする請求項１０に記載の虚像表示装置。
12. 　前記保持手段は、当該保持手段が保持する携帯端末の表示面を前記反射手段側、および前記観察者側に向けられるように回転自在に前記ベース部に結合されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の虚像表示装置。
13. 　前記反射手段は、前記保持手段の回転方向と同一方向に回転自在に前記ベース部に結合されており、
    　前記保持手段は、前記反射手段が回転可能な角度範囲のうちの所定の角度範囲内において当該反射手段の回転に連動して回転することを特徴とする請求項１２に記載の虚像表示装置。
14. 　前記コンバイナは、前記観察者との距離を変更自在な構成で前記ベース部に結合されていることを特徴とする請求項１～１３のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
15. 　前記コンバイナには、前記観察者により前記虚像が視認される方向からの外光を遮る、または減衰させる遮光部材が設けられることを特徴とする請求項１～１４のいずれか一項に記載の虚像表示装置。

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