CN110320666B - 显示系统、控制装置及方法、计算机可读介质、移动体 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种显示系统、控制装置及方法、计算机可读介质、移动体，能够实现抑制虚像的显示质量及视觉识别性的下降。显示系统(1)具备图像形成部(2)、投影部(3)以及调整部(50)。图像形成部(2)具有显示面(210)，并在显示面(210)形成图像。投影部(3)利用图像形成部(2)的输出光，来将与图像对应的虚像(300)投影到对象空间。显示系统(1)构成为能够变更从眼动范围(800)至虚像(300)的视距(L0)。调整部(50)根据视距(L0)来调整虚像(300)的明亮度。

Description

显示系统、控制装置及方法、计算机可读介质、移动体
技术领域
本公开一般来说涉及一种显示系统、控制装置、控制方法、非暂时性计算机可读介质以及移动体。更详细地说，本公开涉及一种用于投影虚像的显示系统、具备该显示系统中使用的调整部的控制装置、该显示系统的控制方法、非暂时性计算机可读介质以及具备该显示系统的移动体。
背景技术
文献1(日本实用新型公开号H06-87043)公开一种车辆用显示装置。该车辆用显示装置将显示像投影到组装有合成器的防风玻璃。车辆用显示装置具备发光显示单元，该发光显示单元设置于防风玻璃的下方，具有光源部、作为准直器的透镜以及透过型的显示体。在车辆用显示装置中，根据车速来使发光显示单元(例如透镜)在朝向合成器照射的光的方向上前后移动，来使所要显示的虚像的成像位置变化。其结果是，能够变更从虚像的观测者(眼动范围(eye box))到虚像的视距。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在光源部的亮度固定的情况下，当为了改变视距而如专利文献1的车辆用显示装置那样单纯地使透镜前后移动时，对于观测虚像的观测者来说，有可能感觉如虚像的亮度发生了变动那样的不适感。因此，有可能导致虚像的显示质量下降且虚像的视觉识别性下降。
本公开的目的在于提供一种能够实现抑制虚像的显示质量及视觉识别性的下降的显示系统、控制装置、控制方法、非暂时性计算机可读介质以及移动体。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式所涉及的显示系统具备图像形成部、投影部以及调整部。所述图像形成部具有显示面，并在所述显示面形成图像。所述投影部利用所述图像形成部的输出光，来将与所述图像对应的虚像投影到对象空间。该显示系统构成为能够变更从眼动范围至所述虚像的视距。所述调整部根据所述视距来调整所述虚像的明亮度。
本公开的一个方式所涉及的控制装置具备上述显示系统中使用的调整部。所述控制装置与具有所述图像形成部及所述投影部的显示装置相独立。
本公开的一个方式所涉及的控制方法是显示系统的控制方法。该显示系统具备图像形成部和投影部。所述图像形成部具有显示面，并在所述显示面形成图像。所述投影部利用所述图像形成部的输出光，来将与所述图像对应的虚像投影到对象空间。该显示系统构成为能够变更从眼动范围至所述虚像的视距。该控制方法包括：根据所述视距来调整所述虚像的明亮度。
本公开的一个方式所涉及的非暂时性计算机可读介质存储计算机程序，在由计算机系统执行该计算机程序时，使该计算机系统执行显示系统的控制方法。所述显示系统具备图像形成部和投影部。所述图像形成部具有显示面，并在显示面形成图像。所述投影部利用所述图像形成部的输出光，来将与所述图像对应的虚像投影到对象空间。所述显示系统构成为能够变更从眼动范围至所述虚像的视距。所述控制方法包括：根据所述视距来调整所述虚像的明亮度。
本公开的一个方式所涉及的移动体具备上述显示系统以及用于反射来自所述投影部的光的反射构件。
发明的效果
本公开能够实现抑制虚像的显示质量及视觉识别性的下降。
附图说明
附图按照本公开示出一个或多个实施例，但只不过是例子，而不是进行限定。在附图中，同样的附图标记指的是相同或类似的要素。
图1是一个实施方式所涉及的显示系统的概要框图。
图2是具备上述的显示系统的移动体(汽车)的示意图。
图3是示出驾驶上述的移动体的用户的视野的示意图。
图4A是示出在上述的显示系统中变更视距时不调整图像尺寸的情况下的虚像的样态的图。
图4B是示出在变更视距时调整图像尺寸的情况下的图像的样态的图。
图5是用于说明上述的显示系统中的调整部的动作的流程图。
图6是上述的显示系统的变形例3的概要框图。
图7是具备一个实施方式所涉及的控制装置的显示系统的概要框图。
附图标记说明
1：显示系统；2、2A：图像形成部；21：液晶面板；210、230：显示面；22：光源装置；3、3A：投影部；32：变焦透镜；10：控制装置；50：调整部；7：图像；100：汽车(移动体)；101：风挡(反射构件)；300：虚像；400：对象空间；800：眼动范围；L0：视距。
具体实施方式
(1)概要
下面的实施方式只不过是本公开的各种实施方式之一。下面的实施方式只要能够实现本公开的目的，则能够根据设计等进行各种变更。另外，在下面的实施方式中说明的图1至图7是示意图，图1至图7中的各个构成要素的尺寸比未必一定反映出实际的尺寸比。
