CN113661432B - 平视显示装置 - Google Patents

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Abstract

平视显示装置(10)包括：显示部(14)，对将从所述复眼透镜(24)的第一区域(24a)射出的第一照明光束重叠而生成的第一照明光(56a)进行调制，生成左眼用显示光(52L)，对将从所述复眼透镜的第二区域(24b)射出的第二照明光束重叠而生成的第二照明光进行调制，生成右眼用显示光；图像处理部(42)，对显示用图像实施第一畸变校正处理，以生成左眼用图像，并且对显示用图像实施与第一畸变校正处理不同的第二畸变校正处理，以生成右眼用图像；以及显示控制部(46)，在生成第一照明光(56a)时使显示部(14)显示左眼用图像，并且在生成第二照明光时使显示部(14)显示右眼用图像。

Description

平视显示装置
技术领域
本发明涉及一种平视显示装置。
背景技术
近年来，作为车辆用显示装置，有使用平视显示装置的情况。平视显示装置将图像显示光投射到车辆的挡风玻璃等上，将基于图像显示光的虚像重叠在车外的风景上进行显示。还提出了通过分别生成左眼用和右眼用的图像显示光来提示立体像的装置(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-10418号公报。
发明内容
发明要解决的问题
为了进一步增大虚像的显示尺寸，要求提高投射图像显示光的投射光学系统的放大倍率。但是，如果提高投射光学系统的放大倍率，则由于光学系统中产生的畸变像差等，虚像看起来更失真。另外，由于产生在左右观看方式不同的畸变像差，因此难以将左右眼分别视觉辨认的虚像识别为同一图像，有可能产生视觉疲劳。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提高高放大倍率的虚像的视觉辨认性。
用于解决问题的手段
本发明的某方式的平视显示装置，包括：照明部，所述照明部包括：光源；复眼透镜，具有将光源的射出光分割为多个第一照明光束的第一区域和将光源的射出光分割为多个第二照明光束的第二区域；以及聚光器，将从复眼透镜的第一区域射出的多个第一照明光束重叠而生成第一照明光，将从复眼透镜的第二区域射出的多个第二照明光束重叠而生成第二照明光；显示部，对第一照明光进行调制而生成左眼用显示光，对第二照明光进行调制而生成右眼用显示光；凹面镜，朝向虚像提示板投射左眼用显示光和右眼用显示光，以使由虚像提示板反射的左眼用显示光朝向眼眶的左侧区域，并且使右眼用显示光朝向眼眶的右侧区域；图像处理部，对显示用图像实施第一畸变校正处理，以生成左眼用图像，对显示用图像实施与所述第一畸变校正处理不同的第二畸变校正处理，以生成右眼用图像；照明控制部，控制照明部的动作，以便交替地生成第一照明光和第二照明光；以及显示控制部，在生成第一照明光时使显示部显示左眼用图像，并且在生成第二照明光时使显示部显示右眼用图像。
另外，将以上构成要素的任意组合或本发明的构成要素和表现在方法、装置、系统等之间相互置换的方式也作为本发明的方式是有效的。
发明效果
根据本发明，能够提高高放大倍率的虚像的视觉辨认性。
附图说明
图1是示意性地示出实施方式所涉及的平视显示装置的结构的图。
图2的(a)～(c)是示意性地示出显示光的光路的图。
图3的(a)～(e)是示意性地示出在比较例中显示在显示部上的图像和基于图像提示的虚像的图。
图4的(a)～(e)是示意性地示出在本实施方式中显示在显示部上的图像和基于图像而提示的虚像的图。
图5是详细示出第一实施方式所涉及的平视显示装置的结构的图。
图6是详细示出第一实施方式所涉及的平视显示装置的结构的图。
图7的(a)～(c)是示意性地示出复眼透镜及快门的结构的主视图。
图8的(a)～(c)是示出实施方式所涉及的平视显示装置所起到的作用效果的图。
图9的(a)～(c)是示出实施方式所涉及的平视显示装置所起到的作用效果的图。
图10是详细示出第二实施方式所涉及的平视显示装置的结构的图。
图11是详细示出第三实施方式所涉及的平视显示装置的结构的图。
图12是详细示出第三实施方式所涉及的平视显示装置的结构的图。
图13的(a)～(c)是示意性地示出光源及准直器的结构以及复眼透镜的结构的主视图。
图14是详细示出第四实施方式所涉及的平视显示装置的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。该实施方式所示的具体的数值等只不过是用于使发明容易理解的例示，除了特别说明的情况以外，并不限定本发明。另外，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同的功能、结构的要素，通过标注相同的附图标记而省略重复说明，并且与本发明没有直接关系的要素省略图示。
图1是示意性地示出实施方式所涉及的平视显示装置10的结构的图。在本实施方式中，在作为移动体的一例的车辆60的仪表板内设置有平视显示装置10。平视显示装置10将显示光52投射到作为虚像提示板的挡风玻璃62上，并且在车辆60的行进方向(图1中的右方向)的前方提示虚像50。驾驶员等用户70能够通过挡风玻璃62视觉辨认重叠在现实风景上的虚像50。因此，用户70可以在车辆行驶期间几乎不移动视线的情况下获得虚像50示出的信息。在图1中，将车辆60的行进方向(前后方向)作为z方向，将车辆60的上下方向作为y方向，将车辆60的左右方向作为x方向。
虚像50例如被提示在用户70前方大约2m至5m左右的距离处。与虚像50的显示尺寸对应的视场角(FOV；Field Of View)例如在左右方向(水平方向)上是大约5度，并且在上下方向(垂直方向)上是大约2度。
平视显示装置10包括照明部12、显示部14、凹面镜16和控制部18。平视显示装置10与外部装置64连接。
照明部12生成用于对显示部14进行照明的照明光。照明部12包括发光二极管(LED：Light Emitting Diode)等的光源和用于通过调整从光源发射的光的强度分布、角度分布来产生照明光的光学元件。
显示部14对照明光进行调制而生成显示光。显示部14包括液晶面板等显示元件。显示部14基于从控制装置18发送的图像信号，生成与图像信号对应的显示内容的显示光52。
凹面镜16反射显示部14所生成的显示光52并向挡风玻璃62投射。凹面镜16投射显示光52，以使由挡风玻璃62反射的显示光52朝向用户70的眼睛72所在的眼眶(アイボックス)76。由此，用户70可以视觉辨认基于显示光52的虚像50。凹面镜16构成为放大基于显示光52的图像并提示给用户70，例如，将显示在显示部14上的图像以0.6倍以上的倍率进行放大。凹面镜16的反射面由非球面等自由曲面构成。
