CN110194057A - 平视显示设备 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一种HUD设备(10)具有背光灯(13)和显示器(14)，显示器(14)通过辐射与第一显示图像(P1A)和三个第二显示图像(P2aA至P2cA)相对应的显示光(L)，而将第一显示图像的虚像显示在与基准面(P0)大致垂直的第一显示面(P1)中，并且将三个第二显示图像(P2aA至P2cA)的虚像沿着基准面(P0)显示。在该HUD设备(10)中，三个第二显示图像的虚像显示在三个第二层显示面(P2a至P2c)中，该三个第二层显示面(P2a至P2c)与基准面(P0)大致垂直，并且以层叠方式沿着前后方向布置。

Description

平视显示设备
本申请是基于2015年9月25日提交的专利申请号为201580045813.5(PCT/JP2015/077185)、名为“平视显示设备”的申请(进入中国国家阶段日期：2017年2月24日)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种平视显示设备。
背景技术
传统地，已经提出了平视显示设备(在下文中称为“HUD设备”)作为车辆用显示设备。在能够以将信息叠置在外部景物上的方式显示信息的情况下，这样的HUD设备不迫使驾驶员大幅度移动他们的视线，并且能够提高在驾驶车辆期间的信息的可辨识性。这样的HUD设备包括用于发出与规定的显示图像一致的显示光的显示单元，并且将从显示单元发出的显示光投射到反射部件(挡风玻璃或组合器)上。从而，驾驶员将由显示单元显示的显示图像视觉识别为在反射部件的前方的虚像。
专利文献1公开了一种平视显示设备，该平视显示设备使得能够容易地识别车间距离控制设备的操作信息。当车间距离控制设备没有检测到前方车辆时，该平视显示设备将前方车辆标记或车间距离标记显示在第一显示面上。当车间距离控制设备检测到前方车辆时，平视显示设备将前方车辆标记显示在第二显示面上，并且将表示车间距离的多个标记显示在第三显示面上。第三显示面是大致水平面。另一方面，第一显示面和第二显示面是与第三显示面大致垂直的平面。并且第二显示面从第一显示面向前隔开规定的间隔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP-A-2011-73466
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在专利文献1中公开的HUD设备中，显示在第三显示面中的多个标记被显示在同一平面上。此外，由于显示在第三平面上从而在前后方向上彼此相邻的标记具有小的间隙，所以这些标记仅在它们的视觉距离之间提供了小的差距。结果，出现了这样的问题：不能容易地将多个标记识别为3D图像，并且因此，难以得到立体显示效果。
而且，在专利文献1中公开的HUD设备在使驾驶员识别到显示面的距离方面仍有改进空间，该显示面用于诸如前方车辆标记这样的标记的显示，并且该显示面与车辆前后方向大致垂直。
已经鉴于以上情况做出了本发明，并且因此，本发明的目的是提供一种能够提供立体显示效果的平视显示设备。另一个目的是提供一种能够给予驾驶员更好的距离感的平视显示设备。
解决问题的方案
为了解决该问题，本发明的平视显示设备包括下面的构造。
(1)一种平视显示设备，该平视显示设备通过将显示光投射到反射部件上而以虚像的形式将信息显示给驾驶员，该平视显示设备包括：
显示装置，该显示装置通过发射包括第一显示图像的显示光而将所述第一显示图像的虚像显示在第一显示面中，并且该显示装置通过发出包括多个第二显示图像的显示光束而将所述多个第二显示图像的虚像分别显示在多个第二显示面中，
其中，所述第一显示面与基准面大致垂直，并且
其中，所述第二显示面与所述基准面大致垂直，并且以层叠方式布置在所述驾驶员的前后方向上，并且其中，所述多个第二显示图像的所述虚像被显示为沿着所述基准面布置。
(2)根据条目(1)的平视显示设备，还包括：
多个光路长度调整装置，该多个光路长度调整装置安置在所述显示设备与所述驾驶员的视点之间的光路中，并且该多个光路长度调整装置调整从所述显示装置发出的显示光束的光路长度，
其中，所述多个光路长度调整装置根据到所述第一显示面和所述第二层显示面的距离，对与所述第一显示图像和所述多个第二显示图像对应的所述显示光束分别提供不同的光路长度。
