CN113453939A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本实施方式的目的在于提供可以提高虚像的显示品质的显示装置。本实施方式的显示装置具备显示部、光控制元件、投影面、以及一个以上的反射镜和一个以上的透镜中的至少一方。显示部是具备排列于第一方向以及与所述第一方向正交的第二方向的子像素组的显示部,包括第一区域和第二区域,该第一区域包括所述子像素组内的第一子像素组,该第二区域包括所述子像素组内的第二子像素组。光控制元件与所述第一区域重叠。投影面被投影所述显示部所显示的图像。所述一个以上的反射镜和一个以上的透镜中的至少一方用于将所述图像投影于所述投影面。观看所述投影面的用户所感知的虚像包括:与所述第一区域对应且被感知为立体的虚像的第一虚像以及与所述第二区域对应且被感知为平面的虚像的第二虚像。

Description

显示装置
技术领域
本发明的实施方式涉及显示装置。
背景技术
近年来,使影像反射到汽车的前挡风玻璃等投影面而在驾驶员的视野内显示信息的平视显示器(HUD)不断普及。HUD使驾驶员在例如前挡风玻璃之前4米左右的位置感知虚像。由此,驾驶员无需大幅度移动视线即可视觉确认路径指引、紧急信息等,因此,驾驶时的安全性得以提高。
HUD有时会具备能够显示三维图像的显示装置。为了使用户(观众)感知三维图像,需要通过用户的右眼来感知右眼用的图像,通过左眼来感知左眼用的图像。作为用于实现其的方法,例如有用户佩戴偏光眼镜、快门眼镜等特殊眼镜的方法、以及在显示装置中设置屏障、双凸透镜等光控制元件的方法。
例如在车载的HUD中设置有能够显示三维图像的显示装置的情况下,为了使驾驶员不需要佩戴有可能妨碍驾驶的眼镜等,优选采用在显示装置中设置光控制元件的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2001-251403号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,在显示装置中设置光控制元件的方法中,存在用户所感知的虚像的分辨率降低的情况。
本发明要解决的技术问题在于提供可以提高虚像的显示品质的显示装置。
用于解决技术问题的技术方案
根据本实施方式,显示装置具备显示部、光控制元件、投影面、以及一个以上的反射镜和一个以上的透镜中的至少一方。所述显示部是具备排列于第一方向以及与所述第一方向正交的第二方向上的子像素组的显示部,包括第一区域和第二区域,该第一区域包括所述子像素组内的第一子像素组,该第二区域包括所述子像素组内的第二子像素组。所述光控制元件与所述第一区域重叠。所述投影面被投影所述显示部所显示的图像。所述一个以上的反射镜和一个以上的透镜中的至少一方用于将所述图像投影于所述投影面。观看所述投影面的用户所感知的虚像包括:与所述第一区域对应且被感知为立体的虚像的第一虚像、以及与所述第二区域对应且被感知为平面的虚像的第二虚像。
发明效果
根据本实施方式,能够提供可提高虚像的显示品质的显示装置。
附图说明
图1是概略示出实施方式所涉及的显示装置的图。
图2是示出通过该实施方式的显示装置所形成的虚像的例子的图。
图3是示出设置于该实施方式的显示装置的显示器的构成例的截面图。
图4是示出图3的显示器内的显示面板及光控制元件的一构成例的俯视图。
图5是示出图3的显示器内的显示面板及光控制元件的另一构成例的俯视图。
图6是示出图3的显示器内的显示面板及光控制元件的一构成例的截面图。
图7是示出图3的显示器内的光控制元件的一构成例的俯视图。
图8是示出对应于子像素组的图像的第一配置例的图,该子像素组配置于图3的显示器内的显示面板。
图9是示出对应于子像素组的图像的第二配置例的图,该子像素组配置于图3的显示器内的显示面板。
图10是示出对应于子像素组的图像的第三配置例的图,该子像素组配置于图3的显示器内的显示面板。
图11是示出对应于子像素组的图像的第四配置例的图,该子像素组配置于图3的显示器内的显示面板。
具体实施方式
下面,参照附图对几个实施方式进行说明。需要指出,公开仅为一个例子,本领域技术人员能够容易地想到的保持发明宗旨的适当变更当然包含在本发明的范围内。此外,在附图中,为了更加清楚进行说明,与实际的方式相比,有时会示意性地示出各部的宽度、厚度、形状等,但是,仅为一个例子,并非对本发明的解释进行限定。此外,在本说明书和各附图中,对于与之前针对已出现的图进行了描述的内容发挥相同或类似功能的构成要素标注相同的附图标记,有时会适当省略重复的详细说明。
图1是概略示出本实施方式所涉及的显示装置的图。该显示装置例如是平视显示器(HUD)1。HUD1使用户感知通过将图像投影于投影面所形成的虚像。
