CN108473055B - 平视显示器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种平视显示器装置，能够根据车辆的行驶状况使虚像适当地叠加在实际风景上进行显示。其包括：获取车辆(2)可检测的各种车辆信息(4)的车辆信息获取部(10)，基于车辆信息(4)控制影像的显示的控制部(20)，基于来自控制部(20)的指示形成影像的影像显示装置(30)，对影像显示装置(30)形成的影像进行反射来将其投射到挡风玻璃(3)上的反射镜(52)，基于来自控制部(20)的指示使反射镜(52)的角度变化的反射镜驱动部(50)，和调节虚像相对于驾驶员的显示距离的显示距离调节机构(40)，控制部(20)基于车辆信息(4)通过反射镜驱动部(50)调节反射镜(52)的角度，以使得能够对驾驶员在风景上叠加显示虚像。

Description

平视显示器装置

技术领域

本发明涉及平视显示器装置的技术，尤其涉及适用于利用了AR(AugmentedReality：增强现实)的平视显示器装置并带来有益效果的技术。

背景技术

例如，在汽车等车辆中，通常将车速和发动机转速等信息显示在仪表台(dashboard)内的仪表面板(instrument panel)上。并且，将汽车导航等画面显示在组装于仪表台中或设置于仪表台上的显示器上。由于驾驶员在确认这些信息时需要大幅移动视线，因此作为减小视线移动量的技术，已知一种将车速等信息和关于汽车导航的指示等信息投射到挡风玻璃(Wind shield)上进行显示的平视显示器(Head Up Display，下文有时记作“HUD”)。

对包括HUD在内的车载显示装置来说，因为车辆有时会随行驶状况发生振动或倾斜，所以存在显示影像的可辨识性发生问题的情况，以及不能显示适当的内容的情况。

作为对HUD上的显示影像的可辨识性进行改进的技术，例如，日本特开2013-237320号公报(专利文献1)记载了这样的内容，其中，获取车体中产生的旋转成分作为该车体的倾斜量，基于此对影像进行3维的旋转校正，决定用于显示经旋转校正的影像的位置和倾斜量，投影显示该影像。

此外，日本特开2007-55365号公报(专利文献2)记载了一种技术，在HUD上显示距离标识时，从导航装置的地图数据中获取本车当前行驶的行驶地点信息和本车将要行驶的预定行驶地点信息，基于此来获取本车行驶的道路的倾斜角，使用与倾斜角相应的校正系数来校正距离标识相对于地面的显示高度，进而进行显示。

另外，日本特开2006-7867号公报(专利文献3)记载了这样的内容，其中，根据检测出的左右转、加減速等行驶状况进行控制，例如在检测出左转的情况下使生成的影像的显示位置向左侧移动，在检测出右转的情况下使生成的影像的显示位置向右侧移动等。

此外，日本特开2015-202842号公报(专利文献4)记载了一种根据车辆状态使影像信息的显示位置向可确保驾驶员视野的方向移动的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-237320号公报

专利文献2：日本特开2007-55365号公报

专利文献3：日本特开2006-7867号公报

专利文献4：日本特开2015-202842号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

HUD将影像投射到挡风玻璃上，使该影像作为车外的虚像供驾驶员观察。对此，已知一种HUD(下文有时记作“AR-HUD”)，通过将虚像叠加在越过挡风玻璃看到的车外的实际风景上进行显示，来实现所谓的AR功能——对驾驶员显示关于对象物等的信息。在这样的AR-HUD中，也需要根据车辆的行驶状况等进行用于维持显示影像的可辨识性和适当性等的调节。

关于这一点，例如通过使用上述专利文献1～3记载的技术，即使在车辆随行驶状况发生振动或倾斜的情况下，也能够降低/消除对显示影像(虚像)的可辨识性和适当性带来的影响。不过，这些技术均是以HUD的虚像显示区域内显示的影像为对象，根据行驶状况来调节其显示位置和显示内容等的。但是，在HUD的情况下，考虑到无论车辆的行驶状况如何均希望减小驾驶员的视线移动量这一点，优选不仅进行显示区域内的影像的调节，对显示区域本身也进行使其位置移动等调节。

关于这一点，专利文献4记载的技术能够根据车辆状态使HUD的显示区域本身发生移动。但是，专利文献4记载的技术，其目的是即使在车辆状态发生了变化的情况下也能够确保驾驶员的视野，采用的手段是使HUD的显示区域移动至不会妨碍驾驶员的位置。如果将这样的技术应用于AR-HUD，则存在不能使虚像叠加在驾驶员视野中的实际风景上的情况，AR功能将失去效果。

因此，本发明的目的在于提供一种平视显示器装置，其能够根据车辆的行驶状况使虚像适当地叠加在实际风景上进行显示。

本发明的上述及其他目的和新颖的技术特征，能够根据本说明书的记载和附图而明确。

解决问题的技术手段

对本申请记载的技术方案中有代表性者之概要，简单说明如下。

本发明有代表性的实施方式的平视显示器装置将影像投射到车辆的挡风玻璃上，来在驾驶员看到的所述车辆的前方的风景上叠加显示虚像，其包括：获取所述车辆可检测的各种车辆信息的车辆信息获取部；基于所述车辆信息获取部获取的所述车辆信息来控制所述影像的显示的控制部；基于来自所述控制部的指示形成所述影像的影像显示装置；对所述影像显示装置形成的所述影像进行反射，将其投射到所述挡风玻璃上的反射镜；基于来自所述控制部的指示使所述反射镜的角度变化的反射镜驱动部；和调节所述虚像相对于所述驾驶员的显示距离的显示距离调节机构。