如图1所示，本实施方式的显示系统1具备图像形成部2和投影部3。图像形成部2具有显示面210，并在显示面210形成图像7(参照图4B)。投影部3利用图像形成部2的输出光，来将与图像7对应的虚像300投影到对象空间400。假设在此所说的“对象空间”是例如包含用于显示系统1的像成像的区域的空间。
如图1至图3所示，假设显示系统1是作为移动体的汽车100中使用的平视显示器(HUD：Head-Up Display)。因而，对象空间400是汽车100的车厢外的空间，主要是汽车100的风挡101(反射构件)前方的空间。
但是，显示系统1不限定于汽车100中使用的平视显示器，例如还能够应用于两轮车、火车、飞机、建筑机械以及船舶等汽车100以外的移动体。并且，显示系统1不限定于平视显示器，还可以应用于将信息叠加于现实世界的AR(Augmented Reality：增强现实)显示装置。
另外，如图1所示，显示系统1构成为能够变更从眼动范围800至虚像300的视距L0。眼动范围800是被假设为虚像300的观测者(用户200)的眼睛所在的空间区域。
在此，本实施方式的显示系统1还具备调整部50(参照图1)，该调整部50根据视距L0来调整虚像300的明亮度。在此，作为一个例子，通过改变显示面210的亮度，来调整虚像300的明亮度。但是，关于虚像300的明亮度，也可以通过改变图像7中包含的内容(contents)的明度，来调整虚像300的明亮度(参照后述的变形例1)。
根据该结构，在变更视距L0时，与如上述文献1的车辆用显示装置那样单纯地使透镜前后移动的情况相比，能够降低带给观测者(用户200)如虚像300的亮度发生了变动那样的不适感的可能性。其结果是，能够实现抑制虚像300的显示质量及视觉识别性的下降。
(2)详细内容
(2.1)整体结构
下面，参照图1至图5来详细说明本实施方式的显示系统1。如图1所示，显示系统1具备显示装置4，如在上面的“(1)概要”一栏中说明的那样，作为一个例子，能够应用于作为移动体的汽车100。作为一个例子，显示装置4是汽车100中使用的平视显示器。
另外，下面，作为一个例子，假设在上面的“(1)概要”一栏中说明的调整部50被设置在显示装置4的控制部5。
(2.2)显示装置
显示装置4以从汽车100的风挡101的下方向风挡101投影图像7(参照图4B)的方式设置在汽车100的车厢内。在图2的例子中，在风挡101的下方的仪表板102内配置显示装置4。如图1所示，显示装置4具备图像形成部2、投影部(光学系统)3、控制部5、驱动部6以及检测部X1。
图像形成部2输出用于形成图像7的光。在本实施方式中，作为一个例子，如图1所示，图像形成部2具有液晶面板21(LCD：Liquid Crystal Display：液晶显示器)和光源装置22。液晶面板21在其前表面具有显示面210，并在显示面210形成图像7。液晶面板21被配置在光源装置22的前方。光源装置22被用作液晶面板21的背光灯。光源装置22是所谓的面光源。光源装置22是使用了发光二极管或激光二极管等固体发光元件的侧光式的光源装置。来自光源装置22的光透过液晶面板21后从图像形成部2输出。
在该图像形成部2中，在图像7显示于液晶面板21的状态下，通过使光源装置22发光，来使从光源装置22向前方输出的光透过液晶面板21并从液晶面板21的前表面向前方输出。此时从液晶面板21的前表面向前方输出的光是反映出显示于液晶面板21的图像7的光，因此其结果是，用于形成图像7的光被作为“输出光”从图像形成部2输出。
在此，液晶面板21的纵向成为所要投影的图像7的纵向，液晶面板21的横向成为所要投影的图像7的横向。所要投影的图像7的纵向为向对象空间400投影的虚像300(参照图1至图3)的纵向，也就是说，是在用户200(参照图2)的视野内沿着垂直方向的方向。所要投影的图像7的横向为向对象空间400投影的虚像300的横向，也就是说，是在用户200的视野内沿着水平方向的方向。
投影部3通过反射图像形成部2的输出光，来投影图像7。在本实施方式中，显示装置4如上所述那样是平视显示器，用于将图像7投影到作为反射构件的风挡101(参照图1)，因此投影部3对由风挡101构成的对象物投影图像7。
在本实施方式中，作为一个例子，如图1所示，投影部3由反射镜31和变焦透镜32(透镜组)构成。变焦透镜32被配置于从液晶面板21的显示面210至反射镜31之间。变焦透镜32例如具备具有光的发散作用的驱动透镜321以及具有聚光作用的固定透镜322。在投影部3中，固定透镜322、驱动透镜321以及反射镜31在从液晶面板21的显示面210输出的光的光路上依次排列。此外，在此，变焦透镜32是由两个透镜构成的透镜组，但透镜的数量没有特别限定。
投影部3首先利用固定透镜322会聚图像形成部2的输出光，并利用驱动透镜321使该输出光发散，再利用反射镜31进行反射后朝向风挡101射出。作为一个例子，反射镜31是凹面镜。反射镜31被配置在当从液晶面板21进行观察时与光源装置22相反的一侧、也就是说液晶面板21的前方，使得入射图像形成部2的输出光。