如图1所示,在为了说明显示装置的构成而规定的坐标系中,XH方向及YH方向彼此正交,ZH方向与XH方向及YH方向正交。XH方向相当于相对于用户的视点VP的水平方向,YH方向相当于相对于视点VP的垂直方向,ZH方向相当于相对于视点VP的进深方向。此外,将从视点VP对由XH方向及YH方向所规定的XH-YH平面进行观察也称为俯视观察。
HUD1具备显示器2、一个以上的反射镜(mirror:镜)M1、M2、以及投影面PS。显示器2在画面上显示基于通过显示器2所获取或生成的显示信号的图像。一个以上的反射镜M1、M2包括例如平面镜M1和凹面镜M2。
显示于显示器2的画面的图像经由平面镜M1及凹面镜M2被投影于投影面PS。更具体而言,构成所显示的图像的光线被平面镜M1及凹面镜M2反射、聚光,并投影于投影面PS。此外,凹面镜M2例如垂直方向的曲率半径为730mm,可以以放大图像的方式反射光线。
投影面PS例如为汽车的前挡风玻璃的内表面,水平方向的曲率半径例如为1700mm。所投影的图像通过投影面PS被反射至具有视点VP的用户(驾驶员)侧,在相对于用户比投影面PS远的位置(例如,距投影面PS前几米的位置)形成虚像V。也就是说,用户在比投影面PS更远的位置感知虚像V。
构成HUD1的一个以上的反射镜M1、M2也可以是两个凹面镜。此外,不仅限于平面镜及凹面镜,也能够选择半反射镜、菲涅耳镜等其它光学部件。也可以采用一个以上的透镜来取代一个以上的反射镜M1、M2,或者在一个以上的反射镜M1、M2的基础上再采用一个以上的透镜。此外,投影面PS也可以不是前挡风玻璃,而是设置于驾驶员前方的透明的反射板。显示于显示器2的画面的图像被平面镜M1及凹面镜M2反射、聚光,并投影于该反射板。
显示器2能够显示三维图像及二维图像。显示器2能够显示三维图像是指:在显示器2上显示与多个视点对应的多个图像,观看该显示器2的用户通过用双眼分别捕捉两个视点的图像,从而可以感知立体的图像。
为了显示三维图像,在显示器2的画面的一部分配置有屏障、双凸透镜等光控制元件。光控制元件控制从显示器2射出的光线,以使由用户的右眼感知显示于显示器2的画面的右眼用的像素组,并由用户的左眼感知所显示的左眼用的像素组。由此,用户可以感知三维图像。
当通过显示器2显示三维图像、并经由反射镜M1、M2投影于投影面PS时,形成被用户感知为立体的虚像的虚像V1。另一方面,当通过显示器2显示二维图像、并经由反射镜M1、M2投影于投影面PS时,形成被用户感知为平面的虚像的虚像V2。虚像V2例如形成为与XH-YH平面平行的平面。
例如图1所示,与三维图像对应的虚像V1在相对于视点VP从进深位置za到进深位置zc的范围被用户感知。此外,与二维图像对应的虚像V2在相对于视点VP特定的进深位置zb被用户感知。由此,用户将虚像V1感知为立体的虚像,将虚像V2感知为平面的虚像。
在图1中,示出了感知虚像V2的进深位置zb位于感知虚像V1的从进深位置za到进深位置zc的范围内的例子,但是,相对于用户的视点VP,进深位置zb也可以是比该范围更靠近视点VP的位置(即、比进深位置za更靠前的位置),还可以是比进深位置zc更靠后的位置。
然而,在配置有光控制元件的显示器(即、光控制元件与显示面板重叠的显示器)中,用户所感知的图像的分辨率低于该显示器所具有的分辨率。例如,当在显示器上显示右眼用和左眼用的两视点的图像时,用户所感知的图像的分辨率为显示器的分辨率的一半。
但是,例如在设置于汽车的HUD中,可能显示不希望降低视觉识别性的、即降低分辨率的信息。优选以尽可能高的分辨率来显示这样的信息。
因此,在本实施方式中,在显示器2中设置与光控制元件重叠的用于三维显示的第一区域、以及不与光控制元件重叠的第二区域。于是,例如,希望获得进深感的图像显示于第一区域,不希望降低分辨率的图像显示于第二区域。观看投影面PS的用户感知与显示于第一区域的图像对应的立体的虚像,并感知与显示于第二区域的图像对应的平面的虚像。由此,可以提高用户所感知的虚像的显示品质。
图2示出用户在视点VP感知的虚像V的例子。在虚像V中,希望获得进深感的图像(这里是箭头)立体地形成为虚像V1,不希望降低分辨率的图像、无需立体地形成的图像平面地形成为虚像V2。不希望降低分辨率的图像例如是包括字符、记号、标记、标识(例如交通标识)等的图像那样的、当分辨率降低时视觉识别性降低的图像。如图2所示,督促用户佩戴安全带的标记201、警告用户有车接近的字符串202是不希望降低分辨率的图像,平面地形成为分辨率未降低的虚像V2。