(3)根据条目(1)或(2)的平视显示设备，
其中，所述显示装置包括多个显示单元，该多个显示单元发出与所述第一显示图像和所述多个第二显示图像相对应的显示光束，并且
其中，所述多个显示单元被分别安置在互相偏移的位置处，从而使相应的光路长度根据到所述第一显示面和所述第二层显示面的距离而互相不同。
(4)根据条目(1)至(3)的任意一项所述的平视显示设备，
其中，所述多个第二显示图像被绘制为使得所述多个第二显示图像的左右轮廓沿着与规定的消失点对应地设定的各透视线延伸。
(5)根据条目(1)至(4)的任意一项所述的平视显示设备，
其中，所述多个第二显示图像以图像密度随着位置朝着驾驶员前进而减小的方式绘制。
(6)一种平视显示设备，该平视显示设备通过将显示光投射到反射部件上而将信息显示给驾驶员，该平视显示设备包括：
视点检测单元，该视点检测单元检测驾驶员的视点，
第一照射单元，该第一照射单元投射第一照射光，所述第一照射光用于使驾驶员视觉识别与车辆前后方向大致垂直的平面显示；
第二照射单元，该第二照射单元投射第二照射光，所述第二照射光用于使驾驶员视觉识别包括在所述车辆前后方向上的分量的深度显示；以及
投射控制单元，该投射控制单元控制所述第二照射单元的所述第二照射光，使得所述深度显示的一部分与所述平面显示重叠，并且使得所述深度显示在与由所述视点检测单元所检测到的驾驶员的视点的移动方向相同的方向上移动。
(7)根据条目(6)的平视显示设备，还包括：
选择单元，该选择单元使得能够在强调显示与普通显示之间进行选择，在所述强调显示中，所述深度显示与所述平面显示重叠；在上述普通显示中，所述深度显示与所述平面显示相邻地显示，
其中，所述投射控制单元调整所述第二照射单元的投射方向，使得如果所述选择单元选择所述强调显示，则所述深度显示的一部分与所述平面显示重叠，并且所述投射控制单元调整所述第二照射单元的所述投射方向，使得如果所述选择单元选择所述普通显示，则所述深度显示与所述平面显示相邻地显示。
发明的优点
在本发明中，三个第二显示图像沿着基准面显示从而与基准面大致垂直，并且以层叠方式布置在前后方向上，从而能够得到立体显示效果。此外，在该显示形态中，第二显示图像之间的视觉距离差是大的。从而，第二显示图像中的相邻的第二显示图像在前后方向上具有大的间隙，从而能够更加适当地得到立体显示效果。
此外，本发明能够提供一种能够给予驾驶员更好的距离感的平视显示设备。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的HUD设备应用到的车辆的示意图。
图2是示出显示单元的构造的块图。
图3(a)和3(b)是用于描述与四个光路长度调整装置相关的功能的说明图。
图4是图示出层之间的视觉距离差的说明图。
图5是图示出传统显示形态中的层之间的视觉距离差的说明图。
图6(a)和6(b)是图示出要由驾驶员识别的图像的改进版本的说明图。
图7是示出改进的照射设备的构造的块图。
图8是示出根据第二实施例的HUD系统应用到的车辆室内的样子的示意图。
图9是示出HUD系统的构造的块图。
图10示出图8和9所示的照射单元的详细构造。
图11是示出第二显示器绕着图10所示的旋转轴旋转的状态的构造图。
图12是示出图10所示的显示状态的示意性前视图。
图13(a)和13(b)是示出图10所示的显示状态的示意图；图13(a)示出视点向右移动一点的情况，并且图13(b)示出视点向左移动一点的情况。
图14是示出图11所示的显示状态的示意性前视图。
图15(a)和15(b)是示出图11所示的显示状态的示意图；图15(a)示出视点向右移动一点的情况，并且图15(b)示出视点向左移动一点的情况。
图16是图示出根据第二实施例的HUD设备的控制方法的流程图。
参考标记列表
3：仪表面板
3a：开口
4：挡风玻璃
10：HUD设备
11：照射设备
12：显示单元
13：背光灯
14：显示器
15a至15d：光路长度调整装置
16：非球面镜
20：控制器
52：方向盘
53：仪表面板
53a：开口
54：挡风玻璃
60：HUD设备
61：照射单元
61a：第一显示器(第一照射单元)
61b：第二显示器(第二照射单元)
61c：反射板
61d：旋转轴
65：摄像机
70：控制器
71：视点检测单元
72：HUD控制单元(投射控制单元)
73：选择单元