并且，所述控制部基于所述车辆信息，通过所述反射镜驱动部调节所述反射镜的角度，以使得能够在所述驾驶员看到的所述风景上叠加显示所述虚像。

发明效果

将本申请公开的技术方案中有代表性者的技术效果简单说明如下。

即，根据本发明有代表性的实施方式，能够在AR-HUD中根据车辆的行驶状况使虚像适当地叠加在实际风景上进行显示。

附图说明

图1是针对本发明一实施方式的平视显示器装置的整体结构例表示其概要的功能框图。

图2是针对本发明一实施方式的平视显示器装置的工作概念的例子表示其概要的图。

图3是针对本发明一实施方式中关于车辆信息获取的硬件结构的例子表示其概要的图。

图4是针对本发明一实施方式的平视显示器装置的结构例表示其细节的功能框图。

图5是针对本发明一实施方式中的关于显示距离调节的结构例表示其细节的图。

图6是针对本发明一实施方式中的初始动作的例子表示其概要的流程图。

图7是针对本发明一实施方式中的通常动作的例子表示其概要的流程图。

图8是针对本发明一实施方式中的亮度级别调节处理的例子表示其概要的流程图。

图9是针对本发明一实施方式中上下调节虚像显示区域的位置的例子表示其概要的图。

图10是针对本发明一实施方式中的反射镜调节处理的例子表示其概要的流程图。

图11是针对本发明一实施方式中的振动校正处理的例子表示其概要的流程图。

图12的(a)、(b)是针对本发明一实施方式中使用功能性液晶膜进行显示距离调节的例子表示其概要的图。

图13是针对本发明一实施方式中由功能性液晶膜构成的扩散板之结构例表示其概要的图。

图14是针对本发明一实施方式中使用多个反射镜进行显示距离调节的例子表示其概要的图。

图15是针对本发明一实施方式中使用可动式透镜进行显示距离调节的例子表示其概要的图。

图16的(a)、(b)是针对本发明一实施方式中使用调光反射镜进行显示距离调节的例子表示其概要的图。

图17是针对本发明一实施方式中的调光反射镜的结构例表示其概要的图。

图18是针对本发明一实施方式中使用可动式扩散板进行显示距离调节的例子表示其概要的图。

图19的(a)、(b)是针对本发明一实施方式中使用可动式光学滤波片进行显示距离调节的例子表示其概要的图。

图20是针对本发明一实施方式中使用梳形光学滤波片进行显示距离调节的例子表示其概要的图。

图21是说明因虚像与正在驾驶的驾驶员的焦点距离的差异而引起的问题的图。

图22是说明正在驾驶的驾驶员的辐辏角的图。

图23是表示本发明一个实施方式中利用辐辏角等进行的虚像的显示距离控制的详细内容的流程图。

图24是表示对上述显示距离控制中使用的行驶道路信息预先设定的表的一个例子的图。

图25是表示为了说明基于视点的虚像的显示方法和距离控制，而将虚像的显示距离设定于车辆前方的路面上的情况下的图。

图26是表示显示位置变更处理的执行位置的流程图，其中显示位置变更处理用于实现基于视点高度的虚像的显示距离控制。

图27是表示显示位置变更处理的细节的流程图，其中显示位置变更处理用于实现基于视点高度的虚像的显示距离控制。

图28的(a)、(b)是表示以显示距离连续变化的方式显示虚像，和分段性显示虚像的情况下的虚像的显示例的图。

图29的(a)、(b)是表示将虚像的显示距离设定为车辆前方的路面起一定高度处的情况下的俯仰角、显示距离以及此时的虚像的显示例的图。

图30的(a)、(b)是表示能够任意地设定不同显示距离下显示的虚像自路面起的高度的情况，以及此时的虚像的显示例的图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。在用于说明实施方式的全部附图中，原则上对同一模块标注相同的标记，省略其重复说明。并且，对于某一图中标注标记进行了说明的部位，有时会在说明其他附图时不再图示但在提及时使用相同的标记。

＜装置结构＞

图2是针对本发明一实施方式的平视显示器装置的工作概念的例子表示其概要的图。在本实施方式的AR-HUD1中，利用反射镜51和反射镜52(例如，具有自由曲面反射镜和光轴非对称的形状的反射镜等)使显示在由投影仪和LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等构成的影像显示装置30上的影像反射，将其投射到车辆2的挡风玻璃3上。

驾驶员5观看投射在挡风玻璃3上的影像，越过透明的挡风玻璃3，将上述影像辨识为挡风玻璃3前方的虚像。在本实施方式中，如后文所述，通过调节反射镜52的角度来调节影像投射在挡风玻璃3上的位置，能够在上下方向上调节驾驶员5看到的虚像的显示位置。此外，通过使用后述的各种方法，还能够调节显示距离——例如将虚像显示在近处(例如2～3m前方)，或将虚像显示在远处(例如30～40m前方)。并且，通过调节虚像的显示位置和显示距离以使其与车外的风景(道路以及建筑、人等)叠加，来实现AR功能。

图1是针对本发明一实施方式的平视显示器装置的整体结构例表示其概要的功能框图。安装在车辆2上的AR-HUD1例如包括车辆信息获取部10、控制部20、影像显示装置30、显示距离调节机构40、反射镜驱动部50、反射镜52和扬声器60。在图1的例子中，车辆2的形状显示为轿车，但没有特别限定，能够适当地应用于所有车辆。

车辆信息获取部10包括设置在车辆2的各部分的后述各种传感器等信息获取器件，通过检测车辆2发生的各种事件，或按规定间隔检测并获取关于行驶状况的各种参数的値，来获取并输出车辆信息4。如图所示，车辆信息4例如包括车辆2的速度信息、挡位信息、方向盘转向角信息、灯点亮信息、外部光信息、距离信息、红外光信息、发动机启停(ON/OFF)信息、摄像影像信息(车内/车外)、加速度陀螺仪信息、GPS(Global Positioning System：全球定位***)信息、导航信息、车车间通信信息和路车间通信信息等。

控制部20具有控制AR-HUD1的动作的功能，例如，由CPU(Central ProcessingUnit：中央处理器)和通过该CPU执行的软件实现。也可以由微机或FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)等硬件实现。如图2所示，控制部20基于从车辆信息获取部10取得的车辆信息4等，驱动影像显示装置30形成要作为虚像显示的影像，利用反射镜52等适当地对该影像进行反射来将其投射到挡风玻璃3上。通过后述的方法，进行虚像显示区域的显示位置调节或虚像的显示距离调节等控制。

如上所述，影像显示装置30例如是由投影仪、LCD构成的器件，基于来自控制部20的指示形成用于显示虚像的影像，将其投射或显示。显示距离调节机构40的作用是，基于来自控制部20的指示，调节所显示的虚像与驾驶员5的距离，例如，实现后述的各种显示距离调节方法中的任一种以上。

反射镜驱动部50基于来自控制部20的指示调节反射镜52的角度，在上下方向上调节虚像显示区域的位置。虚像显示区域的位置调节将在后文中叙述。扬声器60进行AR-HUD1的声音输出。例如，能够进行导航***的声音向导，并在通过AR功能向驾驶员5发出警告等时进行声音输出等。

图3是针对本实施方式的平视显示器装置中关于车辆信息4的获取的硬件结构的例子表示其概要的图。这里主要说明车辆信息获取部10和控制部20的部分硬件结构。车辆信息4的获取例如是在ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)21的控制下，由与ECU21连接的各种传感器等信息获取器件进行的。

作为这些信息获取器件，例如包括车速传感器101、换挡位置传感器102、方向盘转向角传感器103、前灯传感器104、照度传感器105、色度传感器106、测距传感器107、红外光传感器108、发动机起动传感器109、加速度传感器110、陀螺仪传感器111、温度传感器112、路车间通信用无线接收机113、车车间通信用无线接收机114、摄像机(车内)115、摄像机(车外)116、GPS接收机117和VICS(Vehicle Information and Communication System：道路交通信息通信***，注册商標(下同))接收机118等各器件。这些器件并不需要全部设置，并且也可以设置其他种类的器件。能够适当地使用可通过所设置的器件取得的车辆信息4。

车速传感器101获取车辆2的速度信息。换挡位置传感器102获取车辆2当前的挡位信息。方向盘转向角传感器103获取方向盘转向角信息。前灯传感器104获取关于前灯的开关(ON/OFF)的灯点亮信息。照度传感器105和色度传感器106获取外部光信息。测距传感器107获取车辆2与外部物体之间的距离信息。红外光传感器108获取关于车辆2的近距离内有无物体以及与物体的距离等的红外光信息。发动机起动传感器109检测发动机启停(ON/OFF)信息。

加速度传感器110和陀螺仪传感器111获取包括加速度和角速度的加速度陀螺仪信息，以其作为车辆2的姿态和动作的信息。温度传感器112获取车内外的温度信息。路车间通信用无线接收机113获取通过车辆2与道路、标识、信号灯等之间的路车间通信而接收到的路车间通信信息，车车间通信用无线接收机114获取通过车辆2与周边的其他车辆之间的车车间通信而接收到的车车间通信信息。