在虚像V中,也可以是,相对于用户,立体地形成的虚像V1配置于上部,平面地形成的虚像V2配置于下部。驾驶员具有如下所述的特性:想要观察远处时,将视线移动至前挡风玻璃(投影面PS)的上部,想要观察近处时,则将视线移动至前挡风玻璃的下部。通过将可以比虚像V1形成得更近的虚像V2配置于虚像V1的下部,可以适应该特性。
图3是示出显示器2的构成例的截面图。在为了说明显示器2的构成而规定的坐标系中,XD方向及YD方向彼此正交,ZD方向与XD方向及YD方向正交。XD方向及YD方向与构成显示器2的基板的主面平行,ZD方向与该主面正交。也就是说,ZD方向相当于显示器2的厚度方向。
显示器2具备显示面板10、光控制元件20和照明装置30。显示面板10例如为液晶面板。显示面板10具备第一基板11及第二基板12。第二基板12位于第一基板11之上。需要指出,这里,将从第一基板11朝向第二基板12的方向称为“上侧”(或者简称为上),将从第二基板12朝向第一基板11的方向称为“下侧”(或者简称为下)。在为“第一部件之上的第二部件”及“第一部件之下的第二部件”的情况下,第二部件可以与第一部件接触,也可以与第一部件分离。
光控制元件20位于显示面板10之上。如后所述,光控制元件20具备多个光控制部。光控制元件20通过透明树脂40固定于显示面板10。
照明装置30位于显示面板10之下。第一偏光板51粘接于第一基板11的下表面11B。第二偏光板52粘接于光控制元件20的上表面20A。第二偏光板52可以粘接于第二基板12的上表面12A,也可以粘接于光控制元件20的下表面20B。此外,光控制元件20也可以位于第一偏光板51与第一基板11之间、或者照明装置30与第一偏光板51之间。此外,光控制元件20也可以内置于显示面板10中。
需要指出,显示面板10并不限定于液晶面板,也可以是具有有机电致发光显示元件、μLED等的自发光型的显示面板、具有电泳元件等的电子纸型的显示面板。
显示面板10例如是通过选择性地使来自第一基板11的背面侧的光透射来显示图像的透射型的显示面板。需要指出,显示面板10也可以是通过选择性地使来自第二基板12的前表面侧的光反射来显示图像的反射型的显示面板,还可以是具备透射显示功能及反射显示功能的显示面板。在显示面板10是反射型的显示面板的情况下,也可以省略照明装置30,或者照明装置30也可以位于显示面板10之上。
图4是示出显示面板10及光控制元件20的一构成例的俯视图。显示面板10在第一基板11与第二基板12重叠的部分具备显示部DA。
显示部DA具备矩阵状地排列于XD方向以及与XD方向正交的YD方向上的子像素组SP。作为一例,子像素组SP由显示红色的红色子像素SPR、显示绿色的绿色子像素SPG、以及显示蓝色的蓝色子像素SPB构成。此外,在显示部DA内未配置有子像素组SP的区域中,设置有被称为黑色矩阵BM1的遮光体。也就是说,黑色矩阵BM1配置于子像素SP之间以及显示面板10表面的周缘部。
黑色矩阵优选其光学浓度(OD值)为3以上。黑色矩阵可以是吸光体,也可以是光反射体。黑色矩阵可以通过包括铬、钼、或者银的化合物等金属材料形成,也可以通过黑色的树脂材料形成。
在下面的说明中,在未指定子像素的颜色的情况下,有时会将一个子像素简称为子像素SP。此外,有时会将XD方向称为水平方向,将YD方向称为垂直方向。各子像素SP具有相同尺寸的长方形的形状。各子像素SP在XD方向上具有宽度WSP,在YD方向上具有高度HSP。高度HSP例如大于宽度WSP。需要指出,各子像素SP也可以具有平行四边缘形的形状,相对于YD方向以特定的角度(例如4°以上且16°以下的角度)倾斜。排列于XD方向的多个子像素SP构成“行”,排列于YD方向的多个子像素SP构成“列”。
在XD方向上邻接的两个子像素SP可显示彼此不同的颜色。在YD方向上邻接的两个子像素SP可显示相同的颜色。在图4所示的例子中,在XD方向上按照红色子像素SPR、绿色子像素SPG、蓝色子像素SPB的顺序依次排列有多个子像素,此外,在YD方向上排列有相同颜色的多个子像素SP。
例如,当n色的子像素沿XD方向排列、且这n个子像素的组沿XD方向排列时,高度HSP为宽度WSP的n倍。n为2以上的自然数。在图4所示的例子中,n为3。因此,高度HSP为宽度WSP的3倍。
在显示部DA中设置有:包括显示部DA内所包括的子像素组SP中的第一子像素组SP1的第一区域DA1;以及包括子像素组SP中的第二子像素组SP2的第二区域DA2。斜线所示的光控制元件20与第一区域DA1重叠。另一方面,光控制元件20未与第二区域DA2重叠。也就是说,在范围1A中,在子像素组SP1上重叠有光控制元件20,针对于此,在范围1B中,在子像素组SP2上未重叠有光控制元件20。
第一区域DA1用作用于显示三维图像的区域,因此,第一区域DA1内的第一子像素组SP1包括用于分别显示与多个视点对应的多个图像的多个子像素组。第二区域DA2用作用于显示二维图像的区域,因此,第二区域DA2内的第二子像素组SP2用于显示一个视点的图像。