CDD：中心
CPD：中心线
DD：深度显示
E：视点
PD：平面显示
PP：特定点
R：投射区域
I：直线
I’：投影直线
具体实施方式
(实施例1)
图1是示出根据该实施例的HUD设备(平视显示设备)应用到的车辆室内的样子的示意图。在车室中，方向盘安置在驾驶员的前方，并且仪表面板3安置在方向盘的前方。挡风玻璃4是车辆的内侧空间与外侧空间之间的边界，并且使得能够透过观看车辆前方的景色，该挡风玻璃4安置在仪表面板3的前方。
仪表面板3是分隔车室的前部空间的部件，并且被成型为规定形状。仪表面板3在规定位置处形成有开口3a，该开口3a连接仪表面板3的内侧空间与外侧空间，并且挡风玻璃4的规定区域P安置在开口3a的上方。
HUD设备10用于通过远点显示以将信息叠置在由驾驶员观看的车辆前方的景色上的方式将信息显示为虚像S，该HUD设备10安装在车辆中。HUD设备10包括照射设备11和控制器20，并且利用作为反射部件的挡风玻璃4形成虚像S。
照射设备11被容纳在容纳壳中，并且安置在仪表面板3内。照射设备11包括显示单元12和非球面镜16。
显示单元12发出显示光L，该显示光L与要显示给驾驶员的显示图像对应。稍后将详细描述显示单元12。
非球面镜16是用于将从显示单元12发出的显示光L朝着挡风玻璃4反射的部件。非球面镜16以能够通过电机(未示出)的驱动力而调整其倾角(inclination)的方式被支撑。该倾角调整使得能够调整显示光L在挡风玻璃4上的投射位置。
照射设备11使从显示单元12发出的显示光L经由非球面镜16而被投射到挡风玻璃4的规定区域P上。投射的显示光L通过挡风玻璃4反射，并且到达驾驶员的视点E。结果，驾驶员将与显示光L相对应的显示图像的虚像S视觉识别为好像该虚像S位于挡风玻璃4的外侧。
控制器20是用于控制照射设备11的设备，并且能够是主要包括CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的微机。
图2是示出显示单元12的详细构造的块图。显示单元12包括：显示设备，其包括背光灯13和显示器14；以及第一至第四光路长度调整装置15a至15d。
例如，背光灯13是LED。从背光灯13发出的光经由规定的光学系统照射在显示器14上。
例如，作为LCD的显示器14形成显示图像。通过使得从背光灯13发出并且从后侧到来的光的一部分通过显示器14自身，显示器14发出对应于显示图像的显示光L(参见图1)。如此形成的显示光L朝着第一至第四光路长度调整装置15a至15d前进。由显示器14形成的显示图像是要显示给驾驶员和乘客的显示信息(包括数字、字符、标记等)的图像，并且基于从主控制器输入的显示图像信号而由控制器20控制该显示图像。
显示器14仅具有一个显示范围，该一个显示范围能够被划分为多个区域。在该实施例中，该一个显示范围能够被划分为四个区域，即，第一至第四显示区域。在四个区域之中，第一显示区域用于形成第一显示图像。并且，规定的信息(例如，前方车辆的存在/不存在)能够以第一显示图像的形态显示。第二至第四显示区域分别用于形成第二显示图像，并且能够通过组合三个第二显示图像而显示规定的信息(例如，车间距离)。四个显示区域与四个光路长度调整装置15是一一对应的，并且从各个显示区域发出的显示光L照射在对应的光路长度调整装置15上。
第一至第四光路长度调整装置15a至15d安置在显示器14与视点E之间的光路上，光路长度调整装置15a至15d分别是用于调整从显示器14发出的显示光L的光路长度的装置。第一至第四光路长度调整装置15a至15d分别包括例如多个折叠式反射镜，并且通过使用折叠式反射镜引导显示光L而调整显示光L的光路长度。图3是用于描述与第一至第四光路长度调整装置15a至15d相关的功能的说明图。
第一光路长度调整装置15a调整从显示器14的第一显示区域发出的显示光L的光路。第一光路长度调整装置15a将第一显示图像P1A的虚像显示在第一显示面P1中，该第一显示图像P1A与从显示器14(第一显示区域)发出的显示光L对应，该第一显示面P1被设定为与规定的基准面P0(例如，水平面)大致垂直。
第二光路长度调整装置15b调整从显示器14的第二显示区域发出的显示光L的光路。第二光路长度调整装置15b将第二显示图像P2aA的虚像显示于第一层显示面P2a中，该第二显示图像P2aA与从显示器14(第二显示区域)发出的显示光L对应，在第一层显示面P2a在车辆前后方向上比第一显示面P1更靠近车辆。