控制装置18生成显示用图像，并且控制照明部12和显示部14的动作，使得提示与显示用图像相对应的虚像50。控制装置18与外部装置64连接，例如基于来自外部装置64的信息生成显示用图像。
外部装置64是生成作为虚像50显示的显示用图像的原始数据的装置。外部装置64例如是车辆60的电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)、导航装置、移动电话、智能手机、平板电脑等移动装置等。外部装置64将显示虚像50所需的图像数据、表示图像数据的内容和类型的信息、诸如车辆60的速度和当前位置之类的与车辆60有关的信息发送到控制装置18。
图2的(a)～(c)是示意性地示出显示光52C、52L、52R的光路的图。在图2的(a)～(c)中，示出了从车辆60的上侧观看的平视显示装置10的结构，为了便于理解，省略了照明部12和挡风玻璃62。图2的(a)～(c)分别所示的显示光52C、52L、52R从显示部14射出，被凹面镜16和挡风玻璃62(未图示)反射后，朝向眼眶76。
眼眶76是能够视觉辨认由平视显示装置10提示的虚像50的范围。眼眶76被设定为在左右方向(x方向)上较长，以包含用户70的左眼72L和右眼72R。将眼眶76的左右方向的长度设定为例如用户70的两眼72L、72R的瞳孔间隔的2倍左右。双眼72L、72R的瞳孔间隔存在个体差异，但一般为60mm～70mm左右。眼眶76的左右方向的长度例如设定为120mm～130mm左右。如果是图2的(a)～(c)所示的通常的使用状态，则用户70的右眼72R位于眼眶76的右侧区域76R，用户的左眼72L位于眼眶76的左侧区域76L。
图2的(a)示意性地示出了中央显示光52C朝向眼眶76的中心76C的光路。如箭头C所示，中央显示光52C是沿着平视显示装置10的光学系统的光轴54射出的显示光。光轴54被定义为从显示部14的中心14C射出并朝向眼眶76的中心76C的光路。凹面镜16构成为相对于光轴54在左右方向(x方向)对称的形状，中央显示光52C在凹面镜16的中心16C或其附近反射。中央显示光52C由于朝向眼眶76的中心76C投射，因此如果是图2的(a)所示的正常使用状态，则中央显示光52C不进入用户70的双眼72L、72R的任一个中。结果，基于中央显示光52C的虚像50C不被用户70视觉辨认。
图2的(b)示意性地示出了左眼用显示光52L朝向眼眶76的左侧区域76L的光路。左眼用显示光52L如箭头L所示，是相对于光轴54倾斜射出的显示光，从显示部14的中心14C靠左射出。因此，左眼用显示光52L在从凹面镜16的中心16C向左方向偏移的位置16L或其附近被反射。通过使左眼用显示光52L入射到用户70的左眼72L，使用户70视觉辨认基于左眼用显示光52L的左眼用虚像50L。
图2的(c)示意性地示出了朝向眼眶76的右侧区域76R的右眼用显示光52R的光路。右眼用显示光52R如箭头R所示，是相对于光轴54倾斜射出的显示光，从显示部14的中心14C靠右射出。因此，右眼用显示光52R在从凹面镜16的中心16C向右方向偏移的位置16R或其附近被反射。通过使右眼用显示光52R入射到用户70的右眼72R，使用户70视觉辨认基于右眼用显示光52R的右眼用虚像50R。
在图2的(a)至(c)所示的各虚像50C、50L、50R中，可能发生由于凹面镜16反射各显示光52C、52L、52R而引起的畸变(例如，失真或失真像差)。由于显示光在更远离凹面镜16的中心16C的位置处被反射，因此凹面镜16产生的畸变量可能增加。因此，左眼用虚像50L或右眼用虚像50R的畸变大于由中央显示光52C显示的中央虚像50C的畸变。
另外，在左眼用虚像50L和右眼用虚像50R中，可能在左右方向上产生非对称畸变。例如，在图2的(b)所示的左眼用虚像50L的情况下，从显示部14的左端14L射出的显示光与从显示部14的中心14C射出的显示光相比，由于在从凹面镜16的中心16C向左方向更远的位置16LL反射，因此左眼用虚像50L在左端的畸变量变大。相反，在图2的(c)所示的右眼用虚像50R的情况下，从显示部14的右端14R射出的显示光与从显示部14的中心14C射出的显示光相比，由于在从凹面镜16的中心16C向右方向更远的位置16RR反射，因此右眼用虚像50R在右端的畸变量变大。
图3的(a)～(e)是示意性地示出在比较例中显示在显示部14上的显示用图像140和基于显示用图像140而提示的虚像150L、150C、150R、150的图。图3的(a)示出显示在显示部14上的显示用图像140的一例，示出上下方向的直线和左右方向的直线等间隔地配置的格子状的测试图案。图3的(b)～(d)示出将图3的(a)的显示用图像140显示在显示部14上时所提示的左眼用虚像150L、中央虚像150C、右眼用虚像150R。图3的(e)示出用双眼观看时的虚像150。
图3的(c)所示的中央虚像150C与基于图2的(a)的中央显示光52C的中央虚像50C对应，几乎看不到凹面镜16引起的畸变像差的影响。图3的(b)所示的左眼用虚像150L与基于图2的(b)的左眼用显示光52L的左眼用虚像50L对应，在左右方向上可见非对称的畸变像差。在左眼用虚像150L中，在虚像左侧的畸变相对较大。图3的(d)所示的右眼用虚像150R与基于图2的(c)的右眼用显示光52R的右眼用虚像50R对应，可见由凹面镜16引起的畸变像差的影响。在右眼用虚像150R中，与左眼用虚像150L相反，在虚像右侧的畸变相对较大。因此，可以说在左眼用虚像150L和右眼用虚像150R中，在左右方向上产生相互相反的畸变像差。
图3的(e)示意性地示出了当使显示用图像140显示在显示部14上时用户70用双眼视觉辨认的虚像150。图3的(e)是使图3的(b)所示的左眼用虚像150L和图3的(d)所示的右眼用虚像150R重叠的图。如图所示，在左眼用虚像150L和右眼用虚像150R中，由于产生在左右观看的方式不同的畸变像差，所以难以将两者融像而视为相同的。如果这样的左眼用虚像150L和右眼用虚像150R勉强地视为相同，则有可能产生视觉疲劳或眩目，并不优选。
一般而言，如果在两眼观看时左眼用图像和右眼用图像的畸变量的差为5％以上，则难以将两者融像而视为相同。为了抑制畸变像差，可以考虑将凹面镜16的反射面设为非球面等的自由曲面、或者对显示用图像140实施规定的畸变校正处理的对策。但是，在为了提高凹面镜16的虚像的放大倍率而要增大凹面镜16的曲率的情况下，难以使左眼用虚像150L与右眼用虚像150R的畸变量之差小于5％。