或者也可以说,在HUD1中,第一区域DA1内的第一子像素组SP1包括分别显示用于使用户感知立体的虚像V1的多个视点的多个图像的多个子像素组。此外,也可以说,第二区域DA2内的第二子像素组SP2显示用于使用户感知平面的虚像V2的一个视点的图像。
需要指出,如图5所示,与第二区域DA2的边缘界最近的、第一区域DA1内的1行以上的子像素组SP1也可以替换为黑色矩阵BM2。也就是说,显示面板10在与第二区域DA2相接的、第一区域DA1内的第三区域中具备黑色矩阵BM1、BM2(第一遮光体)。在与该第三区域对应的范围1C中,在黑色矩阵BM1、BM2上重叠有光控制元件20。需要指出,光控制元件20也可以具备与第三区域的黑色矩阵BM1、BM2重叠的黑色矩阵(第二遮光体)。
图6是示出显示面板10及光控制元件20的一构成例的截面图。
图6的(A)相当于范围1A内配置有第一子像素组SP1的位置的截面图,在显示面板10上重叠有光控制元件20。在显示面板10的上表面配置有第一子像素组SP1和黑色矩阵BM1。黑色矩阵BM1配置于子像素之间以及显示面板10上表面的周缘部。
光控制元件20具备基材21和多个光限制体22。基材21为玻璃、树脂等透明基板。光限制体22对透过自身的光线进行限制,作为光控制部而发挥功能。光限制体22例如具备与排列于XD方向的多个子像素SP重叠的遮光体23、以及与至少一个子像素SP重叠的开口24。换言之,多个遮光体23隔开相当于开口24的宽度的间隔排列于XD方向。
遮光体23优选其光学浓度(OD值)为3以上。遮光体23可以是吸光体,也可以是光反射体。遮光体23可以通过包括铬、钼、或者银的化合物等金属材料形成,也可以通过黑色的树脂材料形成。在本实施方式中,例如采用乳胶掩模作为光限制体22。
遮光体23在XD方向上具有宽度W23,开口24在XD方向上具有宽度W24。一个光限制体22的宽度W22、即排列于XD方向的光限制体22的节距(pitch)相当于宽度W23与宽度W24之和。
遮光体23的宽度W23大于开口24的宽度W24。排列于XD方向上的两个光限制体22与多个子像素SP重叠。隔着遮光体23而相邻的两个开口24例如与彼此不同颜色的子像素SP重叠。例如,位于图6的(A)的左侧的开口24与红色子像素SPR重叠,位于图6的(A)的右侧的开口24与蓝色子像素SPB重叠。
开口24的宽度W24可以大于子像素SP的宽度WSP,也可以是与子像素SP的宽度WSP相等,还可以小于子像素SP的宽度WSP。当宽度W24小于宽度WSP时,可以降低透过开口24的光线的数量,可以提高视觉识别的图像的分辨率。另一方面,从抑制视觉识别的图像的亮度降低的角度出发,优选宽度W24与宽度WSP大致相等。此外,一个开口24也可以与多个子像素SP重叠。
需要指出,在光控制元件20中也可以取代多个光限制体22而设置能够控制分别从子像素SP射出的光线的其它种类的光控制体,例如也可以设置多个透镜。
图6的(B)相当于范围1B内配置有子像素组SP2的位置的截面图,在显示面板10上未重叠有光控制元件20。关于显示面板10的构成,与图6的(A)是同样的。
图6的(C)相当于范围1C的截面图,在上表面配置有黑色矩阵BM1、BM2的显示面板10上重叠有光控制元件20。需要指出,也可以在范围1C的光控制元件20中取代光限制体22而配置黑色矩阵。或者,也可以在范围1C的光控制元件20中取代光限制体22而配置黑色矩阵,而非在范围1C的显示面板10上表面配置黑色矩阵BM2。
需要指出,在范围1A中,关于在上表面配置有黑色矩阵BM1的显示面板10上重叠有光控制元件20的部分,也是与范围1C同样的截面图。
图7是示出光控制元件20的更具体的构成例的俯视图。在光控制元件20中,多个光限制体22排列于XD方向。构成光限制体22的遮光体23及开口24向与XD方向及YD方向不同的倾斜方向延伸。遮光体23分别具有排列于XD方向的一对边缘E23。一对边缘E23是平行的。开口24位于在XD方向上邻接的遮光体23的彼此相对的边缘E23之间。
光限制体22与显示部DA重叠,跨子像素的多行而直线地延伸。光限制体22、遮光体23及开口24分别相对于YD方向以角度θ倾斜。
参照图8至图10,对采用显示部DA内的子像素组SP所显示的图像进行说明。在子像素组SP中显示用于使用户感知立体的虚像V1(或者图像)的与多个视点对应的多个图像、以及用于使用户感知位于指定的进深位置的平面的虚像V2(或者图像)的一个视点的图像。该多个视点的数量只要是两个以上,则可以是任意数量。视点的数量越多,即便用户移动了视点,感知到的虚像不良的可能性也越低。