第三光路长度调整装置15c调整从显示器14的第三显示区域发出的显示光L的光路。第三光路长度调整装置15c将第二显示图像P2bA的虚像显示在第二层显示面P2b中，该第二显示图像P2bA与从显示器14(第三显示区域)发出的显示光L对应，该第二层显示面P2b比第一层显示面P2a更靠近车辆。
第四光路长度调整装置15d调整从显示器14的第四显示区域发出的显示光L的光路。第四光路长度调整装置15d将第二显示图像P2cA的虚像显示在第三层显示面P2c中，该第二显示图像P2cA与从显示器14(第四显示区域)发出的显示光L对应，该第三层显示面P2c比第二层显示面P2b更靠近车辆。
三层显示面，即，第一至第三层显示面P2a至P2c被设定为与基准面P0大致垂直，并且沿着基准面P0显示三个第二显示图像P2aA至P2cA的虚像。
从而，已经通过第一至第四光路长度调整装置15a至15d中的第一光路长度调整装置15a的显示光L采用了最长的光路，并且相应的虚像显示在位于最深位置处的第一显示面P1上。已经分别通过第二光路长度调整装置15b、第三光路长度调整装置15c和第四光路长度调整装置15d的显示光束采用了以第二光路长度调整装置15b、第三光路长度调整装置15c、第四光路长度调整装置15d的顺序缩短的光路。相应的虚像沿着基准面P0显示在比第一显示面P1更靠近车辆的位置处，从而大致正对着驾驶员。
图4是图示出该实施例的显示形态中的视觉距离差Lb的说明图。能够根据下面的等式来计算视觉距离差Lb。
[公式1]
Lb＝L2cosθ2–L3。
图5是图示出在将三个第二显示图像的虚像显示在沿着基准面P0布置的平面状显示面P3a至P3c中的情况下的视觉距离差La的说明图。能够根据下面的等式来计算视觉距离差距La。
[公式2]
La＝L2cosθ2–L1。
公式1与2之间的比较示出视觉距离差Lb比视觉距离差距La大。从而，根据该实施例的显示形态，能够将第二显示图像P2aA至P2cA识别为在前后方向上具有大的间隙。
如上所述，在该实施例中，HUD设备10包括背光灯13和显示器14，该显示器14将第一显示图像P1A的虚像显示在与基准面P0大致垂直的第一显示面P1中，并且通过发出与第一显示图像P1A以及三个第二显示图像P2aA至P2cA对应的各显示光束L，而使三个第二显示图像P2aA至P2cA的虚像沿着基准面P0显示。在HUD设备10中，三个第二显示图像P2aA至P2cA的虚像显示在三个第二层显示面P2a至P2c中，该三个第二层显示面P2a至P2c与基准面P0大致垂直，并且以层叠方式布置在前后方向上。
特别地，HUD设备10还包括用于调整从显示器14发出的显示光束L的光路长度的四个第一至第四光路长度调整装置15a至15d。根据分别到第一显示面P1以及三个第二层显示面P2a至P2c的距离，第一至第四光路长度调整装置15a至15d赋予与第一显示图像P1A以及三个第二显示图像P2aA至P2cA对应的显示光束L以不同的光路长度。
利用以上构造，三个第二显示图像P2aA至P2cA沿着基准面P0显示，从而与基准面P0大致垂直并且以层叠方式布置在前后方向上，从而能够得到立体显示效果。此外，在该显示形态中，第二显示图像之间的视觉距离差是大的。从而，第二显示图像P2aA至P2cA中的相邻的第二显示图像在前后方向上具有大的间隙，从而能够更加有效地得到立体显示效果。
为了得到立体显示效果，可以将第二显示图像P2aA至P2cA绘制为下面的形态。在第一方法中，如图6(a)所示，以使得三个第二显示图像P2aA至P2cA的左右轮廓沿着与规定的消失点PV对应地设定的各透视线Lp延伸的方式绘制三个第二显示图像P2aA至P2cA。利用该方法，提高了三个第二显示图像P2aA至P2cA的在前后方向上的透视感，从而能够得到更好的立体显示效果。
在第二方法中，如图6(b)所示，以图像密度随着位置朝着车辆前进而减小的方式绘制三个第二显示图像P2aA至P2cA。即，将三个第二显示图像P2aA至P2cA绘制为随着位置远离车辆而更深的颜色(即，随着位置朝着车辆行进而更浅的颜色)。利用该方法，提高了在前后方向上的透视感，从而能够得到更好的立体显示效果。
在以上实施例中，一个显示单元(背光灯13和显示器14)的显示范围被划分为四个区域，并且发出与各个显示图像P1A以及P2aA至P2cA对应的显示光束L。然而，也可以是另一种构造，其中，使用四个显示装置分别发出与显示图像P1A以及P2aA至P2cA对应的显示光束L。