摄像机(车内)115和摄像机(车外)116分别拍摄车内和车外状况的动态图像来获取摄像影像信息(车内/车外)。摄像机(车内)115例如拍摄驾驶员5的姿态、眼睛的位置、动作等。通过对得到的动态图像进行分析，例如能够掌握驾驶员5的疲劳状况和视线位置等。摄像机(车外)116拍摄车辆2的前方和后方等周围的状况。通过对得到的动态图像进行分析，例如能够掌握周边的其他车辆和人等移动物的有无、建筑物和地形、路面状况(雨、积雪、结冰、凹凸等)等。

GPS接收机117和VICS接收机118分别获取通过接收GPS信号而得到的GPS信息和通过接收VICS信号而得到的VICS信息。它们也可以作为获取并利用这些信息的汽车导航***的一部分来实现。

图4是针对本实施方式的平视显示器装置的结构例表示其细节的功能框图。图4的例子表示影像显示装置30为投影仪的情况，影像显示装置30例如包括光源31、照明光学***32和显示元件33等各模块。光源31是产生投射用照明光的部件，例如能够使用高压水银灯、氙灯、LED(Light Emitting Diode：发光二极管)光源、激光光源等。照明光学***32是将光源31产生的照明光会聚，使其更均匀后照射到显示元件33上的光学***。显示元件33是生成要投射的影像的元件，例如能够使用透射型液晶面板、反射型液晶面板、DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜器件)(注册商标)面板等。

更详细而言，控制部20包括ECU21、声音输出部22、非易失性存储器23、存储器24、光源调节部25、畸变校正部26、显示元件驱动部27、显示距离调节部28和反射镜调节部29等各模块。如图3所示，ECU21经车辆信息获取部10获取车辆信息4，并将取得的信息根据需要记录、存储到非易失性存储器23、存储器24中以供读取。非易失性存储器23中也可以存储用于进行各种控制的设定值、参数等设定信息。此外，ECU21通过执行专用的程序等，生成关于AR-HUD1中显示的虚像的影像数据。

声音输出部22根据需要经扬声器60输出声音信息。光源调节部25调节影像显示装置30的光源31的发光量。在有多个光源31的情况下也可以分别控制各个光源31。对于ECU21生成的影像，在由影像显示装置30将其投射到车辆2的挡风玻璃3上的情况下，畸变校正部26利用图像处理对因挡风玻璃3的曲率而产生的影像的畸变进行校正。显示元件驱动部27对显示元件33发送与经畸变校正部26校正后的影像数据相应的驱动信号，生成要投射的影像。

在需要调节虚像的显示距离的情况下，显示距离调节部28驱动显示距离调节机构40，调节从影像显示装置30投射的影像的显示距离。调节虚像的显示距离的各种方法，将在后文中叙述。在需要调节虚像显示区域自身的位置的情况下，反射镜调节部29经反射镜驱动部50改变反射镜52的角度，使虚像显示区域上下移动。虚像显示区域的位置调节将在后文中叙述。

图5是针对本实施方式的平视显示器装置中的关于显示距离调节的结构例表示其细节的图。在控制部20的显示距离调节部28中，作为由ECU21分别控制的各模块，例如进一步包括功能性液晶膜ON/OFF(开/关)控制部281、透镜驱动部282、调光反射镜ON/OFF(开/关)控制部283、扩散板驱动部284和光学滤波片驱动部285等。此外，作为由这些各模块控制/驱动的硬件、器件等，显示距离调节机构40还包括功能性液晶膜401、透镜驱动机构402、调光反射镜403、扩散板驱动机构404和光学滤波片驱动机构405等。关于利用这些模块对虚像的显示距离进行调节的方法，将在后文中叙述。

不过，AR-HUD1没有必要设置所有的这些各模块、器件等，为了实现后述虚像的显示距离的调节方法中的要适用的方法，适当地设置所需要的各模块即可。

＜处理内容＞

图6是针对本实施方式的平视显示器装置的初始动作的例子表示其概要的流程图。在停止的车辆2中，当打开点火开关而接通了AR-HUD1的电源时(S01)，AR-HUD1基于来自控制部20的指示，首先利用车辆信息获取部10获取车辆信息(S02)。然后，控制部20基于车辆信息4中由照度传感器105、色度传感器106等取得的外部光信息计算合适的亮度级别(S03)，利用光源调节部25控制光源31的发光量，以设定成计算出的亮度级别(S04)。例如，在外部光明亮的情况下将亮度级别设定得较高，在外部光昏暗的情况下将亮度级别设定得较低。

之后，ECU21决定并生成要显示为虚像的影像(例如，初始图像)(S05)，利用畸变校正部26对生成的影像实施校正畸变的处理(S06)，之后利用显示元件驱动部27驱动/控制显示元件33，形成要投射的影像(S07)。由此，影像被投射到挡风玻璃3上，驾驶员5能够观察到虚像。之后，ECU21或显示距离调节部28计算并决定虚像的显示距离(S08)，通过显示距离调节部28驱动显示距离调节机构40，控制从影像显示装置30投射的影像的显示距离(S09)。

当整个AR-HUD1结束了包括上述一系列初始动作的各模块的启动/起动后，输出HUD-ON信号，控制部20判断是否接收到该信号(S11)。如果没有接收到，则进一步等待一定时间来接收HUD-ON信号(S12)，反复进行等待接收HUD-ON信号的处理(S12)直至在步骤S11中判断为接收到HUD-ON信号。在步骤S11中判断为接收到HUD-ON信号的情况下，开始后述的AR-HUD1的通常动作(S13)，结束一系列初始动作。

图7是针对本实施方式的平视显示器装置的通常动作的例子表示其概要的流程图。即使是通常动作，其基本的处理流程也与上述图6所示的初始动作大致相同。首先，AR-HUD1基于来自控制部20的指示，利用车辆信息获取部10获取车辆信息(S21)。然后，控制部20基于车辆信息4中由照度传感器105、色度传感器106等取得的外部光信息进行亮度级别调节处理(S22)。

图8是针对本实施方式的平视显示器装置的亮度级别调节处理的例子表示其概要的流程图。当开始亮度级别调节处理后，首先，基于取得的外部光信息计算合适的亮度级别(S221)。然后，与当前设定的亮度级别进行比较，判断是否有必要改变亮度级别(S222)。在不需要改变的情况下直接结束亮度级别调节处理。而在需要改变的情况下，利用光源调节部25控制光源31的发光量，来设定成改变后的亮度级别(S223)，并结束亮度级别调节处理。其中，步骤S222可以采用这样的方式，即，即使步骤S221计算出的合适的亮度级别与当前设定的亮度级别之间存在差值，也仅在差值为规定阈值以上的情况下判断为需要改变亮度级别。

返回图7，在亮度级别调节处理后，ECU21基于步骤S21中取得的最新的车辆信息4，对于要显示为虚像的影像，根据需要改变当前的影像，决定并生成改变后的影像(S23)。其中，根据取得的车辆信息4的内容以及它们的组合等，基于车辆信息4来改变显示内容的模式(pattern)可以有多种。例如，可以有这样的各种模式——由于速度信息发生了变化，改变始终显示的速度的数值，以及，基于导航信息来显示/清除向导的箭头图形，或改变箭头的形状和显示位置等。