因此，在本实施方式中，作为显示在显示部14上的显示用图像，分别准备左眼用图像和右眼用图像，对左眼用图像和右眼用图像分别实施不同的畸变校正处理。具体而言，对左眼用图像实施用于降低或抵消在左眼用虚像150L中产生的畸变像差的第一畸变校正处理。另外，对右眼用图像实施用于降低或抵消在右眼用虚像150R中产生的畸变像差的第二畸变校正处理。第二畸变校正处理是与第一畸变校正处理不同的方式的校正处理，例如，是校正量在左右方向上与第一畸变校正处理相反的校正处理。
图4的(a)～(e)是示意性示出在本实施方式中显示在显示部14上的图像40L、40R以及基于图像40L、40R而提示的虚像50L、50R、50的图。图4的(a)示意性示出要使显示部14显示的左眼用图像40L，并且是通过对图3的(a)的显示用图像140实施第一畸变校正处理而获得的图像。在左眼用图像40L中，例如，在左右方向上执行非对称的畸变校正处理，以使得图像的左端处的校正量最大。图4的(b)示意性示出要使显示部14显示的右眼用图像40R，并且是通过对图3的(a)的显示用图像140实施第二畸变校正处理而获得的图像。在右眼用图像40R中，例如，在左右方向上执行非对称畸变校正处理，以使得图像的右端处的校正量最大。
图4的(c)示意性地示出在显示部14上显示左眼用图像40L时由左眼用显示光52L提示的左眼用虚像50L。如图所示，通过对左眼用图像40L实施第一畸变校正处理，能够降低或抵消由凹面镜16产生的畸变像差，能够提示看起来与图3的(a)所示的显示用图像140同等的左眼用虚像50L。图4的(d)示意性地示出在显示部14上显示右眼用图像40R时由右眼用显示光52R提示的右眼用虚像50R。如图所示，通过对右眼用图像40R实施第二畸变校正处理，能够降低或抵消由凹面镜16产生的畸变像差，能够提示看起来与图3的(a)所示的显示用图像140同等的右眼用虚像50R。
图4的(e)示意性地示出了当提示图4的(c)的左眼用虚像50L和图4的(d)的右眼用虚像50R时用户70用双眼视觉辨认的虚像50。图4的(e)是使图4的(c)所示的左眼用虚像50L和图4的(d)所示的右眼用虚像50R重叠的图。如图所示，因为左眼用虚像50L和右眼用虚像50R看起来基本是同等的，所以容易将两者融像而视为相同。在本实施方式中，通过提示这样的虚像50，防止视觉疲劳、眩光的发生，能够提高虚像50的视觉辨认性。
接着，对用于提示图4的(e)所示的虚像50的照明部12及显示部14的光学系统的结构进行说明。通常，在显示左眼用和右眼用的不同图像的情况下，需要分别准备左眼用显示部和右眼用显示部，但设置多个显示部会导致成本增加。在本实施方式中，在一个显示部14中分时交替显示左眼用图像40L和右眼用图像40R，以分时交替地生成左眼用显示光52L和右眼用表示光52R。另外，对于显示部14，以分时交替地照射用于生成左眼用显示光52L的第一照明光和用于生成右眼用显示光52R的第二照明光。由此，向眼眶76的左侧区域76L投射左眼用显示光52L，向眼眶76的右侧区域76R投射右眼用显示光52R。
(第一实施方式)
图5和图6是详细示出实施方式所涉及的平视显示装置10的结构的图。图5对应于图2的(b)的结构，示出在显示部14中显示左眼用图像40L而生成左眼用显示光52L的动作状态。图6对应于图2的(c)的结构，示出在显示部14中显示右眼用图像40R而生成右眼用显示光52R的动作状态。
照明部12包括光源20、准直器22、复眼透镜24、快门28、聚光器30和场透镜32。显示部14包括光扩散板34和显示元件36。构成照明部12和显示部14的各光学元件和凹面镜16配置在光轴54上。在附图中，将光轴54的方向设为z方向，将与z方向正交的两个方向设为x方向和y方向。x方向定义为显示部14上显示的图像的左右方向，y方向定义为显示部14上显示的图像的上下方向。
光源20由LED等半导体发光元件构成。光源20输出用于对显示部14照明的白色光。准直器22使光源20的输出光平行化，生成沿光轴54的平行光束。准直器22由抛物面镜或椭圆面镜构成，在准直器22的焦点位置配置光源20。准直器22可以由透镜而不是反射镜构成，例如可以是利用全内反射的TIR(Total Internal Reflection)透镜。
复眼透镜24将光源20的射出光分割为多个照明光束。复眼透镜24具有第一透镜面25和第二透镜面26，在第一透镜面25和第二透镜面26上分别沿x方向和y方向以阵列状排列有多个透镜元件。构成复眼透镜24的各透镜元件是矩形状，构成为与矩形状的显示部14相似形状。例如，如果显示部14的纵横的纵横比为1比2，则构成复眼透镜24的各透镜元件的纵横的纵横比也为1比2。
第一透镜面25的各透镜元件汇聚入射在第一透镜面25上的平行光束。第一透镜面25的各透镜元件的焦点位于第二透镜面26的对应透镜元件上。即，第一透镜面25与第二透镜面26在z方向的间隔相当于第一透镜面25的各透镜元件的焦距。其结果，入射到第一透镜面25上的平行光束汇聚到第二透镜面26的各透镜元件上。第二透镜面26的各透镜元件能够视为是虚拟的点光源，并且从第二透镜面26的各透镜元件射出分开的照明光束。
快门28遮挡从复眼透镜24射出的多个照明光束的一部分。快门28选择性地遮挡复眼透镜24的第一区域24a或第二区域24b。这里，复眼透镜24的第一区域24a是指在x方向上比光轴54靠右侧的区域。另外，复眼透镜24的第二区域24b是指在x方向上比光轴54靠左侧的区域。
图7的(a)～(c)是示意性地示出复眼透镜24和快门28的结构的主视图。图7的(a)示出了从第一透镜面25观看的复眼透镜24。如图所示，在第一透镜面25上沿x方向和y方向排列有多个透镜元件25a、25b。在复眼透镜24的第一区域24a设置多个第一透镜元件25a，并且在复眼透镜24的第二区域24b设置多个第二透镜元件25b。复眼透镜24为左右对称形状，第一透镜元件25a和第二透镜元件25b具有彼此相同的形状和光学特性。
图7的(b)示出了从第二透镜面26观看的复眼透镜24。图7的(b)与图7的(a)左右方向相反。第二透镜面26与第一透镜面25同样地构成，在第二透镜面26上沿x方向和y方向排列有多个透镜元件26a、26b。在复眼透镜24的第一区域24a设置多个第三透镜元件26a，并且在复眼透镜24的第二区域24b设置多个第四透镜元件26b中。第三透镜元件26a及第四透镜元件26b具有彼此相同形状和光学特性。