这里,举例示出作为用于使用户感知立体的虚像V1的与多个视点所对应的多个图像而采用分别与四个视点VP1、VP2、VP3、VP4对应的第一图像、第二图像、第三图像以及第四图像的情况。第一图像、第二图像、第三图像以及第四图像是从第一视点VP1、第二视点VP2、第三视点VP3以及第四视点VP4分别拍摄某一个场景(对象)时所获得的图像。此外,采用第0图像作为用于使用户感知位于指定的进深位置的平面的虚像V2的一个视点的图像。
在显示部DA中设置有显示第一~第四图像的第一区域DA1以及显示第0图像的第二区域DA2。另外,光控制元件20与第一区域DA1重叠,另一方面,光控制元件20未与第二区域DA2重叠。第一~第四图像例如分别具有与第一区域DA1相同的分辨率。第0图像例如具有与第二区域DA2相同的分辨率。
图8示出了应在显示部DA内的各子像素SP中显示的图像。在表示各子像素SP的区域中示出了其一部分显示于该子像素SP的图像的编号。这里,在表示各子像素SP的区域中,如果显示的图像为第一图像则示出“1”,如果是第二图像则示出“2”,如果是第三图像则示出“3”,如果是第四图像则示出“4”,如果是第0图像则示出“0”。
在第一区域DA1中,例如采用四个子像素组801、802、803、804来分别显示与四个视点VP1、VP2、VP3、VP4所对应的第一~第四图像的一部分。四个子像素组801、802、803、804依次排列于XD方向。在各子像素组801、802、803、804中,例如,在XD方向上排列有五个子像素,在YD方向上排列有一至三个子像素。
从子像素组801射出的光线通过两个遮光体23之间的开口24并到达第一视点VP1。因此,子像素组801用于显示与第一视点VP1所对应的第一图像的一部分。在子像素组801中显示与第一区域DA1内的子像素组801的位置对应的第一图像内的一部分。
从子像素组802射出的光线通过两个遮光体23之间的开口24并到达第二视点VP2。因此,子像素组802用于显示与第二视点VP2所对应的第二图像的一部分。在子像素组802中显示与第一区域DA1内的子像素组802的位置对应的第二图像内的一部分。
从子像素组803射出的光线通过遮光体23之间的开口24并到达第三视点VP3。因此,子像素组803用于显示与第三视点VP3所对应的第三图像的一部分。在子像素组803中显示与第一区域DA1内的子像素组803的位置对应的第三图像内的一部分。
此外,从子像素组804射出的光线通过遮光体23之间的开口24并到达第四视点VP4。因此,子像素组804用于显示与第四视点VP4所对应的第四图像的一部分。在子像素组804中显示与第一区域DA1内的子像素组804的位置对应的第四图像内的一部分。
在第一区域DA1中,可以与上述子像素组801、801、803、804同样地确定在各子像素SP1中显示哪个图像。因此,在第一区域DA1中,与四个视点VP1、VP2、VP3、VP4所对应的四个图像的一部分以指定的模式(图案)配置于XD方向及YD方向。
例如在下面的情况下,用户可以通过从第一区域DA1射出的光线感知立体的虚像V1。
(1)通过右眼捕捉到从子像素组801向第一视点VP1射出的光线、通过左眼捕捉到从子像素组802向第二视点VP2射出的光线的情况;
(2)通过右眼捕捉到从子像素组802向第二视点VP2射出的光线、通过左眼捕捉到从子像素组803向第三视点VP3射出的光线的情况;
(3)通过右眼捕捉到从子像素组803向第三视点VP3射出的光线、通过左眼捕捉到从子像素组804向第四视点VP4射出的光线的情况。
这样,在图8所示的例子中,通过用右眼捕捉向某编号的视点(例如第一视点VP1)射出的光线、用左眼捕捉向比该编号大一个的编号的视点(例如第二视点VP2)射出的光线,从而用户可以适当地感知立体的虚像。
如上所述,第一区域DA1内的子像素组SP1被分配用于显示第一~第四图像。于是,在分配后的子像素组SP1中显示第一~第四图像的一部分。通过该分配,所显示的第一~第四图像各自的分辨率为第一区域DA1的分辨率的大致1/4。因此,在各视点VP1、VP2、VP3、VP4处,通过从第一区域DA1射出的光线所感知的虚像V1的分辨率为第一区域DA1的显示性能的分辨率的大致1/4,降低。
此外,第二区域DA2内的子像素组SP用于显示第0图像。在第二区域DA2内的子像素组SP中,可显示整个第0图像,而不是第0图像的一部分。由于在第二区域DA2上未重叠有光控制元件20,因此,从第二区域DA2内的子像素组SP射出的光线到达视点VP1、VP2、VP3、VP4。因此,在各视点VP1、VP2、VP3、VP4处,通过从第二区域DA2射出的光线所感知的虚像V2的分辨率与第二区域DA2的分辨率相同,并未降低。因此,采用第二区域DA2内的子像素组SP显示包括字符、记号等的不希望降低分辨率的图像。由此,可以在并未使视觉识别性降低的情况下使用户感知对应的虚像V2。