之后，在本实施方式中，根据车辆2的行驶状况进行用于维持可辨识性和显示内容的适当性等的调节/校正处理。首先，在需要调节虚像显示区域自身的位置的情况下，进行反射镜调节处理(S24)，经反射镜驱动部50改变反射镜52的角度，使虚像显示区域上下移动。之后，进一步进行振动校正处理(S25)，针对车辆2的振动校正显示区域内的影像的显示位置。步骤S24和S25的调节、校正处理的详细内容，将在后文中叙述。

然后，利用畸变校正部26对调节、校正后的影像实施校正畸变的处理(S26)，之后利用显示元件驱动部27驱动/控制显示元件33，形成要投射的影像(S27)。然后，ECU21或显示距离调节部28计算并决定虚像的显示距离(S28)，利用显示距离调节部28驱动显示距离调节机构40，控制从影像显示装置30投射的影像的显示距离(S29)。

在执行上述一系列通常动作时，当因车辆2停止等导致电源被断开等时，对AR-HUD1输出HUD-OFF信号，控制部20判断是否接收到该信号(S30)。如果没有接收到HUD-OFF信号，则返回步骤S21，反复进行一系列通常动作直至接收到HUD-OFF信号。在判断为接收到HUD-OFF信号的情况下，结束一系列通常动作。

＜反射镜调节处理＞

图9是针对本实施方式的平视显示器装置中上下调节虚像显示区域的位置的例子表示其概要的图。例如，在左侧、中央和右侧各图中，上方示意地表示从侧面观看车辆2正在行驶的道路的坡度状况和驾驶员5的视野状况的状态。此外，下方示意地表示各状态下的驾驶员5看到的车外的前方风景和叠加在该风景上显示的虚像显示区域6(虚线矩形框)的位置的状况。

在左侧的图中，如上方的图所示，其表示的是车辆2当前所在地的道路的坡度(上坡方向，即以上坡方向为正)与前方道路的坡度(上坡方向)大致相同的情况，即在大致平坦的道路上行驶的情况。该情况下，如下方的图所示，为了利用AR功能在车外的前方风景(图9的例子中为道路上行驶的前方车辆)上叠加显示虚像(图9的例子中为感叹号标志或图像)，虚像显示区域6的上下方向的位置为通常位置即可。即，左侧下方的图所示的显示区域6的位置为显示区域6的上下方向上的基本显示位置。

另一方面，中央的图表示的是车辆2当前所在地的道路的坡度(上坡方向)比前方道路的坡度(上坡方向)大的情况，即在前方为下坡的道路上行驶的情况。该情况下，如上方的图所示，相对于由车辆2所处位置的坡度决定的驾驶员5的视野高度(图中的实线框)，为了使前方道路进入视野，需要使视野向下方移动(图中的虚线框)。该情况下，如下方的图所示，如果虚像显示区域6的显示位置维持于基本显示位置(虚线矩形框)，则无法在车外的前方风景上利用AR功能叠加虚像，因此为了叠加显示虚像，需要使显示区域6自身向下方移动。

同样，右侧的图表示的是车辆2当前所在地的道路的坡度(上坡方向)比前方道路的坡度(上坡方向)小的情况，即在前方为上坡的道路上行驶的情况。该情况下，如上方的图所示，相对于由车辆2所处位置的坡度决定的驾驶员5的视野高度(图中的实线框)，为了使前方道路进入视野需要使视野向上方移动(图中的虚线框)。该情况下也同样地，如下方的图所示，如果虚像显示区域6的显示位置维持于基本显示位置(虚线矩形框)，则无法在车外的前方风景上利用AR功能叠加虚像，因此为了叠加显示虚像，需要使显示区域6自身向上方移动。

像这样，根据行驶状况而需要使虚像显示区域6在上下方向上的位置移动的状况，不限于图9的例子所示的当前位置的坡度与前方道路的坡度之间具有一定量以上的差的情况。例如，在高速公路等处，车辆2的速度变大的情况下，驾驶员5的视线与通常时相比一般看得比较远，视野高度会向上方移动。因此，例如为了在车外风景——其包括与通常时相比更位于前方的其他车辆等——上叠加虚像，可能会需要使显示区域6向上方移动。对于车辆2行驶过程中因驾驶员5的姿态、体态发生变化等，导致驾驶员5的眼睛的高度位置自身发生变化，从而引起视野高度在上下方向上移动的情况等，也是同样的。

本实施方式在上述图7的步骤S24的反射镜调节处理中，根据车辆2的行驶状况利用反射镜驱动部50控制反射镜52的角度，如图9的例子所示那样调节虚像显示区域在上下方向上的位置。

图10是针对图7的步骤S24的反射镜调节处理的例子表示其概要的流程图。在反射镜调节处理开始后，首先获取当前的反射镜52的角度(S241)，进而基于车辆信息4，获取与反射镜52的角度调节(即虚像显示区域的显示位置调节)关联的参数的当前值(S242)。

根据显示区域的显示位置基于何种条件来调节，所需要的参数的种类可能会不同。例如，在图9所示的例子中，作为关联的参数值，获取表示车辆2当前位置的坡度与前方道路的坡度之差(相对坡度)的值。例如，能够基于加速度陀螺仪信息得到车辆2的倾斜的信息，根据该信息掌握当前位置的坡度。此外，还能够通过分析车外的摄像影像信息来掌握前方道路的坡度。并且，还能够基于导航信息得到3维道路/地形信息等，基于这样的信息得到当前位置和前方道路的坡度。

接着，基于步骤S242中取得的参数值，根据预先决定的基准和条件等计算反射镜52的目标角度(S243)。而基于什么参数以什么逻辑计算目标角度，可能根据显示区域的显示位置基于何种条件来调节而不同。例如，在图9所示的例子中，在当前所在地与前方道路的相对坡度的绝对值为规定阈值以上的情况下，根据相对坡度的符号决定反射镜52的目标角度。作为上述的规定阈值，例如，能够为虚像显示区域的上下方向的FOV(Field Of View：视角)的1/x(x为规定值)等。

本实施方式基于步骤S242中取得的当前的参数值来计算反射镜52的目标角度，但也可以基于当前的参数值和/或参数值过去的历史信息预测不远的将来的状况，基于预测结果计算目标角度。例如，可以基于参数值过去的历史来分析参数值变化的趋势，基于该趋势预测不远的将来的参数值。此外，还能够通过分析车外前方的摄像影像信息来预测不远的将来的车辆2的周边状况，或基于导航信息掌握车辆2前方的道路状况。

接着，判断步骤S241中取得的当前的反射镜52的角度与步骤S243中取得的反射镜52的目标角度之间有无差值(S244)。在进行判断时，例如，可以在差值为规定阈值以上的情况下判断为有差值(角度差)，在为阈值以下的情况下判断为没有差值。此外，也可以仅在有差值的状态持续一定时间以上的情况下判断为有差值。由此，例如在车辆2的倾斜发生了暂时、瞬间的变化——例如车辆2开上路缘石等台阶上——的情形下，能够将这样的情形从反射镜52的调节对象排除。

在步骤S244判断没有角度差的情况下，直接结束反射镜调节处理。即，不进行反射镜52的角度调节，保持当前的角度不变。另一方面，在判断有角度差的情况下，使反射镜52向指定方向转动以成为目标角度(S245)。具体而言，对反射镜驱动部50输出用于使反射镜52转动的反射镜调节信号。然后判断反射镜52是否到达了目标角度(S246)，在没有到达的情况下返回步骤S245继续使反射镜52转动。即，继续对反射镜驱动部50输出反射镜调节信号。在反射镜52到达了目标角度的情况下，停止反射镜52的转动(S247)。即，停止对反射镜驱动部50输出反射镜调节信号。接着，结束一系列反射镜调节处理。