在以上实施例中，因为与各个显示图像P1A以及P2aA至P2cA对应的显示光束L具有相同的照射位置，所以将第一至第四光路长度调整装置15a至15d设置为用于产生不同的光路长度的装置。然而，如图7所示，可以是另一种构造，其中，显示单元包括四个显示装置(四个背光灯13a至13d以及四个显示器14a至14d)，并且分别发出与各个显示图像P1A以及P2aA至P2cA对应的显示光束L。在这种情况下，通过将四个显示装置安置在互相偏移的位置处而得到不同的光路长度。
虽然在以上实施例中形成了三个第二显示图像P2aA至P2cA，但是本发明不限于该情况；只要形成多个第二显示图像就足够了。虽然设置了四个光路长度调整装置，但是可以与第二显示图像P2aA至P2cA的数量对应地设置适当数量的光路长度调整装置。
虽然已经通过参考特定实施例详细描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说明显地：能够在不背离本发明的本质和范围的情况下做出各种变化和修改。
虽然在以上实施例中将从照射单元发出的显示光投射在挡风玻璃上，但是也可以是另一种构造，其中，将显示光投射到除了挡风玻璃之外的反射部件上。这样的反射部件的实例是组合器和半反射镜，该半反射镜被安置成面对具有仪表的仪表盘，并且用于虚像的显示。
(实施例2)
图8是示出根据该实施例的HUD系统(平视显示系统)应用到的车室内的样子的示意图。图9是示出HUD系统的构造的块图。在车室中，方向盘52安置在驾驶员的前方，并且仪表面板53安置在方向盘52的前方。挡风玻璃54是车辆的内侧空间与外侧空间之间的边界，并且使得能够透过观看车辆前方的景色，该挡风玻璃54安置在仪表面板53的前方。
仪表面板53是分隔车室的前部空间的部件，并且被成型为规定形状。仪表面板53在规定位置处形成有开口53a，该开口53a连接仪表面板3的内侧空间与外侧空间，并且挡风玻璃54安置在开口53a的上方。
用于通过远点显示将信息作为虚像显示给驾驶员的HUD系统安装在车辆中。HUD系统主要包括HUD设备60和摄像机65。
HUD设备60是这样的设备：其用于以将信息叠置在由驾驶员观看的车辆前方的景色等上的方式显示信息。HUD设备60包括照射单元61和控制器70，并且利用作为反射部件的挡风玻璃54形成虚像。
照射设备61被容纳在容纳壳中，并且安置在仪表面板53内。照射单元61用于将照射光投射到挡风玻璃54上。
控制器70是用于控制照射单元61的设备，并且能够是主要包括CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的微机。从功能的角度来看，控制器70具有视点检测单元71、HUD控制单元(投射控制单元)72和选择单元73。
视点检测单元71用于基于从摄像机65供给的图像而检测驾驶员的视点，该摄像机65拍摄驾驶员的包括他的或她的脸的规定区域。HUD控制单元72用于控制照射单元61。例如，车辆的驾驶员可以是高的或矮的。如果高的驾驶员坐在驾驶员座椅中，则他的或她的视点位于高的位置处，并且需要相应地改变投射位置P。同样地，如果驾驶员是矮的，则他的或她的视点位于低的位置处。从而，同样需要改变投影位置P。HUD控制单元72控制照射单元61，以通过基于视点检测单元71的检测结果以上述方式改变投射位置P而产生适当的显示。此外，基于视点检测单元71的检测结果和其它信息，HUD控制单元72不仅控制投射位置P，而且控制第一显示器61a和第二显示器61b(稍后描述)要显示内容。
图10示出图8和9所示的照射单元61的详细构造。为了方便描述，图10中还示出了挡风玻璃54、视点E等。如图10所示，照射单元61包括第一显示器(第一照射单元)61a、第二显示器(第二照射单元)61b和反射板61c。
第一显示器61a和第二显示器61b分别用于投射与要呈现给驾驶员的显示信息对应的照射光。第一显示器61a和第二显示器61b分别均包括：LCD(液晶显示器)，其用于显示诸如数字、字符等这样的显示信息；以及背光灯，用于使LCD发光，诸如LED。
反射板61c是用于朝着挡风玻璃54反射由第一显示器61a和第二显示器61b投射的照射光束的部件。反射板61c以其倾角能够被调整的方式而被支承，并且能够通过电机(未示出)的驱动力来调整其倾角。通过该倾角调整，能够以上述方式与驾驶员的视点E的高度对应地控制投射位置P。