从第二透镜面26射出多个照明光束。具体而言，从第二透镜面26的第一区域24a射出多个第一照明光束，各第三透镜元件26a射出一个第一照明光束。同样，从第二透镜面26的第二区域24b射出多个第二照明光束，各第四透镜元件26b射出一个第二照明光束。
图7的(c)表示从复眼透镜24看到的快门28。快门28例如由透射率可变的液晶快门构成。快门28具有第一区域28a和第二区域28b。快门28的第一区域28a是与复眼透镜24的第一区域24a在z方向重叠的区域，快门28的第二区域28b是与复眼透镜24的第二区域24b在z方向重叠的区域。
快门28通过改变第一区域28a的透射率，切换从第一区域24a射出的多个第一照明光束的透射状态和遮挡状态。快门28通过改变在z方向上与复眼透镜24的第二区域24b重叠的第二区域28b的透射率，来切换从第二区域24b射出的多个第二照明光束的透过状态和遮挡状态。
快门28通过在将第一区域28a设为透射状态、将第二区域28b设为遮挡状态的第一状态下动作，仅使多个第一照明光束透射，遮挡多个第二照明光束(参照图5)。快门28通过在将第一区域28a设为遮挡状态、将第2区域28b设为透射状态的第二状态下动作，遮挡多个第一照明光束，仅使多个第二照明光束透射(参照图6)。
在图5和图6所示的结构中，快门28配置在复眼透镜24的光射出侧，即复眼透镜24与聚光器30之间。此外，快门28可以配置在复眼透镜24的光入射侧，也可以配置在准直器22和复眼透镜24之间，即光源20与复眼透镜24之间。另外，在复眼透镜24中，第一透镜面25和第二透镜面26一体地形成，但第一透镜面25和第二透镜面26也可以分离。即，代替复眼透镜24，可以组合使用对应于第一透镜面25的第一复眼透镜和对应于第二透镜面26的第二复眼透镜。在该情况下，快门28可以设置在第一复眼透镜与第二复眼透镜之间。
聚光器30使从复眼透镜24射出的多个照明光束重叠而生成照明光。聚光器30由凸透镜构成。聚光器30使从复眼透镜24的各透镜元件射出的照明光束照明显示部14的整个显示区域。因此，从复眼透镜24射出的多个照明光束在显示部14的显示区域中彼此重合。
在本实施方式中，从复眼透镜24的第一区域24a射出的多个第一照明光束和从复眼透镜24的第二区域24b射出的多个第二照明光束选择地入射到聚光器30。聚光器30通过使多个第一照明光束重叠而生成第一照明光56a，显示部14被第一照明光56a照明。第一照明光56a从光轴54的右侧入射到显示部14。另外，聚光器30通过使多个第二照明光束重叠而生成第二照明光56b。第二照明光56b与第一照明光56a相反，从光轴54的左侧入射到显示部14。
场透镜32设置在聚光器30的后级，调整第一照明光56a和第二照明光56b的配光。场透镜32例如调整第一照明光56a及第二照明光56b的配光，以使凹面镜16的反射面存在的范围与显示光52L、52R入射到凹面镜16的范围对应。
光扩散板34设置在显示元件36的光入射侧，构成为使入射到显示元件36的第一照明光56a和第二照明光56b扩散。光扩散板34例如由微球状薄膜这样的透射型屏幕构成。光扩散板34起到如显示元件36的背光源那样的功能，使显示元件36看起来像自发光型的显示器那样的功能。
显示元件36对照明光进行调制而生成显示光52。显示元件36是液晶面板等透射型显示元件，通过对入射到显示区域的各像素的照明光进行调制，生成与显示区域所显示的图像的显示内容对应的显示光52。显示元件36可以是DMD(Digital Mirror Device：数字微镜装置)或者LCOS(Liquid Crystal on Silicon：硅基液晶)等的反射型显示元件。
如图5所示，显示元件36对第一照明光56a进行调制而生成左眼用显示光52L。由于第一照明光56a从光轴54的右侧向显示部14入射，所以基于第一照明光56a生成的左眼用显示光52L如箭头L所示，从显示部14向靠左的方向射出。从显示部14的中心14C射出的左眼用显示光52L入射到从凹面镜16的中心16C向左侧偏移的位置16L。
如图6所示，显示元件36对第二照明光56b进行调制而生成右眼用显示光52R。由于第二照明光56b从光轴54的左侧向显示部14入射，所以基于第二照明光56b生成的右眼用显示光52R如箭头R所示，从显示部14向靠右的方向射出。从显示部14的中心14C射出的右眼用显示光52R入射到从凹面镜16的中心16C向右侧偏移的位置16R。
控制装置18包括图像处理部42、快门控制部44和显示控制部46。
图像处理部42生成使显示部14显示的显示用图像。图像处理部42对显示用图像实施第一畸变校正处理而生成左眼用图像40L，对显示用图像实施第二畸变校正处理而生成右眼用图像40R。基于平视显示装置10的光学系统中产生的左眼用虚像50L和右眼用虚像50R的畸变，适当地设定第一畸变校正处理和第二畸变校正处理的处理方式。
快门控制部44控制快门28的动作。快门控制部44在第一状态和第二状态之间切换快门28的动作，以交替地生成第一照明光56a和第二照明光56b。快门控制部44以人眼无法感知的程度的速度切换快门28的动作状态，以切换左眼用虚像50L和右眼用虚像50R。第一状态和第二状态的切换速度例如为每秒60次以上(60Hz以上)。快门控制部44也可以称为控制照明部12的动作的“照明控制部”。
显示控制部46控制显示部14的动作。显示控制部46生成用于驱动显示元件36的图像信号，以在显示元件36上交替显示左眼用图像40L和右眼用图像40R。显示控制部46与快门28的动作同步地切换显示在显示元件36上的图像。显示控制部46当快门28在第一状态下动作而生成第一照明光56a时使显示元件36显示左眼用图像40L。显示控制部46当快门28在第二状态下动作而生成第二照明光56b时，使显示元件36显示右眼用图像40R。由此，交替地生成左眼用显示光52L和右眼用显示光52R。
图8的(a)～(c)是示出实施方式所涉及的平视显示装置10所起到的作用效果的图。图8的(a)示意性地示出了眼眶76中的两眼72L、72R的位置，左眼72L和右眼72R分别位于眼眶76的左侧区域76L和右侧区域76R的中央附近。图8的(b)示出基于比较例的虚像150L、150R的观看方式。在比较例中，由于没有对显示在显示部14上的显示用图像140实施畸变校正处理，所以会提示在左右观看方式不同的虚像150L、150R。图8的(c)示出了基于实施方式的虚像50L、50R的观看方式，并且示出了在显示部14上显示实施了不同的畸变校正处理的图像40L、40R的情况。根据本实施方式，通过分别准备左眼用图像40L和右眼用图像40R，能够减小左眼用虚像50L和右眼用虚像50R的观看方式的差，能够容易地进行左眼用虚像50L和右眼用虚像50R融像。由此，能够提高在双眼观看下被视觉辨认的虚像50的视觉辨认性，能够适当地防止视觉疲劳和眩光的发生。