根据上述那样的结构，投影部3通过将由图像形成部2形成的图像7设为适当的尺寸后作为投影图像投影到作为对象物的风挡101，来将虚像300投影到对象空间400。此处所说的“虚像”是指在从显示装置4射出的光在风挡101等反射物处发散时由其发散光如物体实际存在那样所成的像。
在显示装置4中，对象空间400中形成的虚像300如图2所示那样被形成在显示装置4的与光轴500交叉的虚拟面501上。在本实施方式中，光轴500在汽车100的前方的对象空间400中沿着汽车100的前方的路面600。而且，形成虚像300的虚拟面501大致垂直于路面600。例如，在路面600为水平面的情况下，虚像300沿着垂直面显示。
因此，驾驶汽车100的用户200能够看到如图3所示那样叠加于在汽车100的前方扩展的现实空间且由显示装置4投影的虚像300。因而，根据显示装置4，能够将例如车速信息、导航信息、行人信息、前方车辆信息、车道偏离信息以及车辆状况信息等各种驾驶辅助信息作为虚像300来显示，以供用户200视觉识别。此外，在图3的例子中，虚像300包含第一虚像300A和第二虚像300B。第一虚像300A的内容(以下称为“内容”)包括(例如用于引导向左转弯的)箭头符号的朝向、位置等。第二虚像300B的内容是车速信息，作为一个例子，示出“50km/h”这样的信息。由此，用户200只通过从使视线朝向风挡101的前方的状态稍微移动视线，就能够在视觉上获取驾驶辅助信息。
控制部5控制图像形成部2(液晶面板21和光源装置22)。另外，控制部5控制驱动部6。控制部5例如由以CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)和存储器为主结构的微型计算机构成。换言之，控制部5由具有CPU和存储器的计算机(处理器)来实现，由CPU执行存储器中保存的程序，由此计算机作为控制部5来发挥功能。在此，程序被预先记录在控制部5的存储器中，但也可以通过互联网等电通信回路或者被记录在存储卡等非暂时性记录介质中来提供。
控制部5通过控制图像形成部2，来在显示面210形成任意的图像7。即，控制部5能够通过软件处理来使液晶面板21显示(绘制)任意的影像内容，由此，在显示面210形成任意的图像7。例如，在向对象空间400投影如图3那样的虚像300(第一虚像300A和第二虚像300B)的情况下，由控制部5决定第一虚像300A的内容(箭头符号的朝向、位置等)和第二虚像300B的内容(车速等)。并且，控制部5还决定图像7在液晶面板21的前表面、也就是显示面210中的位置。总之，控制部5例如能够使与第一虚像300A对应的图像7显示于显示面210的上半部分或者显示于显示面210的下半部分。如果图像7在显示面210中的位置发生变化，则虚像300的相对的显示位置也发生变化。
另外，如图1所示，本实施方式的显示系统1构成为能够变更从眼动范围800至虚像300的视距L0。具体地说，驱动部6使投影部3中包含的光学元件移动，来变更视距L0。也就是说，驱动部6变更光学元件的位置。在本实施方式中，作为一个例子，驱动部6的驱动对象是驱动透镜321。驱动部6在控制部5的控制下，使驱动透镜321向接近固定透镜322的方向或者远离固定透镜322的方向移动，由此能够将从眼动范围800至虚像300的视距L0以增加或减少的方式变更。驱动部6例如由电动机等电驱动型的致动器构成。虽然省略详细的说明，但驱动部6可以构成为还以物理方式变更液晶面板21的显示面210的位置或朝向，还可以构成为使反射镜31旋转来变更反射镜31的朝向。
在此，在向使驱动透镜321与图像形成部2之间的间隔缩短的方向进行移动的情况下，视距L0变大。这是由于通过缩短该间隔，变焦透镜32的倍率变大。但是，如果此时仅单纯地缩短该间隔，则如图4A所示那样由用户200观看虚像300时的显示视角(视野角)也变大。图4A示意性地用格子状的长方形示出由用户200看到的虚像300，附图标记301表示视距L0变更前的虚像300，附图标记303表示视距L0变更后的虚像300。即，如果显示于图像形成部2的图像7的尺寸在驱动透镜321移动之前和之后是固定不变的，则导致由用户200视觉识别的虚像300的尺寸发生变化。在图4A的例子中，虚像300的尺寸增大。
因此，为了使显示视角在为了使视距L0增加而移动驱动透镜321之前和之后固定，控制部5与驱动透镜321的移动相匹配地使显示于图像形成部2的图像7的尺寸变小(参照图4B)。图4B示意性地用格子状的长方形示出在图像形成部2的显示面210形成的图像7，附图标记70表示尺寸变更前的图像7，附图标记71表示尺寸变更后的(被缩小的)图像7。控制部5决定驱动部6的驱动量和图像7的尺寸。此时，驱动部6的驱动量与在显示面210形成的图像7的尺寸的变化量例如成比例。像这样，通过使显示视角在驱动透镜321移动之前和之后固定，能够抑制虚像300的显示视角伴随着例如视距L0的增加而增加从而给观看虚像300的用户200带来不适感。但是，在此所说的“使显示视角固定”也可以不是严格的“固定”，显示视角也可以在包含能够容许的稍微的误差的规定范围内大致固定。
此外，图像形成部2的显示面210显示的图像7的尺寸是使用构成显示面210的像素中的用于显示内容的像素所显示的图像的尺寸。
