CN114667475A - 平视显示器以及移动体 - Google Patents

Abstract

提供能显示利用者能在较近的位置视觉辨认的虚像的平视显示器以及移动体。平视显示器具备：显示装置，其构成为显示第1图像，将第1图像的图像光向第1方向射出；第1光学构件，其相对于显示装置而处于第1方向；和第2光学构件，其在第1方向上，处于显示装置与第1光学构件之间。第2光学构件构成为在第1面方向以及第2面方向反射第1图像，构成为在第1光学构件与利用者之间的空间显示第1图像的虚像。

Description

平视显示器以及移动体

技术领域

本公开涉及平视显示器以及移动体。

背景技术

现有技术的平视显示器例如记载于专利文献1。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2009-008722号公报

发明内容

本公开的平视显示器具备：显示装置，其构成为显示第1图像，将所述第1图像的图像光向第1方向射出；第1光学构件，其相对于所述显示装置而处于所述第1方向，和第2光学构件，其在所述第1方向，处于所述显示装置与所述第1光学构件之间。所述第2光学构件构成为在第1面方向以及第2面方向对所述第1图像进行反射，构成为在所述第1光学构件与利用者之间的空间显示所述第1图像的虚像。

本公开的移动体包含平视显示器。所述平视显示器具备：显示装置，其构成为显示第1图像，将所述第1图像的图像光向第1方向射出；第1光学构件，其相对于所述显示装置而处于所述第1方向；和第2光学构件，其在所述第1方向，处于所述显示装置与所述第1光学构件之间。所述第2光学构件构成为在第1面方向以及第2面方向，对所述第1图像进行反射，构成为在所述第1光学构件与利用者之间的空间显示所述第1图像的虚像。

附图说明

本公开的目的、特色以及优点会根据下述的详细的说明和附图而变得明确。

图1是表示搭载于移动体的平视显示器系统的一例的图。

图2是表示显示装置的概略结构的图。

图3是说明第2光学构件的反射特性的图。

图4是说明第2光学构件的截面构造的图。

图5是表示显示面板的示例的图。

图6是表示视差屏障的示例的图。

图7是用于说明虚像与利用者的眼睛的关系的图。

图8是说明显示面板的虚像中的子像素的显示例的图。

图9是说明显示面板的虚像中的子像素的显示例的图。

图10是表示与移动体的速度相应的虚像的位置的变化例的图。

图11是表示与移动体的速度相应的虚像的位置的变化例的图。

具体实施方式

首先，叙述本公开的平视显示器设为基础的结构。

过去以来，例如所述专利文献1记载的那样，己知一种平视显示器，使在利用者的左右眼相互有视差的图像传播，显示视觉辨认为在利用者的视野内有纵深的三维图像的虚像。

在此，平视显示器搭载于车辆，能使车辆的各种信息以及地图信息等显示在利用者的视野内。但在现有的平视显示器中显示的虚像被视觉辨认为位于比挡风玻璃更靠前方。但是，存在在比挡风玻璃更靠跟前的位置显示虚像为好的情况。

因此，着眼于这些方面而做出的本公开所涉及的实施方式提供能显示利用者能在较近的位置视觉辨认的虚像的平视显示器以及移动体。

以下，参考附图来说明本公开的实施方式。另外，以下的说明中所用的附图是示意性的。附图上的尺寸、比率等不一定非要与现实一致。

[平视显示器系统的结构]

如图1所示那样，平视显示器系统100具备检测装置1和本公开的一实施方式所涉及的平视显示器(HUD：Head Up Display)2。平视显示器系统100可以搭载于移动体20。在图1、后述的图7、图10以及图11中，穿过利用者30的左眼311以及右眼31r的直线的方向即眼间方向被表征为u轴方向。利用者30的前后方向被表征为w轴方向。与u轴方向以及w轴方向垂直的高度方向被表征为v轴方向。

本公开中的“移动体”包含车辆、船舶、航空器。本公开中的“车辆”包含汽车以及产业车辆，但并不限于此，也可以包含铁道车辆以及生活车辆、在跑道上行驶的固定翼机。汽车包含乘用车、卡车、巴士、二轮车、以及无轨电车等，但并不限于此，可以包含在道路上行驶的其他车辆。产业车辆包含面向农业以及建设的产业车辆。产业车辆包含叉车以及高尔夫车，但并不限于此。面向农业的产业车辆包含拖拉机、耕耘机、移栽机、捆扎机、联合收割机以及割草机，但并不限于此。面向建设的产业车辆包含推土机、铲土机、铲车、起重车、翻斗车以及压路机，但并不限于此。车辆包含以人力行驶的车辆。另外，车辆的分类并不限于上述。例如，汽车可以包含能在道路上行驶的产业车辆，可以在多个分类中包含相同车辆。本公开中的船舶包含海上喷射器、小船、油轮。本公开中的航空器包含固定翼机、旋翼机。