此外，在该实施例中，因为第一显示器61a的位置和朝向，所以第一显示器61a充当用于投射第一照射光的设备，第一照射光用于使驾驶员视觉识别与车辆前后方向(驾驶员的视线L)大致垂直的平面显示PD。并且，因为第二显示器61b的位置和朝向，所以第二显示器61b充当用于投射第二照射光的设备，第二照射光用于使驾驶员视觉识别包括在车辆前后方向上的分量的深度显示DD。
上述术语“包括在车辆前后方向上的分量的深度显示DD”是指至少在深度方向(车辆前后方向)上的分量比在车辆上下方向上的分量长的显示。
此外，第二显示器61b包括能够调整光投射方向的旋转轴61d。图11是示出第二显示器61b绕着图10所示的旋转轴61d旋转的状态的构造图。
如图11所示，第二显示器61b能够绕着旋转轴61d顺时针旋转(如图所示)。当第二显示器61b旋转时，第二显示器61b与第一显示器61a的投射区域R重叠。
结果，第二显示器61b的深度显示DD的一部分与第一显示器61a的平面显示PD重叠。在下面的描述中，将图10所示的显示状态称为普通显示，并且将图11所示的显示状态称为强调显示。
图12是示出图10所示的显示状态的示意性前视图。图13是示出图10所示的显示状态的示意图；图13(a)示出视点E向右移动一点的情况，并且图13(b)示出视点E向左移动一点的情况。
如图12所示，在图10所示的显示状态中，深度显示DD显示在平面显示PD的下方。与平面显示PD相邻地显示的深度显示DD使得驾驶员能够容易得识别与平面显示PD的距离。
在该实施例中，深度显示DD包括布置在驾驶员的视线L的方向(深度方向)上的多个带状图像DD1至DD3，并且多个带状图像DD1至DD3中的每个带状图像都是梯形的。关于多个带状图像DD1至DD3的横向宽度，最深的第一带状图像DD1是最小的，并且最靠近车辆的第三带状图像DD3是最大的。由作为梯形并且随着位置更深而横向宽度减小的第一至第三带状图像DD1至DD3来表示深度(距离)。
此外，如图13(a)和13(b)所示，当视点E向右或向左移动时，第二显示器61b投射与移动对应的第二照射光。更具体地，视点检测单元71基于从摄像机65供给的图像来检测驾驶员的视点E的移动。通过控制第二显示器61b，HUD控制单元72控制第二照射光，使得深度显示DD在与驾驶员的视点E的移动方向相同的方向上移动。得到的深度显示DD的移动距离与驾驶员的视点E的移动距离对应。
在该控制下，如图13(a)和13(b)所示，HUD控制单元72控制第二显示器61b的第二照射光，使得深度显示DD的中心CDD置于作为直线I到深度显示DD上的投影的投影直线I’上，该直线I连接由视点检测单元71所检测到的驾驶员的视点E与平面显示PD。
更具体地，直线I被确定为连接由视点检测单元71所检测到的驾驶员的视点E与中心线CPD上的特定点PP，并且被投射到深度显示DD上(在与深度显示DD的平面垂直的方向上)。HUD控制单元72控制第二照射光的内容，使得投影直线I’经过深度显示DD的中心CDD。
结果，如图13(a)和13(b)所示，深度显示DD与视点E的变化对应地相对于平面显示PD移动，并且通过移动他的或她的视点而给予驾驶员更好的立体感。
图14是示出图11所示的显示状态的示意性前视图。图15(a)和15(b)是示出图11所示的显示状态的示意图；图15(a)示出视点E向右移动一点的情况，并且图15(b)示出视点E向左移动一点的情况。
如图14所示，在图10所示的显示状态下，深度显示DD与平面显示PD重叠(即，前者的一部分置于后者的下半部分上)。在深度显示DD与平面显示PD以这种方式重叠的情况下，与深度显示DD与平面显示PD彼此相邻地显示的情况相比，更容易比较平面显示PD的显示位置与深度显示DD的显示位置。因此，驾驶员能够更加容易地识别距离。
此外，如图15(a)和15(b)所示，HUD控制单元72控制第二照射光的内容，使得投影直线I’(在上面描述)经过深度显示DD的中心CDD。结果，当已经发生视点变化时，在能够容易地互相比较平面显示PD的显示位置与深度显示DD的显示位置的状态下，深度显示DD相对于平面显示PD变化，从而更有效地给予驾驶员立体感。