图9的(a)～(c)示出实施方式所涉及的平视显示装置10所起到的作用效果的图，示出眼眶76中的两眼72L、72R的位置与图8的(a)～(c)的位置不同的情况。如图9的(a)所示，双眼72L、72R的位置与图8的(a)相比向右侧偏移，左眼72L向眼眶76的中心附近偏移，右眼72R向眼眶76的右端附近偏移。
图9的(b)示出了比较例所涉及的虚像150L、150R的观看方式，并且示出了当对显示在显示部14上的显示用图像140未实施畸变校正处理时的虚像150L、150R的观看方式。由于左眼72L位于眼眶76的中心附近，因此由左眼视觉辨认的虚像150L受畸变像差的影响小。这近似于基于图2的(a)所示的中央显示光52C的中央虚像50C的观看方式。另一方面，由于右眼72R位于眼眶76的右端附近，所以与图8的(b)所示的右眼用虚像150R相比，畸变量变大。因此，图9的(b)所示的左眼用虚像150L和右眼用虚像150R的观看方式的差大，难以将两者作为融像而视为相同。
图9的(c)示出了实施方式所涉及的虚像50L、50R的观看方式，并且示出了在显示部14上显示实施了不同的畸变校正处理的图像40L、40R的情况。由于左眼72L位于眼眶76的中心附近，所以针对左眼用虚像50L的第一畸变校正处理的校正量过量。另一方面，由于右眼72R位于眼眶76的右端附近，所以针对右眼用虚像50R的第二畸变校正处理的校正量不足。其结果，在图9的(c)所示的左眼用虚像50L和右眼用虚像50R中残留畸变，但成为在左右方向上相同地畸变的图像。因此，根据本实施方式，即使眼眶76中的双眼72L、72R的位置在左右方向偏移，也能够减小左眼用虚像50L和右眼用虚像50R的观看方式的差，能够容易地进行左眼用虚像50L和右眼用虚像50R的融像。由此，能够提高双眼视觉辨认的虚像50的视觉辨认性，能够适当地防止视觉疲劳和眩光的发生。
此外，在双眼72L、72R相对于眼眶76左右方向的位置进一步偏移，仅左眼72L和右眼72R中的任一方位于眼眶76的情况下，仅一只眼视觉辨认虚像，因此不会产生两眼视觉中融像困难的问题。
(第二实施方式)
图10是详细示出其他实施方式所涉及的平视显示装置210的结构的图。平视显示装置210与所述实施例的不同之处在于，平视显示装置210包括由凹面镜构成的聚光器230，而不是由凸透镜构成的聚光器30。关于平视显示装置210，以与所述实施方式不同点为中心进行说明。
平视显示装置210包括照明部212、显示部14、凹面镜16和控制部18。显示部14、凹面镜16以及控制装置18与所述实施方式同样地构成。照明部212包括光源20、准直器22、复眼透镜224、快门228、聚光器230和场透镜32。光源20、准直器22以及场透镜32与上述实施方式是同样的。
复眼透镜224与上述实施方式所涉及的复眼透镜24同样地构成，具有第一透镜面25和第二透镜面26。复眼透镜224的第一区域224a和第二区域224b的左右方向与上述实施方式相反。具体而言，第一区域224a设置在光轴254的左侧，第二区域224b设置在光轴254的右侧。这是因为，通过由凹面镜构成的聚光器230使照明光束折回90度，因此左右方向相反。
快门228与上述实施方式的快门28同样地构成，但第一区域224a和第二区域224b的左右方向与上述实施方式相反。具体而言，第一区域228a设置在光轴254的左侧，第二区域228b设置在光轴254的右侧。
聚光器230将从复眼透镜224照射的多个照明光束重叠来生成照明光。聚光器230将从复眼透镜224的第一区域224a射出的多个第一照明光束来生成第一照明光256a。聚光器230将从复眼透镜224的第二区域224b射出的多个第二照明光束重叠来生成第二照明光(未图示)。
在本实施方式中，也能够起到与所述实施方式相同的效果。另外，根据本实施方式，通过使用凹面镜作为聚光器230，能够减小照明部212在z方向上的宽度，能够实现更小型的平视显示装置210。
(第三实施方式)
图11和图12是详细示出第三实施方式的平视显示装置310的结构的图。图11对应于图2的(b)的结构，示出在显示部14显示左眼用图像40L而生成左眼用显示光52L的动作状态。图12对应于图2的(c)的结构，示出在显示部14中显示右眼用图像40R而生成右眼用显示光52R的动作状态。关于本实施方式，以与上述实施方式不同点为中心进行说明。
平视显示装置310包括照明部312、显示部14、凹面镜16以及控制装置318。显示部14和凹面镜16与上述实施方式同样地构成。
照明部312包括光源320、准直器322、复眼透镜24、聚光器30和场透镜32。复眼透镜24、聚光器30和场透镜32与上述实施方式同样地构成。
光源320射出用于对显示部14进行照明白色光。光源320包括第一光源320a和第二光源320b。第一光源320a和第二光源320b由LED等半导体发光元件构成。第一光源320a配置在光轴54的右侧，配置成朝向复眼透镜24的第一区域24a射出光。第二光源320b配置在光轴54的左侧，配置为向复眼透镜24的第二区域24b射出光。
准直器322使光源320的输出光平行化，生成沿光轴54的平行光束。准直器322包括第一反射面322a和第二反射面322b。第一反射面322a和第二反射面322b由抛物面或椭圆面构成。第一光源320a配置在第一反射面322a的焦点位置，第二光源320b配置在第二反射面322b的焦点位置。第一反射面322a使从第一光源320a射出的光平行化而入射到复眼透镜24的第一区域24a。第二反射面322b使从第二光源320b射出的光平行化而入射到复眼透镜24的第二区域24b。准直器322可以由透镜而不是反射镜构成，并且例如可以是利用全内反射的TIR(Total Internal Reflection)透镜。
图13的(a)～(c)是示意性地示出光源320和准直器322结构以及复眼透镜24的结构的主视图。图13的(a)示出了从复眼透镜24观看的光源320和准直器322。第一光源320a和第二光源320b分别配置在光轴54的左右。第一反射面322a和第二反射面322b具有使两个抛物面或椭圆面在左右方向错开连接的形状。在第一反射面322a与第二反射面322b的连接部、即第一光源320a与第二光源320b之间没有设置反射面。
