从投影仪4的第二投射透镜17投射出的影像。而且，如图2以及图6所示，第一屏幕20和第二屏幕21以被投射区域22、23不重叠的方式，沿着光路在前后方向上以规定间隔并排配置。因此，在本实施方式中，虚像8由投射于第一屏幕20的影像的虚像(以下称为第一虚像8A)和投射于第二屏幕21的影像的虚像(以下称为第二虚像8B)构成。
[0048]另外，第二屏幕21能够沿着光路向前后方向移动。另一方面，将第一屏幕20的位置设置为在前后方向上固定。具体地，如图7所示，通过使位于第二屏幕21的背面侧的屏幕前后驱动马达24进行驱动，能够变更第一屏幕20与第二屏幕21之间的距离，使第二屏幕21沿着光路向前后方向移动。因此，能够变更生成第二虚像8B的位置(具体是指作为从驾驶员7到第二虚像8B的距离的生成距离L2)，该第二虚像8B是投射于第二屏幕21的影像的虚像。此夕卜，生成距离L2取决于从反射镜11到第二屏幕21的距离。即，生成距离L2的长短根据从反射镜11到第二屏幕21的距离而变更。例如，若从反射镜11到第二屏幕21的距离变长，则生成距离L2变长;若从反射镜11到第二屏幕21的距离变短，则生成距离L2变短。
[0049]例如，若使第二屏幕21向投影仪4侧(到反射镜11的距离变长的一侧)移动，则生成距离L2变长(S卩，从驾驶员7的角度来看，看见第二虚像8B在更远处)。另一方面，若使第二屏幕21向投影仪4的相反侧(到反射镜11的距离变短的一侧)移动，则生成距离L2变短(S卩，从驾驶员7的角度来看，看见第二虚像8B在更近处)。此外，由于第一屏幕20的位置在前后方向上是固定的，所以生成第一虚像8A的位置(具体是指作为从驾驶员7到第一虚像8A的距离的生成距离L1)是固定的，该第一虚像8A是投射于第一屏幕20的影像的虚像。因此，通过变更生成距离L2，来变更从第一虚像8A到第二虚像8B的距离(|L2-L11 )。
[0050]因此，虽然在假设第一屏幕20和第二屏幕21在光路上位于离反射镜11相同距离处的情况下，第一虚像8A和第二虚像8B会生成于车辆2的前方的相同位置，但是在第一屏幕20和第二屏幕21位于在光路上离反射镜11的距离不同处的情况下，如图8所示，第一虚像8A和第二虚像8B会分别生成于不同的位置。另外，如图5以及图6所示，虽然以第一屏幕20的被投射区域22位于第二屏幕21的被投射区域23的上方的方式来配置各屏幕，但是由于影像被反射镜11上下颠倒，因此以与光路交叉的方向为基准，第二虚像8B会生成于第一虚像8A的上方。
[0051 ]另外，在本实施方式中，第一屏幕20以及第二屏幕21能够在与光路交叉的方向上一体地移动。具体地，如图9所示，通过使位于第一屏幕20的侧面的屏幕上下驱动马达25进行驱动，能够使第一屏幕20以及第二屏幕21—体地在与光路交叉的方向上移动。因此，如图10所示，能够在第一投射形态和第二投射形态之间切换图像向屏幕5的投射形态，在该第一投射形态下，以第一屏幕20和第二屏幕21为对象来投射来自投影仪4的影像，在该第二投射形态下，仅以第一屏幕20为对象来投射来自投影仪4的影像。
[0052]而且，HUD1在投射形态处于第一投射形态的情况下，基本上利用第一投射透镜16和第二投射透镜17，分别将不同种类的影像(例如，就第一投射透镜16而言，是车辆的当前车速的影像;就第二投射透镜17而言，是引导信息、警告信息的影像)投射于各屏幕。另一方面，在投射形态处于第二投射形态的情况下，基本上将分别利用第一投射透镜16和第二投射透镜17投射的影像组合而成的一个影像(例如，就第一投射透镜16而言，是电视画面的下半部分的影像;就第二投射透镜17而言，电视画面的上半部分的影像)投射于第一屏幕20。通过这样，在第二投射形态下，能够生成无分割线的且更大尺寸的影像作为虚像。此外，即使在第二投射形态下，也能够利用第一投射透镜16和第二投射透镜17投射不同种类的影像。
[0053]另外，屏幕前后驱动马达24以及屏幕上下驱动马达25分别由步进马达构成。而且，HUD1能够基于从控制电路部13发送来的脉冲信号来控制屏幕前后驱动马达24，将第二屏幕21的前后位置恰当地定位于设定位置。另外，HUD1能够基于从控制电路部13发送来的脉冲信号来控制屏幕上下驱动马达25，将第一屏幕20以及第二屏幕21的上下位置恰当地定位于设定位置。
[0054]另一方面，如图2所示，反射镜10是反射板，用于反射从投影仪4投射出的影像来变更光路，并将该影像投射至屏幕5。
[0055]另外，如图2所示，反射镜11是投影单元，其反射来自屏幕5的影像光并使其经由前窗6后，在驾驶员7的前方投影出虚像8(参照图1)。能够使用球面凹面镜、非球面凹面镜或者用于修正投影影像失真的自由曲面镜来作为反射镜11。
[0056]另外，如图2所示，菲涅尔透镜12是用于放大投射于屏幕5的影像来生成虚像8的放大镜。而且，就本实施方式的HUD1而言，通过使投射于屏幕5的影像经由反射镜11或者菲涅尔透镜12，进一步被前窗6反射，从而被驾驶员7看见，由此，在前窗6的前方更远的位置上将投射于屏幕5的影像放大为虚像8来使驾驶员看见(参照图1)。