与选择单元73的选择结果对应地来确定是采用图10的普通显示形态还是采用图11的强调显示形态。选择单元73用于与车辆环境、驾驶员进行的操作等对应地选择普通显示或强调显示。如果选择单元73选择强调显示，则HUD控制单元72将第二显示器61b的投射方向调整为图11所示的状态，并从而使第二照射光投射为使得平面显示PD与深度显示DD互相重叠。如果选择单元73选择普通显示，则HUD控制单元72将第二显示器61b的投射方向调整为图10所示的状态，并从而使第二照射光投射为使得深度显示DD显示在平面显示PD的下方。
图16是图示出根据第二实施例的HUD设备60的控制方法的流程图。如图16所示，首先，HUD控制单元72判断选择单元73是否选择强调显示(S1)。如果判断选择强调显示(S1：是)，则HUD控制单元72使第二显示器61b移动到图11所示的强调位置(S2)。结果，车辆的驾驶员将平面显示PD和深度显示DD视觉识别为图14和15所示的状态。然后，图16所示的处理结束。
另一方面，如果判断不选择强调显示(即，选择普通显示)(S1：否)，则HUD控制单元72使第二显示器61b移动到图10所示的普通位置(S3)。结果，车辆的驾驶员将平面显示PD和深度显示DD视觉识别为图12和13所示的状态。然后，图16所示的处理结束。
如上所述，根据该实施例的HUD设备60，由于深度显示DD与大致垂直于车辆前后方向的平面显示PD重叠，所以能够容易地将平面显示PD显示位置与深度显示DD的显示位置互相比较。此外，由于控制第二显示器61b的第二照射光而使得深度显示DD在与驾驶员的视点E的移动方向相同的方向上移动，所以当从驾驶员侧观看平面显示PD时，如果驾驶员的视点E向右移动，则深度显示DD也向右移动。同样地，当从驾驶员侧观看平面显示PD时，如果驾驶员的视点E向左移动，则深度显示DD也向左移动。以这种方式，深度显示DD与驾驶员的视点E的移动对应地移动。另外，由于在能够容易地将平面显示PD的显示位置与深度显示DD的显示位置互相比较的状态下，即，在深度显示DD与平面显示DD重叠的状态下进行该移动，所以能够通过移动他的或她的视点E而更加有效地给予驾驶员立体感。从而，能够给予驾驶员更好的距离感。
此外，在该强调显示中，深度显示DD的一部分与平面显示PD重叠，在普通显示中，深度显示DD与平面显示PD相邻地显示，由于能够在强调显示与普通显示之间进行选择，所以能够与情况、驾驶员的喜好等对应地在强调显示与普通显示之间进行切换，这能够提高便利性。
虽然已经通过参考特定实施例详细描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说明显地：能够在不背离本发明的本质和范围的情况下做出各种变化和修改。
例如，虽然在该实施例中，通过改变第二显示器61b自身的朝向来改变第二照射光的投射方向，但是本发明不限于该情况。可以是另一种构造，其中，通过将从第二显示器61b发出的照射光投射到屏幕上并且改变屏幕的朝向来改变第二照射光的投射方向。
另外，虽然在该实施例中利用一个第二显示器61b来产生深度显示DD，但是本发明不限于该情况；可以利用多个第二显示器61b来产生深度显示DD。此外，可以设置像屏幕一样地传送第一照射光并且反射第二照射光的半反射镜。
将在下面的条目[1]至[7]中简要描述上述根据本发明的实施例的平视显示设备的特征：
[1]一种平视显示设备(HUD设备10)，该平视显示设备(HUD设备10)通过将显示光投射到反射部件(挡风玻璃4)上而以虚像的形式将信息显示给驾驶员，该平视显示设备包括：
显示装置(背光灯13和显示器14)，该显示装置通过发射包括第一显示图像(P1A)的显示光而将所述第一显示图像(P1A)的虚像显示在第一显示面(P1)中，并且该显示装置通过发出包括多个第二显示图像(P2aA至P2cA)的显示光束而将所述多个第二显示图像的虚像分别显示在多个第二显示面(P2a、P2b、P2c)中，
其中，所述第一显示面与基准面(P0)大致垂直，并且
其中，所述第二显示面与所述基准面大致垂直，并且以层叠方式布置在驾驶员的前后方向上，并且其中，所述多个第二显示图像的所述虚像被显示为沿着所述基准面布置。
[2]根据条目[1]的平视显示设备，还包括：
多个光路长度调整装置(第一至第四光路长度调整装置15a至15d)，该多个光路长度调整装置安置在所述显示设备与驾驶员的视点之间的光路中，并且该多个光路长度调整装置调整从所述显示装置发出的显示光束的光路长度，