(检测装置)

平视显示器系统100构成为使用检测装置1来检测利用者30的眼睛31的位置。利用者30的眼睛31包含利用者30的左眼311以及右眼31r。在本申请中，在不特别区别利用者30的左眼311和右眼31r的情况下，将左眼311以及右眼31r汇总记载为眼睛31。检测装置1对HUD2输出检测到的利用者30的眼睛31的位置。在平视显示器系统100搭载于移动体20的情况下，利用者30可以是移动体20的驾驶者。检测装置1可以包含摄像装置或传感器。

在平视显示器系统100搭载于移动体20的情况下，检测装置1可以安装于车内后视镜。检测装置1可以安装于仪表板内的例如汽车仪表盘。检测装置1可以安装于中央面板。检测装置1可以安装于前围板上。检测装置1可以安装于方向盘的支承部。在此，支承部可以配置于方向盘的中心。

在检测装置1包含摄像装置的情况下，摄像装置构成为取得被摄体的像来生成被摄体的图像。摄像装置包含摄像机。摄像装置包含摄像元件。摄像元件例如可以包含CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像元件或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)摄像元件。摄像装置被配置为使得利用者30的脸位于被摄体侧。检测装置1构成为检测利用者30的左眼311以及右眼31r的至少一者的位置。例如，检测装置1可以构成为以给定的位置为原点来检测原点起的眼睛31的位置的位移方向以及位移量。检测装置1可以构成为从摄像装置的拍摄图像检测左眼311以及右眼31r的至少一者的位置。检测装置1可以构成为使用2台以上的摄像装置将左眼311以及右眼31r的至少一者的位置检测为三维空间的坐标。

检测装置1可以不具备摄像机而是与装置外的摄像机连接。检测装置1可以具备构成为输入来自装置外的摄像机的信号的输入端子。装置外的摄像机可以与输入端子直接连接。装置外的摄像机可以经由共享的网络与输入端子间接地连接。不具备摄像机的检测装置1可以具备构成为摄像机输入影像信号的输入端子。不具备摄像机的检测装置1可以构成为从输入到输入端子的影像信号检测左眼31l以及右眼31r的至少一者的位置。

在检测装置1具备传感器的情况下，传感器可以是超声波传感器或光传感器等。检测装置1可以构成为通过传感器检测利用者30的头部的位置、并基于头部的位置来检测左眼311以及右眼31r的至少一者的位置。检测装置1可以构成为通过1个或2个以上的传感器将左眼311以及右眼31r的至少一者的位置检测为三维空间的坐标。

检测装置1可以构成为基于左眼311以及右眼31r的至少一者的位置的检测结果来检测沿着眼球排列方向的左眼311以及右眼31r的移动距离。

检测装置1构成为对HUD2输出表示利用者30的眼睛31的位置的位置信息。检测装置1可以构成为将位置信息经由有线、无线以及CAN(Controller Area Network，控制器局域网)等通信网络输出到HUD2。

(平视显示器)

一实施方式所涉及的HUD2包含第1光学构件4、显示装置5以及第2光学构件14。第1光学构件4和第2光学构件14构成光学系统。HUD2的光学系统可以包含其他光学元件。HUD2的光学系统例如可以包含透镜以及反射器的至少一者。在此，反射器作为一例是反射镜。反射镜可以是凹面镜。例如，可以在后述的视差屏障9与第1光学构件4之间配置透镜。

第1光学构件4构成为使从显示装置5射出的图像光向利用者30的左眼311以及右眼31r反射。例如，移动体20的挡风玻璃可以兼用作第1光学构件4。可以被称作组合器的平视显示器用的板状的构件作为第1光学构件4位于挡风玻璃的内侧。从显示装置5向第1光学构件4射出的图像光在图1的示例中沿着光路PT2行进。利用者30能将沿着光路PT2到达的光视觉辨认为虚像Is。在本实施方式中，第1光学构件4相对于显示装置5被配置于第1方向。在此，第1方向是从显示装置5向光学系统射出图像光的一个方向。在图1的示例中，第1方向是v轴正方向。