＜振动校正处理＞

图11是针对图7的步骤S25的振动校正处理的例子表示其概要的流程图。在振动校正处理开始后，首先基于车辆信息4获取车辆2的振动量的信息(S251)。例如，基于加速度陀螺仪信息和车外的摄像影像信息等掌握振动量(车辆2在短周期内上下运动的量)。本实施方式基于当前的车辆信息4获取振动信息，但也可以例如对车外前方的摄像影像信息进行分析，来预测不远的将来的车辆2周边的路面状况，基于此来预测不远的将来的车辆2的振动量。

之后，判断步骤S251中取得的振动量是否为规定阈值以上(S252)。在小于阈值的情况下，认为振动较为微小，直接结束振动校正处理。即，不进行针对振动的显示影像的校正。另一方面，在振动量为阈值以上的情况下，计算显示区域中的影像的显示偏离量(S253)。例如，基于车辆2的实际高度与虚像显示区域的高度之比，根据车辆2的振动量计算显示区域中的影像的显示偏离量。然后，基于计算出的显示偏离量，使影像在显示区域内的显示位置上下偏移(offset)(S254)，结束一系列振动校正处理。

＜虚像的显示距离调节＞

在需要调节虚像的显示距离的情况下，控制部20的显示距离调节部28驱动显示距离调节机构40，调节从影像显示装置30投射的影像的显示距离。下面说明由图5所示的显示距离调节部28和显示距离调节机构40之各模块进行的虚像的显示距离的调节方法。

[功能性液晶膜]

图12是针对本实施方式的平视显示器装置中使用功能性液晶膜401进行显示距离调节的例子表示其概要的图。在图12的例子中，将多个功能性液晶膜401用作扩散板(diffuser，散射板)41a。如图12的(a)和(b)所示，通过改变各功能性液晶膜401中的按区域形成为白色状态的部位，来按区域改变焦距，使虚像的显示距离(驾驶员5眼睛的位置与虚像的显示位置的距离)变化。

图13是针对由功能性液晶膜401构成的扩散板41a之结构例表示其概要的图。功能性液晶膜401是能够利用电来控制成透射状态和白色状态的薄膜。功能性液晶膜401的白色状态的部分起到作为扩散板的功能，投影仪30a投射的影像在该白色状态的部分成像。在本实施方式中，对多个功能性液晶膜401进行控制，以使各自的多个区域个别地形成为白色状态。

返回图12，在图示的结构中，投影仪30a投射的影像所形成的虚像的显示位置，由各功能性液晶膜401的白色状态的部分与透镜42a的距离决定。从而，以与透镜42a的距离分别不同的方式配置多个功能性液晶膜401，并对于从投影仪30a投射的影像，利用图5所示的功能性液晶膜开/关控制部281按区域使功能性液晶膜401的任一个为白色状态，由此能够按区域改变虚像的显示距离。

具体而言，例如，如图12的(a)所示，对于对象区域(例如最上部)，仅使配置在最靠近透镜42a处的功能性液晶膜401为白色状态，使其他功能性液晶膜401为透射状态，能够使对应的虚像的显示距离最近。相反，如图12(b)所示，对于对象区域(例如最上部)，仅使配置在最远离透镜42a处的功能性液晶膜401为白色状态，使其他功能性液晶膜401为透射状态，能够使对应的虚像的显示距离最远。

在图12、图13的例子中，作为示例说明的是，对于要显示的影像在上下方向上设置了3个区域的情况，但是包括下面说明的例子在内，区域的数量并不限定于此，而且，不限于上下方向，当然也能够在左右方向上划分区域。此外，功能性液晶膜401的个数也不限定于图示的3个，能够根据区域的数量适当构成。

[配置多个反射镜]

图14是针对本实施方式的平视显示器装置中使用多个反射镜进行显示距离调节的例子表示其概要的图。在图14的例子中，在LCD30b与透镜42a之间如图所示那样配置多个反射镜51a，按不同区域利用不同的反射镜51a反射来自LCD30b的影像使其入射到透镜42a。由此，能够使从LCD30b至透镜42a的距离按区域的不同而不同，从而相应地改变虚像的显示距离。

具体而言，例如，如图14所示，通过使LCD30b在由配置于距离LCD30b最远处的反射镜51a(距离透镜42a最远)反射的区域上显示影像，能够使对应的虚像的显示距离最远。相反，通过使LCD30b在由配置于距离LCD30b最近处的反射镜51a(距离透镜42a最近)反射的区域上显示影像，能够使对应的虚像的显示距离最近。

图14的例子也同样地，反射镜51a的数量不限于图示的3个，能够根据区域的数量适当构成。

[可动式透镜]

图15是针对本实施方式的平视显示器装置中使用可动式透镜进行显示距离调节的例子表示其概要的图。在图15的例子中，投影仪30a投射的影像在成像于扩散板(Diffuser)41b之后，经分成多个区域设置的可动式透镜42b入射到反射镜52。

这里，各可动式透镜42b能够在图5所示的透镜驱动部282和透镜驱动机构402在作用下，分别单独地沿光轴方向移动。投影仪30a投射的影像所形成的虚像的显示位置，由扩散板41b与各可动式透镜42b的距离决定。由此，通过使可动式透镜42b移动，能够按区域改变焦距，使虚像的显示距离发生变化。

具体而言，例如，如图15所示，像最上部的区域那样使可动式透镜42b移动至靠近扩散板41b的位置，能够使对应的虚像的显示距离较近。相反，像最下部的区域那样使可动式透镜42b移动至远离扩散板41b的位置，能够使对应的虚像的显示距离较远。

图15的例子也同样地，可动式透镜42b的数量不限于图示的3个，能够根据区域的数量适当构成。

[调光反射镜]

图16是针对本实施方式的平视显示器装置中使用调光反射镜51b进行显示距离调节的例子表示其概要的图。在图16的例子中，如图所示在LCD30b与透镜42a之间将多个调光反射镜403配置成从截面方向看来呈矩阵状，由此构成调光反射镜51b。如图16的(a)和(b)所示，通过使反射镜状态的调光反射镜403的位置发生变化，来使LCD30b至透镜42a的距离按区域而不同，能够相应地改变虚像的显示距离。

图17是针对调光反射镜403的结构例表示其概要的图。调光反射镜403是能够利用电来控制成透射状态和反射镜状态的薄膜、片材、玻璃等部件。透射状态的调光反射镜403使来自LCD30b的影像透射，仅反射镜状态的调光反射镜403使影像向透镜42a的方向反射。在本实施方式中，对于从截面方向看来配置成矩阵状的多个调光反射镜403，以使得各行、各列(各区域)仅1个调光反射镜403成为反射镜状态的方式，利用调光反射镜开/关控制部283进行控制。

具体而言，例如，如图16的(a)所示，对于与最接近透镜42a的调光反射镜403的列对应的区域，仅使最下方一行的调光反射镜403为反射镜状态，使其他行的调光反射镜403为透射状态，能够使LCD30b至透镜42a的光程最小，使对应的虚像的显示距离最近。相反，对于与距离透镜42a最远的调光反射镜403的列对应的区域，仅使最上方一行的调光反射镜403为反射镜状态，使其他行的调光反射镜403为透射状态，能够使LCD30b至透镜42a的光程最长，使对应的虚像的显示距离最远。