图13的(b)示出了从第一透镜面25观看的复眼透镜24。图13的(b)与图13的(a)左右方向相反。如图所示，在第一透镜面25上沿x方向和y方向排列有多个透镜元件25a、25b。多个第一透镜元件25a设置在复眼透镜24的第一区域24a中，并且多个第二透镜元件25b设置在复眼透镜24的第二区域24b中。复眼透镜24为左右对称形状，第一透镜元件25a和第二透镜元件25b具有彼此相同的形状和光学特性。
图13的(c)示出了从第二透镜表面26观看的复眼透镜24。图13的(c)与图13的(b)左右方向相反。第二透镜面26与第一透镜面25同样地构成，在第二透镜面26上沿x方向和y方向排列有多个透镜元件26a、26b。多个第三透镜元件26a设置在复眼透镜24的第一区域24a中，并且多个第四透镜元件26b设置在复眼透镜24的第二区域24b中。第三透镜元件26a和第四透镜元件26b具有彼此相同形状和光学特性。
复眼透镜24将光源320的射出光分割为多个照明光束。从第二透镜面26射出多个照明光束。具体而言，从第二透镜面26的第一区域24a射出多个第一照明光束，各第三透镜要素26a射出一个第一照明光束。同样，从第二透镜面26的第二区域24b射出多个第二照明光束，各第四透镜要素26b射出一个第二照明光束。
光源320通过仅使第一光源320a和第二光源320b中的任一个点亮，生成多个第一照明光束和多个第二照明光束中的任一个。光源320通过仅使第一光源320a点亮而不使第二光源320b点亮，从复眼透镜24的第一区域24a射出多个第一照明光束(参照图11)。光源320通过使第一光源320a不点亮，并且仅使第二光源320b点亮，从而从复眼透镜24的第二区域24b发射多个第二照明光束(参见图12)。
控制装置318包括图像处理部342、光源控制部344、显示控制部346。图像处理部342与上述实施方式的图像处理部42同样地构成。
光源控制单元344控制光源320的动作。光源320使第一光源320a和第二光源320b交替点亮，以交替地生成第一照明光56a和第二照明光56b。光源控制部344以人眼无法感知的程度的速度切换第一光源320a和第二光源320b的点亮状态和非点亮状态，以切换左眼用虚像50L和右眼用虚像50R。点亮状态和非点亮状态的切换速度例如为每秒60次以上(60Hz以上)。光源控制部344也可以称为控制照明部312的动作的“照明控制部”。
显示控制单元346控制显示部14的动作。显示控制部346生成用于驱动显示元件36的图像信号，并且在显示元件36上交替地显示左眼用图像40L和右眼用图像40R。显示控制部346与光源320的动作同步来切换使显示元件36显示的图像。显示控制部346在使第一光源20a点亮而生成第一照明光56a时，使显示元件36显示左眼用图像40L。显示控制部46在使第二光源20b点亮而生成第二照明光56b时使显示元件36显示右眼用图像40R。由此，交替地生成左眼用显示光52L和右眼用显示光52R。
在本实施方式中，如图8的(a)～(c)和图的9(a)～(c)所示，也能够起到与上述实施方式相同效果。
(第四实施方式)
图14是详细示出第四实施方式的平视显示装置410的结构的图。平视显示装置410与上述实施例的不同之处在于，它包括由凹面镜构成的聚光器430，而不是由凸透镜构成的聚光器30。关于平视显示装置410，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明。
平视显示装置410包括照明部412、显示部14、凹面镜16以及控制装置318。显示部14、凹面镜16以及控制装置318与上述实施方式同样地构成。照明部412包括光源420、准直器422、复眼透镜424、聚光器430和场透镜32。
光源420与上述实施方式的光源320同样地构成，包括第一光源420a和第二光源420b。在光源420中，第一光源420a与第二光源420b左右方向的配置与上述实施方式相反。具体而言，第一光源420a设置在光轴454的左侧，第二光源420b设置在光轴454的右侧。这是因为，通过由凹面镜构成的聚光器430使照明光束折回90度，因此左右方向相反。
准直器422与上述实施方式涉及的准直器322同样地构成，包括第一反射面422a和第二反射面422b。第一反射面422a和第二反射面422b与光源420同样地，左右方向的配置与上述实施方式相反。具体而言，第一反射面422a设置在光轴454的左侧，第二反射面422b设置在光轴454的右侧。
复眼透镜424与上述实施方式涉及的复眼透镜24和324同样地构成，并且包括第一透镜面25和第二透镜面26。在复眼透镜424中，第一区域424a和第二区域424b的左右方向与上述实施方式相反。具体而言，第一区域424a设置在光轴254的左侧，第二区域424b设置在光轴454的右侧。
聚光器430将从复眼透镜424照射的多个照明光束重叠而生成照明光。聚光器430将从复眼透镜424的第一区域424a射出的多个第一照明光束重叠而生成第一照明光456a。聚光镜430将从复眼透镜424的第二区域424b射出的多个第二照明光束重叠而生成第二照明光(未图示)。
在本实施方式中，也能够起到与上述实施方式相同效果。另外，根据本实施方式，通过使用凹面镜作为聚光器430，能够减小照明部412的z方向的宽度，能够实现更小型的平视显示装置410。
以上，参照所述的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，本发明也包括适当组合或置换各显示例所示的结构的构成。
本实施方式某一方式如下所述。
(第一项)
一种平时显示装置，其特征在于，包括：
光源；
复眼透镜，将所述光源的射出光分割为多个照明光束；
快门，选择性地遮挡所述复眼透镜的第一区域或第二区域；
聚光器，将从复眼透镜的第一区域射出的多个第一照明光束重叠来生成第一照明光，并且将从复眼透镜的第二区域射出的多个第二照明光束重叠来生成第二照明光。
显示部，对所述第一照明光进行调制来生成左眼用显示光，对第二照明光进行调制来生成右眼用显示光；
凹面镜，朝向虚像提示板投射上述左眼用显示光和上述右眼用显示光，使由上述虚像提示板反射的上述左眼用显示光朝向眼箱的左侧区域，并上述右眼用显示光朝向上述眼箱的右侧区域；
图像处理部，对显示用图像实施第一失真校正处理来生成左眼用图像，对所述显示用图像实施与所述第一失真校正处理不同的第二失真校正处理来生成右眼用图像；
快门控制部，使上述快门动作，以交替地生成上述第一照明光和上述第二照明光；以及