而且，如图1所示，本实施方式的控制部5具备调整部50，该调整部50根据由驱动部6进行的视距L0的变更来调整虚像300的明亮度。在下面的“(2.3)调整部”一栏详细说明调整部50。
检测部X1构成为检测周围的照度、例如包括显示装置4的像成像的区域的车厢外的对象空间400中的照度，并将检测出的照度发送到控制部5。
如图1所示，检测部X1具备照度传感器X10、放大部X11以及A/D转换部X12等。照度传感器X10例如由检测对象空间400的照度的光电IC(IntegratedCircuit：集成电路)构成，被配置在汽车100的仪表板102内的开口部103附近。照度传感器X10将与对象空间400的照度对应的照度电压(模拟信号)输出到放大部X11。放大部X11将从照度传感器X10输入来的信号放大后输出到A/D转换部X12。A/D转换部X12将放大部X11的输出信号转换为数字信号后作为照度的值(检测值)发送到控制部5。
(2.3)调整部
下面，具体说明以控制部5的调整部50为中心的结构。此外，关于与上述的图像形成部2的影像内容的描绘、驱动部6的驱动相关的基本的控制处理，在此有时适当地省略说明。
如图1所示，控制部5具备调整部50、输入部51、输出部52以及存储部53。此外，存储部53既可以是上述存储器，也可以与上述存储器相独立地设置。
控制部5进行以下控制：通过未图示的操作部来受理来自用户200的操作输入，或者在根据所要显示的影像内容在自动控制中通过驱动部6来变更视距L0。而且，调整部50构成为与该视距L0的变更相匹配地调整虚像300的明亮度(调整处理)。在此，视距L0越大，则调整部50使虚像300的明亮度越明亮。另外，调整部50通过改变显示面210的亮度，来调整虚像300的明亮度。总之，控制部5根据驱动部6的驱动量，来变更显示于液晶面板21的图像7的尺寸以及从液晶面板21输出的光量这两方。
优选的是，存储部53是能够重写数据的存储器，并且是非易失性存储器。存储部53例如预先存储有将驱动量与图像7的尺寸对应起来的第一数据以及将驱动量与背光灯(光源装置22)的光量(目标值)对应起来的第二数据。第一数据优选如上述那样是驱动量与图像7的尺寸的变化量成比例的数据。第二数据优选是预先通过试验等对光源装置22的光量分布进行分析所得到的数据。特别是，从光源装置22向显示面210照射的光度(坎德拉)并非在该显示面210的整个区域完全均匀，而是存在某种程度的偏差。例如，越是显示面210的中心区域，光度越强。因此，所投影的虚像300的亮度还根据图像7在显示面210中的显示位置(例如是显示于显示面210的中心区域、还是显示于比中心区域靠上部或下部等的位置)不同而变化。因而，在调整部50的与视距L0的变更相匹配地进行的调整处理中，光源装置22针对显示面210的面积而言的光量分布是重要的参数之一。其结果是，优选的是，在第二数据中，针对各个驱动量包括与图像7在显示面210中的显示位置(X-Y坐标)分别对应的多个光量(目标值)。
特别是，如上所述，为了使显示视角在为了使视距L0增加(或者减少)而移动驱动透镜321之前和之后固定，控制部5与驱动透镜321的移动相匹配地改变显示于图像形成部2的图像7的尺寸。但是，当图像7的尺寸例如缩小时，为了在显示面210上显示图像7而使用的使用范围变窄。其结果是，如果不设置调整部50且光源装置22的光量不变，则用户200看到的虚像300的亮度下降。
另一方面，调整部50基于第二数据来生成控制信号，使得即使变更视距L0，虚像300的亮度也大致固定，即虚像300的亮度收敛于规定的目标范围内。控制部5向图像形成部2输出控制信号，来调整虚像300的明亮度。因此，即使为了使虚像300的显示视角保持固定而变更了图像7的尺寸，显示系统1也能够抑制用户200看到的虚像300的明亮度发生变动而导致虚像300看起来发暗且模糊之类的情形。因而，显示系统1能够实现抑制虚像300的显示质量及视觉识别性的下降。
此外，调整部50将光源装置22的光量以使其如绘制曲线的那样呈指数函数地从当前的光量递增至基于第二数据决定的目标值的光量的方式进行控制，这种方式相比于使光源装置22的光量成比例地递增的方式而言更为优选。
另外，调整部50无论视距L0有无变更，都从检测部X1周期性地接收检测值，并根据该检测值来调整虚像300的亮度。例如，当因昼夜的时间段或者汽车100进入了隧道内时等引起周围的照度发生变化时，虚像300的视觉识别性有可能下降。因此，存储部53预先存储有将检测值与光源装置22的光量(目标值)对应起来的数据。为了防止视觉识别性下降，调整部50基于存储部53内的数据来控制光源装置22，使得当前的光量与同从检测部X1接收到的检测值对应的目标的光量大致一致，来调整虚像300的亮度。另外，调整部50除了像这样自动地调整亮度以外，还通过未图示的操作部从用户200受理规定的操作输入，由此控制光源装置22，来调整虚像300的亮度。
输入部51经由信号线S11(参照图1)而与检测部X1的A/D转换部X12的输出端电连接。输入部51构成为从检测部X1周期性地接收照度的检测值。