此外，例如，如图16的(b)所示，对于与距离透镜42a最近的调光反射镜403的列对应的区域，仅使最上方一行的调光反射镜403为反射镜状态，对于与距离透镜42a第二近的调光反射镜403的列对应的区域，仅使最下方一行的调光反射镜403为反射镜状态，使其他行的调光反射镜403为透射状态。由此，能够使这些区域的LCD30b至透镜42a的光程比较短，使对应的虚像的显示距离较近。相反，对于与距离透镜42a最远的调光反射镜403的列对应的区域，仅使中间一行的调光反射镜403为反射镜状态，使其他行的调光反射镜403为透射状态，能够使LCD30b至透镜42a的光程与其他区域相比较长，能够使对应的虚像的显示距离较远。

图16、图17的例子也是同样地，调光反射镜403的数量不限定于图示的3行3列，能够根据区域的数量适当地构成。

[可动式扩散板]

图18是针对本实施方式的平视显示器装置中使用可动式扩散板进行显示距离调节的例子表示其概要的图。在图18的例子中，投影仪30a投射的影像在成像于可动式扩散板(可动式Diffuser)41c之后，经透镜42a入射到反射镜52。

这里，可动式扩散板41c能够在图5所示的扩散板驱动部284和扩散板驱动机构404的作用下，沿光轴方向移动和/或转动。投影仪30a投射的影像所形成的虚像的显示位置，由可动式扩散板41c与透镜42a的距离和/或倾斜所决定。由此，通过使可动式扩散板41c移动和/或转动，能够改变焦距，使虚像的显示距离发生变化。

具体而言，通过使可动式扩散板41c移动和/或转动至靠近透镜42a的位置，能够使虚像的显示距离较近。相反，通过使可动式扩散板41c移动和/或转动至远离透镜42a的位置，能够使虚像的显示距离较远。

[可动式光学滤波片]

图19是针对本实施方式的平视显示器装置中使用可动式光学滤波片进行显示距离调节的例子表示其概要的图。在图19的例子中，在透镜42a与扩散板(Diffuser)41b之间设置可动式光学滤波片43a，如图19的(a)和(b)所示，通过将可动式光学滤波片43a***光路或从光路取出，能够按区域改变焦距，使虚像的显示距离发生变化。

光学滤波片是利用了单个或组合的透镜等光学部件而具有改变焦距的特性的部件。在本实施方式中，将分别具有不同折射率的多个光学滤波片组合，形成不同区域具有不同折射率的1个光学滤波片，将其构成能够***光路或从光路取出的可动式光学滤波片43a。由于光学滤波片的焦距按区域而不同，因此通过利用图5所示的光学滤波片驱动部285和光学滤波片驱动机构405将可动式光学滤波片43a***光路或从光路取出，能够按区域使虚像的显示距离发生变化。

具体而言，例如，如图19的(a)所示，通过将整个可动式光学滤波片43a***光路，能够使与最下方区域对应的光学滤波片的焦距最短，使虚像的显示距离较远，并且使与最上方区域对应的光学滤波片的焦距最长，使虚像的显示距离较近。此外，例如，如图19的(b)所示，将可动式光学滤波片43a部分取出，使得最下方区域不通过光学滤波片，该区域的虚像的显示距离将由扩散板41b与透镜42a的距离决定，从而能够使虚像的显示距离比通过光学滤波片的其他区域远。

图19的例子也是同样地，可动式光学滤波片43a中焦距不同的区域的数量不限于图示的3个，能够根据区域的数量适当地构成。

[梳形光学滤波片]

图20是针对本实施方式的平视显示器装置中使用梳形光学滤波片进行显示距离调节的例子表示其概要的图。在图20的例子中，投影仪30a投射的影像在成像于扩散板(Diffuser)41b之后，经梳形光学滤波片43b和透镜42a入射到反射镜52。

梳形光学滤波片43b是光学滤波片部分设置成梳形的部件，其中光学滤波片部分具有与透镜相同的功能，能够根据焦距改变虚像的显示距离。如图20所示，例如，按照从投影仪30a投射的影像的行(line)单位(不限于1行，能够按任意的行)使光学滤波片部分和没有光学滤波片的部分与影像对应，能够以行单位改变虚像的显示距离。

具体而言，能够使与光学滤波片部分对应的行的影像所形成的虚像的显示距离较近，使与没有光学滤波片的部分对应的行的影像所形成的虚像的显示距离较远。

如以上所说明的那样，采用本发明一实施方式的平视显示器装置，即使在因车辆2的行驶状况导致无法将虚像叠加在车辆2的前方风景上的情况下，也能够通过在上下方向上动态地调节虚像显示区域自身的显示位置，使虚像适当地叠加在前方风景上，实现AR功能。进而，还能够根据行驶状况等适当地调节虚像的显示距离。

以上详述的实施方式的平视显示器装置的通常动作中，在透过挡风玻璃3可见的车辆2前方视野内的一部分，设置用于显示虚像的区域(参照图9的附图标记6)，将该区域在垂直方向上分割为多个区域(例如3个区域)来显示虚像，对各区域分别由显示距离调节部28计算并决定虚像的显示距离(参照图7的S28)，由显示距离调节部28驱动显示距离调节机构40，控制从影像显示装置30投射的影像的显示距离(参照图7的S29)。

下面参照附图对虚像的显示方法及其中的距离控制进一步进行详细说明。

＜基于辐辏角等的虚像的显示距离控制＞

首先，参照图21说明因虚像与驾驶中的驾驶员的焦点距离的差异而引起的问题。

在图中，驾驶员观察的对象物(驾驶员注视的焦点)处于距驾驶员5的眼睛即视点(eye point)为5m的位置，且相对于水平面向下方去的俯角＝8°(图的PA点)，而平视显示器装置显示的当前的虚像(在本例中，显示“60km”这一行驶速度)的位置为俯角＝4°且距离＝7m(图的PB点)，在该情况下，当驾驶员要确认本车的行驶速度时，必须将焦点位置移动至虚像的显示位置，因此，可以认为这是造成驾驶员疲劳和对虚像的可辨识性下降的原因。此外还可知，在夜晚和隧道内那样的微暗的环境下行驶时，由于远处难以辨识，驾驶员的观察距离必然为近距离，因此仅在较近距离(10m左右)的位置进行虚像的显示，而在白天等明亮环境下，则也可以在10～100m左右的远距离进行虚像的显示。

因此，以下说明的实施例基于发明人的上述发现，利用驾驶员的辐辏角将虚像的显示距离控制为最佳距离，进而提供一种可实现适于上述车辆行驶环境的控制的虚像的显示距离控制。

众所周知，如图22所示，辐辏角是观察物体时右眼与左眼不同的看向物体的视线方向(θ)的差(θ2-θ1)，即，是从物体看来右眼与左眼形成的角。该辐辏角例如能够由驾驶员前方的安装在后视镜上的摄像机或眼镜型可穿戴终端设备等检测。