向显示器2输入显示信号,该显示信号构成为使显示部DA内的子像素组SP以图8所示那样的布局显示第0图像以及第一~第四图像的一部分。显示器2通过根据该显示信号的控制,采用子像素组SP显示第0图像以及第一~第四图像的一部分。
显示信号可以通过其它信息处理装置等生成并输入显示器2。此外,显示信号也可以是广播信号。在这种情况下,显示器2至少具备用于接收显示信号的通信装置。需要指出,显示信号也可以采用显示器2内的处理器等电路来生成。
采用第一子像素组SP1所显示的多个视点的多个图像(例如、第一~第四图像)经由光控制元件20和反射镜M1、M2而被投影到图1所示的HUD1的投影面PS,采用第二子像素组SP2所显示的一个视点的图像(例如第0图像)经由反射镜M1、M2而被投影到图1所示的HUD1的投影面PS。
更详细而言,HUD1的视点VP包括用户的右眼的视点VPR以及左眼的视点VPL。从第一区域DA1内的显示有某图像(例如第一图像)的子像素组SP1射出且通过了开口24的第一光线经由反射镜M1、M2及投影面PS到达右眼的视点VPR。从第一区域DA1内的显示有其它图像(例如第二图像)的子像素组SP1射出且通过了开口24的第二光线经由反射镜M1、M2及投影面PS到达左眼的视点VPL。而且,从显示有第0图像的第二区域DA2内的子像素组SP2射出的第三光线经由反射镜M1、M2及投影面PS到达这两个视点VPR、VPL
用户通过用右眼捕捉第一光线、且用左眼捕捉第二光线,从而可以感知立体的虚像V1,并且,通过用双眼捕捉第三光线,从而可以感知平面的虚像V2。也就是说,用户可以感知与希望获得进深感的图像所对应的虚像V1、以及与不希望降低分辨率的包括字符、记号等的图像所对应的虚像V2。因此,可以提高HUD1中形成的虚像V的显示品质。
需要指出,在第一区域DA1与第二区域DA2的边界附近,由于显示面板10及光控制元件20的组装精度等,例如存在光控制元件20未与第一区域DA1的一部分重叠、或者光控制元件20与第二区域DA2的一部分重叠的情况。在这种情况下,存在从各区域DA1、DA2射出的光线在非预期的视点被感知的可能性。
因此,如上面参照图5所描述的那样,离与第二区域DA2的边界最近的、第一区域DA1内的1行以上的子像素组SP1也可以替换为黑色矩阵BM2。在这种情况下,如图9所示,黑色矩阵BM2的部分不用于第一~第四图像的显示,因此,即便光控制元件20未与该1行以上的子像素组SP1重叠,也可以避免用户感知到非预期的虚像。
此外,也可以采用靠近第二区域DA2内的子像素组SP2的、第一区域DA1内的子像素组SP1的一部分显示用于使用户感知平面的虚像V2的第0图像。例如图10所示,离与第二区域DA2的边界最近的、第一区域DA1内的1行以上的子像素组SP1可以用来显示用于感知平面的虚像V2的第0图像。
在光控制元件20未与该1行以上的子像素组SP1重叠的情况下,采用该子像素组SP1所显示的第一~第四图像的一部分保持原样地被用户感知。也就是说,每个视点的任意两个图像未被用户的右眼及左眼分别感知,而是所显示的第一~第四图像的一部分被用户的双眼所感知。因此,非预期的内容的虚像被用户感知。
针对于此,当采用未与光控制元件20重叠的1行以上的子像素组SP1显示第0图像的一部分时,虽然用户所感知的虚像的分辨率降低,但从该虚像所感知(识别)的内容并未变化。因此,即便光控制元件20未与该1行以上的子像素组SP1重叠,也可以避免用户感知到非预期的图像。
如上所述,在显示面板10及光控制元件20的组装精度较低时等,也可以使用户感知到预期的虚像V,降低对用户的视觉识别性的影响。
此外,图11示出了表示在显示部DA内的子像素组SP中显示哪个图像的其它例子。这里,作为用于使用户感知立体的虚像V1(或者图像)的与多个视点所对应的多个图像,采用了分别与两个视点VP1、VP2所对应的第一图像及第二图像。第一图像及第二图像是分别从第一视点VP1及第二视点VP2拍摄某一场景所获得的图像。此外,第0图像被用作用于使用户感知位于指定的进深位置的平面的虚像V2的一个视点的图像。
在显示部DA中设置有显示第一及第二图像中的任一图像的第一区域DA1、以及显示第0图像的第二区域DA2。另外,光控制元件20与第一区域DA1重叠,而光控制元件20未与第二区域DA2重叠。第一及第二图像例如分别具有与第一区域DA1相同的分辨率。第0图像例如具有与第二区域DA2相同的分辨率。