输出部52经由信号线S12(参照图1)而与图像形成部2电连接。输出部52构成为将由调整部50生成的控制信号输出到图像形成部2。图像形成部2当接收到控制信号时，使用于对光源装置22(光源)进行点亮控制的点亮电路变更该光源的光输出水平，使得当前的光量成为与该控制信号相应的光量。
此处，优选的是，在变更视距L0时，调整部50还考虑从检测部X1接收的检测值来调整虚像300的明亮度。例如，第二数据也可以包含与白天用、夜间用、隧道内用等分别对应的多个种类的数据表。也可以是，调整部50如果根据获取到的检测值判定为当前的时间段为例如夜间，则选择夜间用的数据表，并基于该数据表来决定与驱动部6的驱动量对应的光源装置22的光量(目标值)。
此外，控制部5与搭载于汽车100的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)电连接，并构成为与ECU进行各种电信号的收发。
(2.4)调整部的动作
下面，参照图5的流程图来说明调整部50的动作。在此，作为一个例子，如图1所示，假设使视距L0从第一距离L1增加至第二距离L2的情况来进行说明。
首先，当决定视距L0的变更时，控制部5决定(运算)同第一距离L1与第二距离L2之差对应的驱动部6的驱动量(在此，是驱动透镜321的位移量)(步骤S1)。当驱动量决定时，控制部5参照存储部53内的第一数据，来决定与驱动量对应的图像7的缩小尺寸(步骤S2)。另外，控制部5开始使调整部50执行调整处理(步骤S3)。
调整部50参照存储部53内的第二数据，使用从检测部X1接收到的最近的检测值，来选择符合当前的照度的数据表(步骤S4)。调整部50基于所选择的数据表来决定驱动量、以及与图像7在显示面210中的显示位置对应的光源装置22的光量(目标值)(步骤S5)。
当驱动透镜321的位移量、图像7的尺寸以及光量的目标值确定时，控制部5向驱动部6和图像形成部2发送包含有这些信息的控制信号(步骤S6)。具体地说，控制部5控制驱动部6，来使驱动透镜321以接近固定透镜322的方式移动所确定的位移量(参照图1的箭头符号)。另外，控制部5在控制驱动部6的同时，使图像形成部2缩小图像7的尺寸。并且，控制部5使图像形成部2将光源装置22的当前的光量递增至目标值的光量。
其结果是，在位于与眼动范围800相距第一距离L1的位置处的虚像300(301)进一步远离眼动范围800，移动到与眼动范围800相距第二距离L2的位置处(参照图1的虚像300(302))。而且，在本实施方式中，即使变更了虚像300的视距L0，也能够通过调整部50的调整处理来抑制虚像300的显示质量及视觉识别性的下降。
(3)变形例
下面，列出几个变形例。下面，将上述的实施方式称为“基本例”。下面说明的各个变形例能够与上述的基本例或其它变形例适当地进行组合来应用。
(3.1)变形例1
在基本例中，调整部50通过改变显示面210的亮度，来调整虚像300的明亮度。但是，调整部50也可以构成为，通过改变图像7中包含的内容的明度(颜色的明暗)，来调整虚像300的明亮度。当然，调整部50还可以构成为，通过适当地改变显示面210的亮度和内容的明度这两方，来调整虚像300的明亮度。液晶面板21例如也可以是能够进行全色显示的LCD。
具体地说，调整部50根据图像7中包含的内容来改变明度。例如，存在如下情况，在图3中，显示系统1针对包含车速信息这样的内容的第二虚像300B不改变视距L0，而仅变更包含箭头符号的朝向这样的内容的第一虚像300A的视距L0。假设，在视距L0为第一距离L1时，第二虚像300B的显示颜色为接近白色的浅灰色。调整部50可以在视距L0被变更为第二距离L2时，降低第二虚像300B的明度，使得黑色的量逐渐地增加。通过在视距L0增加时降低明亮度，显示系统1能够抑制第一虚像300A发暗且模糊之类的情形。
调整部50既可以单独利用第一虚像300A的显示颜色来决定明度的目标值，但也可以利用与在第一虚像300A的附近显示的没有变更视距L0的第二虚像300B的显示颜色的相关关系来决定明度的目标值。
或者，调整部50也可以在变更视距L0时，变更虚像300的内容本身(显示信息)。也可以是，例如在视距L0为第一距离L1时，显示包含车速信息和导航信息这两方的内容的虚像300，在视距L0变更为第二距离L2时，消除导航信息的内容，显示仅包含车速信息的内容的虚像300。在该情况下，调整部50也可以根据内容的变更来变更明度。
(3.2)变形例2
在基本例中，控制部5以在变更视距L0时使虚像300的显示视角在驱动透镜321移动之前和之后固定的方式来改变图像7的尺寸。但是，虚像300的显示视角也可以在驱动透镜321移动之前和之后不是固定的。
例如，调整部50也可以是以在视距L0增加时反而使虚像300的显示视角变小的方式来改变图像7的尺寸。另外，也可以根据图像7中包含的内容来适当地变更是否使虚像300的显示视角固定。
(3.3)变形例3
在基本例中，图像形成部2具有带背光灯的液晶面板21(LCD：Liquid CrystalDisplay)，但不限定于LCD。如图6所示，显示装置4也可以具有图像形成部2A(变形例3)。图像形成部2A也可以具有扩散透过型的屏幕23以及从屏幕23的背后对屏幕23照射光的照射部24。