显示控制部，在生成所述第一照明光时使所述显示部显示所述左眼用图像，在生成所述第二照明光时使所述显示部显示所述右眼用图像。
(第二项)根据第一项所述的平视显示装置，其特征在于，所述快门设置在所述复眼透镜与所述聚光器之间。
(第三项)一种平视显示装置，其特征在于，包括：
光源，包括第一光源和第二光源；
复眼透镜，具有将所述第一光源的射出光分割为多个第一照明光束的第一区域和将所述第二光源的射出光分割为多个第二照明光束的第二区域；
聚光器，将从复眼透镜的第一区域射出的多个第一照明光束重叠来生成第一照明光，并且将从复眼透镜的第二区域射出的多个第二照明光束重叠来生成第二照明光。
显示部，对所述第一照明光进行调制来生成左眼用显示光，对第二照明光进行调制来生成右眼用显示光；
凹面镜，朝向虚像提示板投射上述左眼用显示光和上述右眼用显示光，使由上述虚像提示板反射的上述左眼用显示光朝向眼箱的左侧区域，使上述右眼用显示光朝向上述眼箱的右侧区域；
图像处理部，对显示用图像实施第一失真校正处理，生成左眼用图像，对所述显示用图像实施与所述第一失真校正处理不同的第二失真校正处理，生成右眼用图像；
光源控制部，使所述第一光源和所述第二光源交替点亮，以交替地生成所述第一照明光和所述第二照明光。
显示控制部，在生成所述第一照明光时使所述显示部显示所述左眼用图像，在生成所述第二照明光时使所述显示部显示所述右眼用图像。
(第四项)如第一项至第三项中任一项所述的平视显示装置，其特征在于，所述图像处理部实施所述第一畸变校正处理，以降低因所述左眼用显示光在相对于所述凹面镜的中心向左侧偏移的位置反射而产生的左右非对称的畸变像差，并实施所述第二畸变校正处理，以降低因所述右眼用显示光在相对于所述凹面镜的中心向右侧偏移的位置反射而产生的左右非对称的畸变像差。
(第五项)根据第一项至第四项中任一项所述的平视显示装置，其特征在于，所述聚光器是凸透镜。
(第六项)根据第一项至第四项中任一项所述的平视显示装置，其特征在于，所述聚光器是凹面镜。
产业可用性
根据本发明，能够提高高放大倍率的虚像的视认性。
符号说明
10……平视显示装置，12……照明部，14……显示部，16……凹面镜，18……控制装置，20……光源，24……复眼透镜，24a……第一区域，24b……第二区域，28……快门，30……聚光器，40……显示用图像，40L……左眼用图像，40R……右眼用图像，42……图像处理部，44……快门控制部，46……显示控制部，50……虚像，52……显示光，52L……左眼用显示光，52R……右眼用显示光，56a……第一照明光，56b……第二照明光，72L……左眼，72R……右眼，76……眼框，76L……左侧区域，76R……右侧区域。

Claims (7)

1.一种平视显示装置，其特征在于，包括：
照明部，所述照明部包括：光源；复眼透镜，具有将所述光源的射出光分割为多个第一照明光束的第一区域和将所述光源的射出光分割为多个第二照明光束的第二区域；以及聚光器，将从所述复眼透镜的所述第一区域射出的多个第一照明光束重叠而生成第一照明光，将从所述复眼透镜的所述第二区域射出的多个第二照明光束重叠而生成第二照明光；
显示部，对所述第一照明光进行调制而生成左眼用显示光，对第二照明光进行调制而生成右眼用显示光；
凹面镜，朝向虚像提示板投射所述左眼用显示光和所述右眼用显示光，以使由所述虚像提示板反射的所述左眼用显示光朝向眼眶的左侧区域，并且使所述右眼用显示光朝向所述眼眶的右侧区域；
图像处理部，对显示用图像实施第一畸变校正处理，以生成左眼用图像，对所述显示用图像实施第二畸变校正处理，以生成右眼用图像，所述第一畸变校正处理是在左右方向上的非对称的畸变校正处理，以使得图像的左端处的校正量最大，所述第二畸变校正处理是在左右方向上的非对称畸变校正处理，以使得图像的右端处的校正量最大；
照明控制部，控制所述照明部的动作，以便交替地生成所述第一照明光和所述第二照明光；以及
显示控制部，在生成所述第一照明光时使所述显示部显示所述左眼用图像，并且在生成所述第二照明光时使所述显示部显示所述右眼用图像。
2.如权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，
所述光源具有第一光源和第二光源，
所述复眼透镜的所述第一区域将所述第一光源的射出光分割为所述多个第一照明光束，所述复眼透镜的所述第二区域将所述第二光源的射出光分割为所述多个第二照明光束，
所述照明控制部交替点亮所述第一光源和所述第二光源，以交替地生成所述第一照明光和所述第二照明光。
3.如权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于，
所述照明部还包括快门，所述快门选择性遮挡所述复眼透镜的第一区域或第二区域，
所述照明控制部使所述快门动作，以交替地生成所述第一照明光和所述第二照明光。
4.如权利要求3所述的平视显示装置，其特征在于，
所述快门设置在所述复眼透镜与所述聚光器之间。
5.如权利要求1至4中任一项所述的平视显示装置，其特征在于，
所述图像处理部实施所述第一畸变校正处理，以降低因所述左眼用显示光在相对于所述凹面镜的中心向左侧偏移的位置被反射而产生的左右非对称的畸变像差，并且实施所述第二畸变校正处理，以降低因所述右眼用显示光在相对于所述凹面镜的中心向右侧偏移的位置被反射而产生的左右非对称的畸变像差。
6.如权利要求1至4中任一项所述的平视显示装置，其特征在于，
所述聚光器是凸透镜。
7.如权利要求1至4中任一项所述的平视显示装置，其特征在于，
所述聚光器是凹面镜。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11551342B2 (en) * 2019-04-03 2023-01-10 Pittsburgh Glass Works, Llc Fixture for evaluating heads-up windshields
GB201915455D0 (en) * 2019-10-24 2019-12-11 Cambridge Entpr Ltd Ghost image free head-up display
CN116184686A (zh) * 2022-05-10 2023-05-30 华为技术有限公司 立体显示装置和交通工具

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015087594A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 アルプス電気株式会社 車載用投影装置