在第一区域DA1中,例如采用两个子像素组111、112分别显示与两个视点VP1、VP2所对应的第一及第二图像的一部分。两个子像素组111、112依次排列于XD方向。在各子像素组111、112中,例如,在XD方向上排列有十个子像素,在YD方向上排列有一至三个子像素。
从子像素组111射出的光线通过两个遮光体23之间的开口24并到达第一视点VP1。因此,子像素组111用于显示与第一视点VP1所对应的第一图像的一部分。在子像素组111中显示与第一区域DA1内的子像素组111的位置所对应的第一图像内的一部分。
此外,从子像素组112射出的光线通过两个遮光体23之间的开口24并到达第二视点VP2。因此,子像素组112用于显示与第二视点VP2所对应的第二图像的一部分。在子像素组112中显示与第一区域DA1内的子像素组112的位置所对应的第二图像内的一部分。
在第一区域DA1中,可以与上述子像素组111、112同样地确定在各子像素SP1中显示哪个图像。因此,在第一区域DA1中,与两个视点VP1、VP2所对应的两个图像的一部分以指定的模式(图案)配置于XD方向及YD方向。
用户在通过右眼捕捉到向第一视点VP1射出的光线、通过左眼捕捉到向第二视点VP2射出的光线的情况下,可以通过从第一区域DA1射出的光线感知立体的虚像V1。
如上所述,第一区域DA1内的子像素组SP1被分配用于显示第一及第二图像。于是,在分配后的子像素组SP1中显示第一及第二图像的一部分。通过该分配,所显示的第一及第二图像各自的分辨率为第一区域DA1的分辨率的大致1/2。因此,在各视点VP1、VP2处,通过从第一区域DA1射出的光线所感知的虚像V1的分辨率为第一区域DA1的显示性能的分辨率的大致1/2,降低。
此外,第二区域DA2内的子像素组SP2用于显示第0图像。在第二区域DA2内的子像素组SP2中,可以显示整个第0图像,而不是显示第0图像的一部分。由于在第二区域DA2上未重叠有光控制元件20,因此,从第二区域DA2内的子像素组SP2射出的光线到达视点VP1、VP2。因此,在各视点VP1、VP2处,通过从第二区域DA2射出的光线所感知的虚像V2的分辨率与第二区域DA2的分辨率相同,并未降低。因此,通过采用第二区域DA2内的子像素组SP2显示包括字符、记号等的不希望降低分辨率的图像,可以在并未使视觉识别性降低的情况下使用户感知对应的虚像V2。
向显示器2输入显示信号,该显示信号构成为使显示部DA内的子像素组SP以图11所示那样的布局显示第0图像以及第一和第二图像的一部分。显示器2通过根据该显示信号的控制,采用子像素组SP显示第0图像以及第一和第二图像的一部分。
如上所述,更详细而言,图1所示的HUD1的视点VP包括用户的右眼的视点VPR和左眼的视点VPL。从第一区域DA1内的显示有第一图像的子像素组SP1射出且通过了开口24的第一光线经由反射镜M1、M2及投影面PS到达右眼的视点VPR。从第一区域DA1内的显示有第二图像的子像素组SP1射出且通过了开口24的第二光线经由反射镜M1、M2及投影面PS到达左眼的视点VPL。而且,从显示有第0图像的第二区域DA2内的子像素组SP2射出的第三光线经由反射镜M1、M2及投影面PS到达这两个视点VPR、VPL
用户通过用右眼捕捉第一光线、且用左眼捕捉第二光线,从而可以感知立体的虚像V1,并且,通过用双眼捕捉第三光线,从而可以感知平面的虚像V2。也就是说,用户可以感知与希望获得进深感的图像所对应的虚像V1、以及与不希望降低分辨率的包括字符、记号等的图像所对应的虚像V2。因此,可以提高HUD1中形成的虚像V的显示品质。
需要指出,在第1区域DA1显示两视点的第一及第二图像的情况下,也能够应用上面参照图9和图10所述的、关于第一区域DA1与第二区域DA2的边界附近进行了变形的构成。
如以上所说明的,根据本实施方式,可以提高虚像的显示品质。
需要指出,本发明并不限定于上述各实施方式本身,在其实施阶段,在不脱离其宗旨的范围内能够对构成要素进行变形而具体化。此外,可以通过适当组合各实施方式所公开的多个构成要素来形成各种发明。例如,也可以从各实施方式所示的所有构成要素中删除几个构成要素。而且,还可以适当地组合不同实施方式的构成要素。
下面,对根据本说明书中公开的构成所获得的显示装置的一例进行记载。
(1)
一种显示装置,具备:
显示部,具备排列于第一方向以及与所述第一方向正交的第二方向的子像素组,所述显示部包括第一区域和第二区域,该第一区域包括所述子像素组内的第一子像素组,该第二区域包括所述子像素组内的第二子像素组;
光控制元件,与所述第一区域重叠;
投影面,由所述显示部所显示的图像被投影于所述投影面;以及
一个以上的反射镜和一个以上的透镜中的至少一方,用于将所述图像投影于所述投影面,