照射部24是扫描型的光照射部，对屏幕23照射光。由此，利用来自照射部24的光来在由屏幕23的前表面或者背面(在此为前表面)构成的显示面230上绘制图像7(参照图4B)，利用透过屏幕23的光来在对象空间400中形成虚像300。
照射部24具有输出激光的光源241、对来自光源241的光进行扫描的扫描部242以及透镜243。光源241由输出激光的激光组件构成。扫描部242通过对来自光源241的光进行扫描，来将扫描显示面230的光向屏幕23照射。在此，扫描部242进行在显示面230的纵向和横向上以二维方式扫描光的光栅扫描(Raster scan)。也就是说，扫描部242通过扫描显示面230中形成的亮点，来形成二维的图像。扫描部242例如具有使用了MEMS(Micro ElectroMechanical Systems：微电子机械系统)技术的微小的扫描反射镜。也就是说，扫描部242包含用于反射激光的光学元件(反射镜部)，通过使光学元件旋转，来将来自光源241的光朝向与光学元件的旋转角度(偏转角)相应的方向反射。由此，扫描部242对来自光源241的光进行扫描。该扫描部242通过使光学元件以彼此正交的两个轴为中心进行旋转，来实现以二维方式扫描光的光栅扫描。
此外，本变形例的显示装置4具有投影部3A，该投影部3A具有第一反射镜33和第二反射镜34。关于第一反射镜33和第二反射镜34，在从图像形成部2A输出的光的光路上以第一反射镜33、第二反射镜34的顺序依次配置。第一反射镜33将图像形成部2A的输出光朝向第二反射镜34反射。第二反射镜34将在第一反射镜33处发生了反射的图像形成部2A的输出光朝向风挡101反射。第一反射镜33是凸面镜，第二反射镜34是凹面镜。
在本变形例中，驱动部6的驱动对象是屏幕23。为了变更视距L0，控制部5控制驱动部6，来驱动屏幕23。驱动部6在控制部5的控制下，使屏幕23向靠近透镜243的方向或者远离透镜243的方向移动，由此能够将从眼动范围800至虚像300的视距L0以增加或减少的方式进行变更。
控制部5的调整部50构成为，与视距L0的变更相匹配地调整虚像300的明亮度(调整处理)。控制部5根据驱动部6的驱动量，来变更显示于屏幕23的图像7的尺寸以及从光源241输出的光量这两方。
在本变形例中，也能够抑制可能因视距L0的变更而引起的虚像300的显示质量及视觉识别性的下降。
(3.4)变形例4
在基本例中，调整部50被设置于显示装置4的控制部5。但是，调整部50也可以与显示装置4相独立地设置。例如，如图7所示，具备调整部50的控制装置10也可以与显示装置4相独立地设置。
显示系统1由显示装置4和控制装置10构成。显示装置4具备图像形成部2、投影部3、驱动部6、(具有除调整部50以外的控制功能的)控制部5、检测部X1以及(能够与控制装置10之间收发信号的)通信接口。显示装置4的控制部5当从控制装置10接收到用于调整虚像300的亮度的控制信号时，根据该控制信号来控制图像形成部2。在该情况下，也可以是，控制装置10例如是搭载于汽车100的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)，调整部50的功能被设置在ECU中。
(3.5)其它变形例
作为图像形成部2，例如也可以使用有机发光二极管(电致发光)面板。
关于变更视距L0时的驱动部6的驱动对象，除基本例的驱动透镜321、变形例3的屏幕23以外，例如还可以是反射镜、液晶面板21。
与本公开中的控制部5(主要是调整部50)同样的功能也可以通过计算机程序或者记录有程序的非暂时性记录介质等来具体化。在此，调整部50的执行主体包含计算机系统。计算机系统以作为硬件的处理器和存储器为主结构。通过由处理器执行计算机系统的存储器中记录的程序，来实现调整部50的作为执行主体的功能。程序可以被预先记录在计算机系统的存储器中，但也可以通过电通信回路来提供，还可以被记录在能够由计算机系统读取的存储卡、光盘、硬盘驱动器等非暂时性记录介质中来提供。计算机系统的处理器由包含半导体集成电路(IC)或者大规模集成电路(LSI)的一个或多个电子电路构成。多个电子电路可以被集成在一个芯片，也可以分散地设置在多个芯片。多个芯片可以被集成在一个装置，也可以分散地设置在多个装置。
另外，基本例的控制部5是由一个装置实现的，但不限定于该结构。例如，控制部5中的多个功能中的至少一个功能可以分散地设置在两个以上的装置。同样地，检测部X1中的照度传感器X10、放大部X11以及A/D转换部X12的功能中的至少一个功能可以分散地设置在两个以上的装置。另外，控制部5的至少一部分的功能例如可以通过云(云计算)来实现。
(4)总结
如以上说明的那样，第1方式所涉及的显示系统(1)具备图像形成部(2、2A)、投影部(3、3A)以及调整部(50)。图像形成部(2、2A)具有显示面(210、230)，并在显示面(210、230)形成图像(7)。投影部(3、3A)利用图像形成部(2、2A)的输出光，来将与图像(7)对应的虚像(300)投影到对象空间(400)。显示系统(1)构成为能够变更从眼动范围(800)至虚像(300)的视距(L0)。调整部(50)根据视距(L0)来调整虚像(300)的明亮度。根据第一方式，能够实现抑制虚像(300)的显示质量及视觉识别性的下降。