WO2017203916A1 (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
WO2018020678A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 マクセル株式会社 投影光学系およびヘッドアップディスプレイ装置
CN207625711U (zh) * 2017-12-25 2018-07-17 广东虚拟现实科技有限公司 视觉显示系统以及头戴显示装置
CN108803033A (zh) * 2018-05-30 2018-11-13 京东方科技集团股份有限公司 畸变校正眼镜、抬头显示设备、系统、校正方法
CN109643018A (zh) * 2016-08-30 2019-04-16 麦克赛尔株式会社 信息显示装置
DE102018218542A1 (de) * 2017-11-02 2019-05-02 Yazaki Corporation Head-up-display-vorrichtung
CN109791284A (zh) * 2016-10-04 2019-05-21 麦克赛尔株式会社 投影光学系统以及平视显示器装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000050316A (ja) * 1998-07-31 2000-02-18 Denso Corp 立体映像表示装置
US10327543B2 (en) * 2007-08-24 2019-06-25 Rehau Ag + Co. Edge trim for pieces of furniture
US8491121B2 (en) * 2007-10-09 2013-07-23 Elbit Systems Of America, Llc Pupil scan apparatus
JP4404146B2 (ja) * 2008-01-17 2010-01-27 パナソニック株式会社 投影型三次元画像再生装置
JP2011064760A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Nippon Seiki Co Ltd 車両用表示装置
DE102009054232A1 (de) * 2009-11-21 2011-05-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Head-up-Display
JP5673607B2 (ja) * 2012-05-30 2015-02-18 株式会社デンソー スクリーン部材及びヘッドアップディスプレイ装置
JP2014010418A (ja) 2012-07-03 2014-01-20 Yazaki Corp 立体表示装置及び立体表示方法
DE102013212667A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Darstellen eines dreidimensionalen Bildes unter Verwendung eines Bildgebers einer Blickfeldanzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug
JP6248473B2 (ja) * 2013-08-28 2017-12-20 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP6263953B2 (ja) * 2013-10-24 2018-01-24 日本精機株式会社 表示装置
JP2015215509A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置、表示方法およびプログラム
US20170299922A1 (en) * 2014-09-24 2017-10-19 Nippon Seiki Co., Ltd. Head-up display device
JP6365174B2 (ja) * 2014-09-24 2018-08-01 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN105404011B (zh) * 2015-12-24 2017-12-12 深圳点石创新科技有限公司 一种抬头显示器的3d图像校正方法以及抬头显示器
KR102629584B1 (ko) * 2016-07-19 2024-01-25 삼성전자주식회사 빔 조향 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015087594A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 アルプス電気株式会社 車載用投影装置
WO2017203916A1 (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
WO2018020678A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 マクセル株式会社 投影光学系およびヘッドアップディスプレイ装置
CN109643018A (zh) * 2016-08-30 2019-04-16 麦克赛尔株式会社 信息显示装置
CN109791284A (zh) * 2016-10-04 2019-05-21 麦克赛尔株式会社 投影光学系统以及平视显示器装置
DE102018218542A1 (de) * 2017-11-02 2019-05-02 Yazaki Corporation Head-up-display-vorrichtung
CN207625711U (zh) * 2017-12-25 2018-07-17 广东虚拟现实科技有限公司 视觉显示系统以及头戴显示装置
CN108803033A (zh) * 2018-05-30 2018-11-13 京东方科技集团股份有限公司 畸变校正眼镜、抬头显示设备、系统、校正方法

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