其中，所述多个光路长度调整装置根据到所述第一显示面和所述第二层显示面的距离，对与所述第一显示图像和多个所述第二显示图像对应的所述显示光束分别提供不同的光路长度。
[3]根据条目[1]或[2]的平视显示设备，
其中，所述显示装置包括多个显示单元(背光灯13a至13d、显示器14a至14d)，该多个显示单元发出与所述第一显示图像和所述多个第二显示图像对应的显示光束，并且
其中，多个所述显示单元被安置在互相偏移的位置处，从而使相应的光路长度根据分别到所述第一显示面和所述第二层显示面的距离而互相不同。
[4]根据条目[1]至[3]的任意一项所述的平视显示设备，
其中，所述多个第二显示图像被绘制为使得它们的左右轮廓沿着与规定的消失点(PV)对应地设定的各透视线(Lp)延伸。
[5]根据条目[1]至[4]的任意一项所述的平视显示设备，
其中，所述多个第二显示图像以图像密度随着位置朝着驾驶员前进而减小的方式绘制。
[6]一种平视显示设备，该平视显示设备通过将显示光投射到反射部件(挡风玻璃54)上而将信息显示给驾驶员，该平视显示设备包括：
视点检测单元(71)，该视点检测单元检测驾驶员的视点；
第一照射单元(第一显示器61a)，该第一照射单元投射第一照射光，所述第一照射光用于使驾驶员视觉识别与车辆前后方向大致垂直的平面显示；
第二照射单元(第二显示器61b)，该第二照射单元投射第二照射光，所述第二照射光用于使驾驶员视觉识别包括在所述车辆前后方向上的分量的深度显示；
投射控制单元(HUD控制单元72)，该投射控制单元控制所述第二照射单元的所述第二照射光，使得所述深度显示的一部分与所述平面显示重叠，并且使得所述深度显示在与由所述视点检测单元检测的驾驶员的视点的移动方向相同的方向上移动。
[7]根据条目[6]的平视显示设备，还包括：
选择单元(73)，该选择单元使得能够在强调显示与普通显示之间进行选择，在所述强调显示中，所述深度显示与所述平面显示重叠，在上述普通显示中，所述深度显示与所述平面显示相邻地显示，
其中，所述投射控制单元调整所述第二照射单元的投射方向，使得如果所述选择单元选择所述强调显示，则所述深度显示的一部分与所述平面显示重叠，并且所述投射控制单元调整所述第二照射单元的所述投射方向，使得如果所述选择单元选择所述普通显示，则所述深度显示与所述平面显示相邻地显示。
虽然已经通过参考特定实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说，能够在不背离本发明的本质和范围的情况下做出各种变化和修改。
本申请基于2014年9月26日提交的日本专利申请No.2014-196374和2014年9月26日提交的日本专利申请No.2014-196375，这两个专利申请的内容通过引用并入本文。
工业实用性
本发明提供了能够更加适当地得到立体显示效果的优势效果。提供了该优势效果的本发明当应用于平视显示设备时是适用的。

Claims (2)

1.一种平视显示设备，该平视显示设备通过将显示光投射到反射部件上而将信息显示给驾驶员，该平视显示设备包括：
视点检测单元，该视点检测单元检测所述驾驶员的视点，
第一照射单元，该第一照射单元投射第一照射光，所述第一照射光用于使所述驾驶员视觉识别与车辆前后方向大致垂直的平面显示；
第二照射单元，该第二照射单元投射第二照射光，所述第二照射光用于使所述驾驶员视觉识别包括在所述车辆前后方向上的分量的深度显示；以及
投射控制单元，该投射控制单元控制所述第二照射单元的所述第二照射光，使得所述深度显示的一部分与所述平面显示重叠，并且使得所述深度显示在与所述视点检测单元所检测到的所述驾驶员的视点的移动方向相同的方向上移动。
2.根据权利要求1所述的平视显示设备，还包括：
选择单元，该选择单元使得能够在强调显示与普通显示之间进行选择，在所述强调显示中，所述深度显示与所述平面显示重叠；在所述普通显示中，所述深度显示与所述平面显示相邻地显示，
其中，所述投射控制单元调整所述第二照射单元的投射方向，使得如果所述选择单元选择所述强调显示，则所述深度显示的一部分与所述平面显示重叠，并且所述投射控制单元调整所述第二照射单元的所述投射方向，使得如果所述选择单元选择所述普通显示，则所述深度显示与所述平面显示相邻地显示。
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