关于第2方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第1方式中，调整部(50)还根据周围的照度来调整虚像(300)的明亮度。根据第2方式，能够进一步抑制虚像(300)的显示质量及视觉识别性的下降。
关于第3方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第1方式或第2方式中，调整部(50)通过改变显示面(210、230)的亮度，来调整虚像(300)的明亮度。根据第3方式，虽然是简单的结构，但能够抑制虚像(300)的显示质量及视觉识别性的下降。
关于第4方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第1方式至第3方式中的任一方式中，调整部(50)通过改变图像(7)中包含的内容的明度，来调整虚像(300)的明亮度。根据第4方式，虽然是简单的结构，但能够抑制虚像(300)的显示质量及视觉识别性的下降。
关于第5方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第1方式至第4方式中的任一方式中，视距(L0)越大，则调整部(50)使虚像(300)的明亮度越明亮。根据第5方式，能够抑制虚像(300)的显示质量及视觉识别性伴随视距(L0)的增加而下降。
关于第6方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第1方式至第5方式中的任一方式中，即使视距(L0)变化，由投影部(3、3A)投影的虚像(300)的显示视角也是固定的。根据第6方式，能够抑制例如虚像(300)的显示视角伴随着视距(L0)的增加而增加从而给虚像(300)的观测者带来不适感之类的情形。但是，在此所说的“固定”可以不是严格的“固定”，显示视角也可以在包含能够容许的稍微的误差的规定范围内大致固定。
关于第7方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第6方式中，调整部(50)根据视距(L0)来调整虚像(300)的明亮度，使得虚像(300)的明亮度收敛于规定的目标范围内。根据第7方式，能够抑制例如在为了使虚像(300)的显示视角保持固定而对图像(7)的尺寸进行了变更时观测者看到的虚像(300)的明亮度发生变动。
关于第8方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第1方式至第7方式中的任一方式中，投影部(3)具有使上述输出光透过的变焦透镜(32)来作为光学元件。另外，优选的是，投影部(3)能够通过变更变焦透镜(32)的位置来变更视距(L0)。根据第8方式，虽然是简单的结构，但能够实现视距(L0)的变更。
关于第9方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第1方式至第8方式中的任一方式中，眼动范围(800)是虚像(300)的观测者的眼睛所在的空间区域。
关于第10方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第1方式至第9方式中的任一方式中，该显示系统被应用于移动体(例如汽车100)。对象空间(400)是移动体的风挡(101)前方的空间。
关于第11方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第1方式至第10方式中的任一方式中，调整部(50)通过改变图像(7)中包含的内容的显示信息，来调整虚像(300)的明亮度。
关于第12方式所涉及的显示系统(1)，优选的是，在第1方式至第11方式中的任一方式中，图像形成部(2)具有：液晶面板(21)，其前表面构成显示面(210)；以及光源装置(22)，其成为液晶面板(21)的背光灯。根据第12方式，即使是具有液晶面板(21)的显示系统(1)，也能够抑制虚像(300)的显示质量及视觉识别性的下降。
第13方式所涉及的控制装置(10)具备第1方式至第12方式中的任一方式中的显示系统(1)中使用的调整部(50)。控制装置(10)与具有图像形成部(2、2A)及投影部(3、3A)的显示装置(4)相独立。根据第13方式，能够提供一种能够抑制虚像(300)的显示质量及视觉识别性的下降的控制装置(10)。
第14方式所涉及的控制方法是显示系统(1)的控制方法。显示系统(1)具备图像形成部(2、2A)和投影部(3、3A)。图像形成部(2、2A)具有显示面(210、230)，并在显示面(210、230)形成图像(7)。投影部(3、3A)利用图像形成部(2、2A)的输出光，来将与图像(7)对应的虚像(300)投影到对象空间(400)。显示系统(1)构成为能够变更从眼动范围(800)至虚像(300)的视距(L0)。控制方法包括：根据视距(L0)来调整虚像(300)的明亮度。根据第14方式，能够提供一种能够抑制虚像(300)的显示质量及视觉识别性的下降的控制方法。