第2光学构件14构成为使从显示装置5射出的图像光向利用者30的左眼311以及右眼31r反射。第2光学构件14构成为将图像光在第1面方向进行镜面反射，并将图像光在与第1面方向正交的第2面方向进行回归性反射。关于第2光学构件14的结构的详细之后叙述。从显示装置5向第2光学构件14射出的图像光在图1的示例中沿着光路PT1行进。利用者30能将沿着光路PT1到达的光视觉辨认为虚像Ir。在本实施方式中，第2光学构件14在第1方向上被配置于显示装置5以及第1光学构件4之间。

HUD2的光学系统的配置以及结构决定从显示装置5射出的图像光显示虚像的虚像面的位置。显示装置5构成为显示第1图像以及第2图像。第1图像显示于显示装置5的显示面板8的第1区域8a。此外，第2图像显示于显示装置5的显示面板8的第2区域8b。第1图像的图像光对第2光学构件14射出。第2图像的图像光经由视差屏障9对第1光学构件4射出。第2光学构件14将第1图像的虚像Ir显示在第1光学构件4与利用者30之间的空间。即，第1图像的虚像Ir显示于移动体20的室内空间。第1光学构件4将第2图像镜面反射，并在夹着第1光学构件4而与显示第1图像的虚像Ir的空间相反的空间显示第2图像的虚像Is。即，第2图像的虚像Is从利用者30来看显示于位于第1光学构件4的前方的室外空间。作为一例，能使第1图像的虚像面位于距利用者30的眼睛31为0.3m以上且1.0m以下的范围内。作为一例，能使第2图像的虚像面位于距利用者30的眼睛31为1.0m以上且7.5m以下的范围内。

(显示装置)

如图2所示那样，显示装置5能包含输入部6、照射器7、显示面板8、作为光学元件的视差屏障9、控制器10和存储器11。在此，图2所示的显示面板8与显示第2图像的第2区域8b对应。在显示面板8与显示第1图像的第1区域8a对应的情况下，不配置视差屏障9。关于视差屏障9的详细之后叙述。

输入部6构成为接受通过检测装置1而检测的利用者30的眼睛31的位置信息。输入部6具有遵循与检测装置1之间的通信方式的通信功能。输入部6具备有线及/或无线通信的接口。输入部6能包含与有线通信对应的电连接器以及光连接器等连接器。输入部6能包含与无线通信对应的天线。

照射器7能构成为面照射显示面板8。照射器7可以包含光源、导光板、扩散板、扩散片等。照射器7构成为通过光源出射照射光，通过导光板、扩散板、扩散片等将照射光在显示面板8的面方向均匀化。照射器7能构成为将均匀化的光向显示面板8出射。

显示面板8例如能采用透射型的液晶面板等面板。作为显示面板8，并不限于透射型的液晶面板，能使用有机EL等其他面板。在作为显示面板8而使用了自发光型的面板的情况下，显示装置5也可以不具备照射器7。

控制器10能构成为与平视显示器系统100的各结构要素连接，控制各结构要素。由控制器10控制的结构要素包含检测装置1以及显示面板8。控制器10例如构成为处理器。控制器10可以包含1个以上的处理器。处理器可以包含构成为使特定的程序读入来执行特定的功能的通用的处理器以及对特定的处理特别强化的专用的处理器。专用的处理器可以包含面向特定用途IC(ASIC：Application Specific Integrated Circuit，特定用途集成电路)。处理器可以包含可编程逻辑器件(PLD：Programmable Logic Device)。PLD可以包含FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。控制器10可以是1个或多个处理器共同工作的SoC(System-on-a-Chip，片上系统)以及SiP(System In a Package，系统级封装)的任一者。控制器10可以具备存储部，在存储部中保存各种信息、或用于使平视显示器系统100的各结构要素动作的程序等。存储部例如可以由半导体存储器等构成。存储部可以构成为作为控制器10的工作存储器发挥功能。存储部可以是存储器11的一部分。

存储器11例如由RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)以及ROM(ReadOnly Memory，只读存储器)等任意的存储器件构成。存储器11构成为存储由输入部6接受到的信息以及由控制器10变换的信息等。例如，存储器11构成为存储由输入部6取得的利用者30的眼睛31的位置信息。

[回归性反射构件]