由观看所述投影面的用户所感知的虚像包括:第一虚像,与所述第一区域对应,且被感知为立体的虚像;以及第二虚像,与所述第二区域对应,且被感知为平面的虚像。
(2)
根据(1)所述的显示装置,其中,相对于所述用户,所述虚像在上部包括所述第一虚像,在下部包括所述第二虚像。
(3)
根据(1)或(2)所述的显示装置,其中,所述显示部在与所述第二区域相接的、所述第一区域内的第三区域中具备第一遮光体。
(4)
根据(3)所述的显示装置,其中,所述光控制元件还具备与所述第一遮光体重叠的第二遮光体。
(5)
根据(1)至(4)中任一项所述的显示装置,其中,所述显示部还采用靠近所述第二子像素组的所述第一子像素组的一部分显示用于使所述用户感知平面的虚像的图像。
(6)
根据(1)或(2)所述的显示装置,其中,所述第二虚像在第一进深位置被所述用户感知,所述第一虚像在从第二进深位置至第三进深位置的范围被所述用户感知。
(7)
根据(6)所述的显示装置,其中,所述范围包括所述第一进深位置。
(8)
根据(6)所述的显示装置,其中,所述第一进深位置是比所述范围更靠近所述用户的视点的位置。
(9)
根据(1)所述的显示装置,其中,所述第一子像素组包括多个子像素组,该多个子像素组分别显示用于使所述用户感知所述立体的虚像的多个视点的多个图像,
所述第二子像素组显示用于使所述用户感知所述平面的虚像的一个视点的图像。
(10)
根据(1)所述的显示装置,其中,采用所述第一子像素组所显示的多个视点的多个图像经由所述光控制元件被投影于所述投影面,采用所述第二子像素组所显示的一个视点的图像被投影于所述投影面。
附图标记说明
1…平视显示器(HUD),2…显示器,VP…视点,M1…平面镜,M2…凹面镜,PS…投影面,V、V1、V2…虚像,10…显示面板,20…光控制元件,30…照明装置,40…透明树脂,11…第一基板,12…第二基板,22…光限制体,23…遮光体,24…开口,51…第一偏光板,52…第二偏光板,DA…显示部,DA1…第一区域,DA2…第二区域,SP、SP1、SP2…子像素,BM1、BM2…黑色矩阵。

Claims (10)

1.一种显示装置,具备:
显示部,具备排列于第一方向以及与所述第一方向正交的第二方向的子像素组,所述显示部包括第一区域和第二区域,所述第一区域包括所述子像素组内的第一子像素组,所述第二区域包括所述子像素组内的第二子像素组;
光控制元件,与所述第一区域重叠;
投影面,由所述显示部所显示的图像被投影于所述投影面;以及
一个以上的反射镜和一个以上的透镜中的至少一方,用于将所述图像投影于所述投影面,
由观看所述投影面的用户所感知的虚像包括:
第一虚像,与所述第一区域对应,且被感知为立体的虚像;以及
第二虚像,与所述第二区域对应,且被感知为平面的虚像。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,
相对于所述用户,所述虚像在上部包括所述第一虚像,在下部包括所述第二虚像。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置,其中,
所述显示部在与所述第二区域相接的所述第一区域内的第三区域中具备第一遮光体。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其中,
所述光控制元件还具备与所述第一遮光体重叠的第二遮光体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置,其中,
所述显示部还采用靠近所述第二子像素组的所述第一子像素组的一部分显示用于使所述用户感知平面的虚像的图像。
6.根据权利要求1或2所述的显示装置,其中,
所述第二虚像在第一进深位置被所述用户感知,
所述第一虚像在从第二进深位置至第三进深位置的范围被所述用户感知。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其中,
所述范围包括所述第一进深位置。
8.根据权利要求6所述的显示装置,其中,
所述第一进深位置是比所述范围更靠近所述用户的视点的位置。
9.根据权利要求1所述的显示装置,其中,
所述第一子像素组包括多个子像素组,所述多个子像素组分别显示用于使所述用户感知所述立体的虚像的多个视点的多个图像,
所述第二子像素组显示用于使所述用户感知所述平面的虚像的一个视点的图像。
10.根据权利要求1所述的显示装置,其中,
采用所述第一子像素组所显示的多个视点的多个图像经由所述光控制元件被投影于所述投影面,
采用所述第二子像素组所显示的一个视点的图像被投影于所述投影面。
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