第15方式所涉及的程序使计算机系统执行第14方式中的显示系统(1)的控制方法。根据第15方式，能够提供一种能够抑制虚像(300)的显示质量及视觉识别性的下降的功能。
第16方式所涉及的非暂时性计算机可读介质存储计算机程序，在由计算机系统执行该计算机程序时，使该计算机系统执行显示系统(1)的控制方法。显示系统(1)具备图像形成部(2、2A)和投影部(3、3A)。图像形成部(2、2A)具有显示面(210、230)，并在显示面(210、230)形成图像(7)。投影部(3、3A)利用图像形成部(2、2A)的输出光，来将与图像(7)对应的虚像(300)投影到对象空间(400)。显示系统(1)构成为能够变更从眼动范围(800)至虚像(300)的视距(L0)。控制方法包括：根据视距(L0)来调整虚像(300)的明亮度。
第17方式所涉及的移动体(例如汽车100)具备第1方式至第12方式中的任一方式中的显示系统(1)以及用于反射来自投影部(3、3A)的光的反射构件(例如风挡101)。根据第17方式，能够提供一种能够抑制虚像(300)的显示质量及视觉识别性的下降的移动体。
关于第2方式至第12方式所涉及的结构，并不是显示系统(1)所必须的结构，能够适当省略。

Claims (15)

1.一种显示系统，具备：
图像形成部，其具有显示面，并在所述显示面形成图像；
投影部，其利用所述图像形成部的输出光，来将与所述图像对应的虚像投影到对象空间，其中，所述显示系统构成为能够变更从眼动范围至所述虚像的视距，以及所述显示系统构成为变更所述图像形成部上显示的所述图像的尺寸，使得即使所述视距变化，由所述投影部投影的所述虚像的显示视角也是固定的；以及
调整部，其根据所述视距来调整所述虚像的明亮度，使得即使为了使所述显示视角固定而变更所述图像的尺寸，所述虚像的明亮度也收敛于规定的目标范围内。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，
所述调整部还根据周围的照度来调整所述虚像的明亮度。
3.根据权利要求1或2所述的显示系统，其特征在于，
所述调整部通过改变所述显示面的亮度，来调整所述虚像的明亮度。
4.根据权利要求1或2所述的显示系统，其特征在于，
所述调整部通过改变所述图像中包含的内容的明度，来调整所述虚像的明亮度。
5.根据权利要求1或2所述的显示系统，其特征在于，
所述视距越大，则所述调整部使所述虚像的明亮度越明亮。
6.根据权利要求1或2所述的显示系统，其特征在于，
所述投影部具有使所述输出光透过的变焦透镜来作为光学元件，
所述投影部能够通过变更所述变焦透镜的位置来变更所述视距。
7.根据权利要求1或2所述的显示系统，其特征在于，
所述眼动范围是所述虚像的观测者的眼睛所在的空间区域。
8.根据权利要求1或2所述的显示系统，其特征在于，
所述显示系统被应用于移动体，
所述对象空间是所述移动体的风挡前方的空间。
9.根据权利要求1或2所述的显示系统，其特征在于，
所述调整部通过改变所述图像中包含的内容的显示信息，来调整所述虚像的明亮度。
10.根据权利要求1或2所述的显示系统，其特征在于，
所述图像形成部具有：
液晶面板，其前表面构成所述显示面；以及
光源装置，其成为所述液晶面板的背光灯。
11.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，
所述视距越大，则使所述显示面的亮度越明亮。
12.一种控制装置，具备根据权利要求1至11中的任一项所述的显示系统中使用的所述调整部，其中，
所述控制装置与具有所述图像形成部及所述投影部的显示装置相独立。
13.一种显示系统的控制方法，该显示系统具备：图像形成部，其具有显示面，并在所述显示面形成图像；以及投影部，其利用所述图像形成部的输出光，来将与所述图像对应的虚像投影到对象空间，其中，所述显示系统构成为能够变更从眼动范围至所述虚像的视距，以及所述显示系统构成为变更所述图像形成部上显示的所述图像的尺寸，使得即使所述视距变化，由所述投影部投影的所述虚像的显示视角也是固定的，
所述控制方法包括：根据所述视距来调整所述虚像的明亮度，使得即使为了使所述显示视角固定而变更所述图像的尺寸，所述虚像的明亮度也收敛于规定的目标范围内。
14.一种非暂时性计算机可读介质，存储计算机程序，在由计算机系统执行该计算机程序时，使该计算机系统执行显示系统的控制方法，其中，
所述显示系统具备：图像形成部，其具有显示面，并在所述显示面形成图像；以及投影部，其利用所述图像形成部的输出光，来将与所述图像对应的虚像投影到对象空间，所述显示系统构成为能够变更从眼动范围至所述虚像的视距，以及所述显示系统构成为变更所述图像形成部上显示的所述图像的尺寸，使得即使所述视距变化，由所述投影部投影的所述虚像的显示视角也是固定的，
所述控制方法包括：根据所述视距来调整所述虚像的明亮度，使得即使为了使所述显示视角固定而变更所述图像的尺寸，所述虚像的明亮度也收敛于规定的目标范围内。
15.一种移动体，具备：
根据权利要求1至11中的任一项所述的显示系统；以及
反射构件，其用于反射来自所述投影部的光。
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