[0057 ]另外，控制电路部13是进行HUD 1的整体控制的电子控制器。此处，图11是示出本实施方式的HUD1的结构的框图。
[0058]如图11所示，控制电路部13具有作为运算装置以及控制装置的CPU31以及内部存储装置。该内部存储装置包含:当CPU31进行各种运算处理时作为工作存储器使用的RAM32;不仅记录控制用的程序，还记录后述的表生成处理程序(参照图12)、虚像生成处理程序(参照图14)等的R0M33;存储从R0M33读出的程序、后述的位置设定表的闪存器34等。另外，控制电路部13分别与投影仪4、透镜驱动马达18、屏幕前后驱动马达24、屏幕上下驱动马达25连接，并进行投影仪4、各种马达的驱动控制。
[0059]另外，CAN(控制器区域网络)接口14针对符合车载网络规格的CAN来进行数据输入输出的接口，该CAN在设置于车辆内的各种车载器或者车辆设备的控制装置之间进行多路通信。而且，HUD1经由CAN以可相互通信的方式与各种车载器或者车辆设备的控制装置(例如导航装置48、AV装置49等)连接。通过这样，HUD 1能够投影出导航装置48或者AV装置49等的输出画面。
[0060]接下来，针对在具有上述结构的HUD1中CPU31所执行的表生成处理程序，基于图12进行说明。图12是本实施方式的表生成处理程序的流程图。此处，表生成处理程序是当HUD1进行初始设定时执行的，是制作位置设定表的程序，该位置设定表在使第二屏幕21以及第二投射透镜17移动时被使用。此外，在以下的图12以及图14中用流程图示出的程序存储于HUD1所具有的RAM32或者R0M33中，并由CPU31执行。
[0061 ] 首先，在表生成处理程序中，在步骤(以下简写为S)1中，CPU31将表示生成距离L2的系数D(n)设定为初始值2.5[m]，该生成距离L2是从驾驶员7到第二虚像8B的距离。
[0062]接下来，在S2中，CPU31根据HUD1的设计值等，计算用于使生成距离L2从当前的D(η)的值变为D(n)+0.1[m]的第二屏幕21的新位置。具体地，决定第二屏幕21的移动量Ds(n)和移动方向。其中，移动方向是沿着光源的光路远离反射镜11的方向(靠近光源的方向)。
[0063]接下来，在S3中，CPU31根据HUD1的设计值等，计算用于使生成距离L2从当前的D(η)的值变为D(n)+0.1[m]的第二屏幕21的移动所需要的移动时间Ts(n)。具体地，在使第二屏幕21移动的情况下，假定以第二屏幕21的最大移动速度来进行移动，以此为前提进行计算。即，若将第二屏幕21的最大移动速度设置为Vs，则根据以下的式(1)进行计算。
[0064]Ts(n) =Ds(n)/Vs....(1)
[0065]然后，在S4中，在第二屏幕21向远离反射镜11的方向(靠近光源的方向)移动Ds(n)的情况下，CPU31根据HUD1的设计值等，计算用于使从第二投射透镜17投射出的影像的焦点与移动后的第二屏幕21的位置相一致(聚焦)的新的第二投射透镜17的位置。具体地，决定第二投射透镜17的移动量Dl (η)和移动方向。其中，移动方向是沿着光源的光路的与第二屏幕21相反的方向，即靠近反射镜11的方向(远离光源的方向)。
[0066]接下来，在S5中，CPU31根据HUD1的设计值等，计算使第二投射透镜17移动的移动速度Vl(n)。具体地，使第二屏幕21的移动与第二投射透镜17的移动相连动，S卩，计算这样的移动速度VI (η)，该移动速度VI (η)使得在与第二屏幕21同时开始移动第二投射透镜17的情况下，同时地完成移动。具体地，根据以下的式(2)进行计算。
[0067]Vl(n)=Dl(n)/Ts(n)....(2)
[0068]然后，在36中<?1]31将在上述32?35中计算出的08(11)、了8(11)、01(11)、￥1(11)与当前的D(n)的值相对应地保存于存储器中。
[0069 ]然后，在S7中，将η进行“+1”来计数。进一步地，将当前的D (η)的值加上0.1 [m]。
[0070]接下来，在S8中，CPU31判断当前的计数值η是否达到184以上，S卩，判断是否在D(n)的值以2.5[m]为初始值而达到20.0[m]以上为止的过程中每增加0.lm都进行了上述S2?S7的处理。
[0071 ]而且，在判断为当前的计数值η达到184以上的情况(S8:是(YES))下，结束该表生成处理程序。与此相对，在判断为当前的计数值η不满184的情况(S8:否(N0))下，以加上0.1[m]后的新的D(n)的值作为对象，来继续进行S2以后的处理。
[0072]然后，基于执行上述表生成处理程序得到的结果以及计算结果，来制作位置设定表。此外，如图13所示，在位置设定表中，对每一个生成距离L2，分别存储当使该生成距离L2加上或者减去0.1 [m]时的第二屏幕21的移动量、第二屏幕21的移动时间、第二投射透镜17的移动量、第二投射透镜的移动速度。此外，在使生成距离L2加上0.1[m]的情况下，第二屏幕21的移动方向是沿着光源的光路而远离反射镜11的方向(靠近光源的方向)，第二投射透镜17的移动方向是其反方向。另一方面，在使生成距离L2减去0.1[m]的情况下，第二屏幕21的移动方向是沿着光源的光路而靠近反射镜1