接着，参照图23的流程图对利用上述辐辏角等进行的虚像的显示距离控制的详细内容进行说明。

当显示距离控制开始时，首先，获取包括上述驾驶员的辐辏角在内的辐辏角信息(S231)。然后，根据取得的辐辏角计算辐辏距离(即，驾驶员的焦点距离)(S232)。

之后，与当前的虚像的显示距离进行比较(S233)，在其结果是判断为存在差(“是”)的情况下，变更为计算出的显示距离(S234)，之后前进至下一步骤，而在判断为不存在差(“否”)的情况下，直接前进至下一步骤，获取外部光的亮度(S235)。该外部光的亮度能够由上述图3的照度传感器105等获得。

接着，在下一步骤中，例如从图1的车辆信息所示的导航信息获取行驶道路信息(S236)。然后，基于取得的这些信息，决定最大显示距离(S237)。

该最大显示距离是对各种外部光的亮度、行驶道路信息预先设定的值，作为一个例子，如图24所示那样预先设定为表，存储在上述图4的控制部20内的存储器24等存储介质内。

然后，判断上述得到的显示距离是否为该最大显示距离以上(S238)。根据判断的结果，在判断为是最大显示距离以上(“是”)的情况下，将显示距离变更为该最大显示距离(S239)，之后前进至下一步骤，而在判断为是最大显示距离以下(“否”)的情况下，直接前进至下一步骤，进行显示距离控制(S240)，结束一系列显示距离计算的处理。

即，根据上面详述的利用辐辏角等进行的虚像的显示距离控制，能够解决因虚像的显示距离与正在驾驶的驾驶员的焦点距离的差异引起的问题，能够实现一种适于车辆行驶环境的、能实现可辨识性优异的显示的平视显示器装置。

该软件例如预先存储在控制部20内的存储器内，在上述图7所示的处理中，由ECU21(例如参照图3～5)执行。

<基于视点的虚像的显示方法和距离控制>

首先，使用图25，对将虚像的显示距离设定于车辆前方的路面上(即，驾驶员5的观察对象物的高度＝0m)的情况进行说明。在这种情况下，驾驶员5的眼睛即视点到虚像的俯仰角，随虚像与视点的距离(以下，也称“显示距离”)的变化(例如5m～100m)而按下表1所示变化。其中，视点的高度随驾驶员和行驶状况的不同而不同，不过此处作为一例取1.2m。

[表1]

到路面的距离(m)	俯仰角(度)
		5	13.5
10	6.8
		20	3.4
30	2.3
		40	1.7
50	1.4
		60	1.1
70	1.0
		80	0.9
90	0.8
		100	0.7

在表1中，将从视点向下看路面的角度(即，图中以点划线表示的相对于水平面的角度)定义为“俯角”，将从视点看水平面上方的角度以负号表示，定义为“仰角”。

在未特别限定地提到这两者的情况下，下文记作俯仰角。

如根据上文也能够明确的那样，只要驾驶员5的视点高度确定，与到达显示虚像的路面的距离(显示距离)对应的俯仰角就唯一地确定，能够容易地计算。因此，通过利用该俯仰角，即使驾驶员5的视点高度发生变化，也能够将虚像的显示距离控制为最佳。

图26和图27表示显示位置变更处理及作为其细节的显示位置计算的流程图，其中该显示位置变更处理用于实现上述利用视点高度进行的虚像的显示距离的控制。图26表示图27的流程图在上述图7所示的平视显示器装置的通常动作的流程图内的哪个位置执行，具体而言，在S23与S24之间的步骤S23-1中执行。

在图中，当开始进行显示位置计算时，首先获取视点高度(S261)。该视点高度例如能够根据安装在后视镜等上的摄像机(车内)115(参照图3)和座椅位置获取。接着，计算到显示虚像的路面的距离与俯仰角的关系(S262)，进一步计算当前的显示距离和俯仰角(S263)。

接着，将上述计算出的当前的俯仰角和与当前的显示距离对应的路面的俯仰角(S262中计算)进行比较(S264)。其结果，在判断为当前的俯仰角与路面的俯仰角不存在差(在S265为“否”)的情况下，直接结束一系列处理，而在判断为当前的俯仰角与路面的俯仰角存在差(在S265为“是”)的情况下，将想要显示的俯仰角变更为与距离对应的路面的俯仰角的位置，结束一系列处理。即，根据上述的显示位置计算，实现使自视点起的虚像的显示距离位于路面上的恰当的虚像的显示。

该软件例如预先存储在控制部20内的存储器内，在上述图7所示的处理中，由ECU21(例如参照图3～5)执行。

此外，作为这种情况下的虚像的显示方法，可以如图28的(a)所示，在挡风玻璃3内的HUD显示区域35(用于显示虚像的区域。参照图9的附图标记6)内，以虚像的显示距离从下方向上方连续变化的方式进行显示。

或者，通过分段性地设定与显示虚像的路面之间的距离(显示距离)(参照图25的A(100m)、B(30m)、C(5m))，能够如图28的(b)所示，在HUD显示区域35内，在从下至上的方向上分割为多个区域(在本例中为3个区域35-1、35-2、35-3)，对于各区域内显示的虚像的显示位置，能够同样地设定在按所分割的各个区域显示的固定面(位置)处。另外，在将HUD显示区域35内分割为多个区域的情况下，优选将显示区域间的间隔(距离)设定为，隔开一定程度以不会发生光路干涉。

此外，在图29的(a)和(b)中，代替上述的例子，说明将虚像的显示距离设定为车辆前方的路面起一定高度处的情况下的俯仰角和显示距离。在这种情况下，假定驾驶员频繁观察前方车辆的车牌或行人等的情况等，用于使驾驶员看到的景色与虚像的距离感一致。

更具体而言，驾驶员应当注视的前方车辆的车牌通常来说多安装在距路面0.5～0.8m的位置，并且，在显示用于提醒前方路上有行人的警报(虚像)的情况下，最好在该行人的腰部位置附近进行警报显示，因此，认为将虚像显示在一定程度的高度是有利的。该情况下的俯仰角与显示距离的关系如下表2所示。

[表2]

到路面的距离(m)	俯仰角(度)
		5	8.0
10	4.0
		20	2.0
30	1.3
		40	1.0
50	0.8
		60	0.7
70	0.6
		80	0.5
90	0.4
		100	0.4

此处视点的高度也取1.2m，观测对象物的高度设想为0.5m。

作为这种情况下的虚像的显示方法，与上述说明一样，既可以如图29(b)所示那样在挡风玻璃3内的HUD显示区域35内连续地显示虚像，或者也可以将HUD显示区域35分割为多个区域来分段性地显示(未图示)。

除此之外，图30的(a)和(b)表示能够按不同的虚像显示距离任意地设定要显示的虚像自路面起的高度的情况。即，在图示的例子中，表示了这样的例子，其中，C：5m距离处设定为0.5m的高度，B：30m距离处设定为0.8m的高度，A：100m距离处设定为1.5m的高度。这样设定的目的是，在驾驶员除了上述的车牌或行人等之外还想看到其他背景的情况下，使景色与虚像的距离感更一致。该情况下的俯仰角与显示距离的关系如下表3所示。

[表3]

到路面的距离(m)	A点俯仰角(度)	B点俯仰角(度)	C点俯仰角(度)
				5	8.0	4.6	-3.4
10	4.0	2.3	-1.7
				20	2.0	1.1	-0.9
30	1.3	0.8	-0.6
				40	1.0	0.6	-0.4
50	0.8	0.5	-0.3
				60	0.7	0.4	-0.3
70	0.6	0.3	-0.2
				80	0.5	0.3	-0.2
90	0.4	0.3	-0.2
				100	0.4	0.2	-0.2

此处，视点的高度也取1.2m。

该情况下的虚像的显示方法也如上述说明的一样，既可以在挡风玻璃3内的HUD显示区域35内连续地显示虚像(如图30的(b)所示)，或者也可以将HUD显示区域35分割多个区域来分段性地显示(未图示)。

作为如上述那样按不同显示距离改变自路面起的高度的理由，可考虑以下情况，即，在高度随观察对象物的距离保持固定的情况下，虚像的显示物会过度重叠，如此反而会妨碍辨识，从而需要有意使虚像的显示位置错开。作为更具体的一个例子可以考虑这样的情况，即，观察对象物中的远处的车辆和行人等看起来较小，因此使警报的显示位置(高度)进行错位等，以不妨碍该车辆和行人等的可辨识性。

即，根据上面详述的基于视点的虚像的显示方法和距离控制，能够更恰当地调节虚像的显示距离。

上面根据实施方式对发明人完成的发明进行了具体说明，但是本发明并不限定于上述的实施方式，当然可以在不脱离其主旨的范围内进行各种改变。例如，上述实施方式中，为了使本发明容易理解而进行了详细说明，但并不限定于必须具有所说明的所有结构。对于上述实施方式的结构的一部分，能够增加/删除/置换其他结构。

工业利用性

本发明能够应用于利用了AR的平视显示器装置。

附图标记说明

1……AR-HUD，2……车辆，3……挡风玻璃，4……车辆信息，5……驾驶员，6……显示区域，10……车辆信息获取部，20……控制部、21……ECU，22……声音输出部，23……非易失性存储器，24……存储器，25……光源调节部，26……畸变校正部，27……显示元件驱动部，28……显示距离调节部，29……反射镜调节部，30……影像显示装置，30a……投影仪，30b……LCD，31……光源，32……照明光学***，33……显示元件，35、35-1、35-2、35-3……HUD显示区域，40……显示距离调节机构，41a……扩散板，41b……扩散板，41c……可动式扩散板，42a……透镜，42b……可动式透镜，43a……可动式光学滤波片，43b……梳形光学滤波片，50……反射镜驱动部，51……反射镜，51a……反射镜，51b……调光反射镜，52……反射镜，60……扬声器，101……车速传感器，102……换挡位置传感器，103……方向盘转向角传感器，104……前灯传感器，105……照度传感器，106……色度传感器，107……测距传感器，108……红外光传感器，109……发动机起动传感器，110……加速度传感器，111……陀螺仪传感器，112……温度传感器，113……路车间通信用无线接收机，114……车车间通信用无线接收机，115……摄像机(车内)，116……摄像机(车外)，117……GPS接收机，118……VICS接收机，281……功能性液晶膜开/关控制部，282……透镜驱动部，283……调光反射镜开/关控制部，284……扩散板驱动部，285……光学滤波片驱动部，401……功能性液晶膜，402……透镜驱动机构，403……调光反射镜，404……扩散板驱动机构，405……光学滤波片驱动机构。

Claims (11)

1.一种平视显示器装置，通过将影像投射到车辆的挡风玻璃上，对驾驶员在所述车辆的前方的风景上叠加显示虚像，其特征在于，包括：

获取所述车辆可检测的各种车辆信息的车辆信息获取部；

基于所述车辆信息获取部获取的所述车辆信息来控制所述影像的显示的控制部；

基于来自所述控制部的指示形成所述影像的影像显示装置；

对所述影像显示装置形成的所述影像进行反射，将其投射到所述挡风玻璃上的反射镜；

基于来自所述控制部的指示使所述反射镜的角度变化的反射镜驱动部；和

调节所述虚像相对于所述驾驶员的显示距离的显示距离调节机构，

所述控制部基于所述车辆信息，通过所述反射镜驱动部调节所述反射镜的角度，以使得能够对所述驾驶员在所述风景上叠加显示所述虚像，

所述车辆信息包括所述车辆的外部的亮度和行驶的道路的信息，

所述控制部基于根据所述行驶的道路的信息设定的最大显示距离来调节所述虚像的显示位置，以与所述驾驶员注视的焦点相应地叠加显示所述虚像。

2.如权利要求1所述的平视显示器装置，其特征在于：

所述控制部，从所述车辆信息获取部获取关于前方道路的第一坡度的信息和关于当前所在道路的第二坡度的信息作为所述车辆信息，

在所述第一坡度比所述第二坡度大规定阈值以上的情况下，通过所述反射镜驱动部调节所述反射镜的角度，以使所述虚像的显示位置向上方移动，

在所述第二坡度比所述第一坡度大规定阈值以上的情况下，通过所述反射镜驱动部调节所述反射镜的角度，以使所述虚像的显示位置向下方移动。

3.如权利要求2所述的平视显示器装置，其特征在于：

所述控制部仅在所述第一坡度比所述第二坡度大规定阈值以上的状态或所述第二坡度比所述第一坡度大规定阈值以上的状态持续了规定时间以上的情况下，通过所述反射镜驱动部调节所述反射镜的角度。

4.如权利要求1所述的平视显示器装置，其特征在于：

所述控制部，从所述车辆信息获取部获取关于所述车辆的速度的信息作为所述车辆信息，

在所述速度比规定阈值大的情况下，通过所述反射镜驱动部调节所述反射镜的角度，以使所述虚像的显示位置向上方移动。

5.如权利要求1所述的平视显示器装置，其特征在于：

所述控制部，从所述车辆信息获取部获取关于所述驾驶员的眼睛的高度位置的信息作为所述车辆信息，

在所述高度位置比规定阈值高的情况下，通过所述反射镜驱动部调节所述反射镜的角度，以使所述虚像的显示位置向上方移动，

在所述高度位置比规定阈值低的情况下，通过所述反射镜驱动部调节所述反射镜的角度，以使所述虚像的显示位置向下方移动。

6.如权利要求1所述的平视显示器装置，其特征在于：

所述控制部，从所述车辆信息获取部获取关于所述车辆的振动量的信息作为所述车辆信息，

根据所述振动量，在所述影像的显示区域内使所述影像偏移。

7.如权利要求1所述的平视显示器装置，其特征在于：

所述控制部基于所述车辆信息调节所述虚像的显示位置，以与所述驾驶员注视的焦点相应地叠加显示所述虚像。

8.如权利要求7所述的平视显示器装置，其特征在于：

所述控制部获取辐辏角信息，根据基于所述辐辏角信息得到的辐辏角来调节所述虚像的显示位置，以与所述驾驶员注视的焦点相应地叠加显示所述虚像。

9.如权利要求1所述的平视显示器装置，其特征在于：

所述控制部获取视点信息，基于视点与该视点到路面的距离之间的关系，调节在所述风景上叠加显示所述虚像的显示位置，其中所述视点是基于所述视点信息得到的。

10.如权利要求9所述的平视显示器装置，其特征在于：

所述控制部使显示所述虚像的所述显示位置距所述路面的高度，与所述虚像到所述视点的距离成正比地连续变化，来在所述风景上叠加显示所述虚像。

11.如权利要求9所述的平视显示器装置，其特征在于：

所述控制部使显示所述虚像的所述显示位置距所述路面的高度，与所述虚像到所述视点的距离对应地改变为不同的高度，来在所述风景上叠加显示所述虚像。

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