图3是说明第2光学构件14的反射特性的图。图4是说明第2光学构件14的截面构造的图。在本实施方式中，第2光学构件14具有长方体形状。在图3、图4以及图1中，r轴方向与第2光学构件14的厚度方向对应。p轴方向是与第2光学构件14的厚度方向垂直的一个方向，与第2光学构件14的宽度方向对应。q轴方向是与r轴方向以及p轴方向垂直的方向，与第2光学构件14的高度方向对应。第2光学构件14的主面是与厚度方向垂直的pq面。q轴方向可以称作第1面方向。p轴方向可以称作第2面方向。在此，主面是面积最大的面。

第2光学构件14具备平面状的第1光反射部143和并排配置的多个板状构件140。多个板状构件140分别具有透明基板141和第2光反射部142。

第1光反射部143被多个板状构件140覆盖。第1光反射部143例如由铝或多层膜等金属膜构成。金属膜能通过蒸镀或溅射等手法形成。透明基板141例如由透明的玻璃或树脂构成，在q轴方向形成为长条状。第2光反射部142在透明基板141中的与p轴方向垂直的面，通过铝或多层膜等金属膜的蒸镀而形成为平面状。如图4所示那样，第1光反射部143以及第2光反射部142被配置为形成直角，从而能形成转角镜。多个板状构件140被配置为使得第2光反射部142在p轴方向以给定间隔平行地并排。在此，多个板状构件140以及第1光反射部143例如可以通过环氧树脂等粘接剂粘接。

第2光学构件14在第1面方向，通过第1光反射部143来反射入射光。即，第2光学构件14在第1面方向进行镜面反射。如图4所示那样，第2光学构件14在第2面方向，通过形成转角镜的第1光反射部143和第2光反射部142来将入射光向入射方向反射。即，第2光学构件14在第2面方向进行回归性反射。为此，如图3所示那样，从显示面板8的第1区域8a中的图像Pd射出的图像光在从显示面板8向第1面方向离开的空中成像为图像Pi。图像Pd与第1图像对应。图像Pi与虚像Ir对应。

如此地，本实施方式所涉及的HUD2通过具备第2光学构件14，能在较近的位置显示利用者30能视觉辨认的虚像Ir。虚像Ir能和第2图像的虚像Is一起显示。利用者30能针对显示于较近的位置的虚像Ir，视觉辨认细节部分。虚像Ir例如可以是速度计、燃料计或行驶距离显示等这样的表示移动体20的状态的显示。

在此，控制器10构成为能基于利用者30的眼睛31的位置，变更显示面板8上的第1图像所被显示的区域。即，控制器10构成为根据利用者30的眼睛31的位置信息来变更第1图像的虚像Ir所被显示的位置。控制器10可以构成为根据利用者30的眼睛31的位置信息来变更显示第1图像的虚像Ir的下限位置。下限位置可以确定为驾驶移动体20的利用者30在不将视线从前方移走的情况下能够视觉辨认虚像Ir的整体。在此，下方在图1的示例中是v轴负方向。

此外，第1光学构件14可以取代前述的回归性反射构件而使用折射型反射构件。作为折射型反射构件，例如，可以具有通过各自使同数的棒状的长方体构件并列紧贴而形成的2个片部。长方体构件是纵长构件，包含与纵长方向垂直的方向即横短方向的四边形的截面的一边为几百μm到几cm前后的透明的丙烯酸树脂等塑料或玻璃棒，在纵长方向上延伸的4个面当中3个面使用于光的透射或反射中，因此能光滑地形成。2个片构件分别可以包含100根～20000根左右的长方体构件。在长方体构件的纵长方向上延伸的1面，通过将铝或银等进行蒸镀等，来形成光反射膜。

使与这样的长方体构件中形成了1个光吸收膜面的面相反的一侧的面、和另一长方体构件的光反射膜面紧贴，来形成片部。在使任意一者相对于另一者旋转90°旋转的状态下使其贴合以使得2个片部交叉，形成反射型面对称成像元件的、构成一个片部的各长方体构件和构成另一个片部的各长方体构件交叉的部分构成微小镜组件(单位光学元件)，由各微小镜组件的集合构成的光反射膜面是第1光反射面，另一个片部的各微小镜组件的集合即光反射膜面是第2光反射面。可以是如下的折射型反射构件，即，在与形成有光反射面的面相反的一侧的面形成金属膜，将长方体构件彼此通过锡焊或钎焊等接合而构成。

[视差图像]

如图5所示那样，显示面板8在面状地形成的有源区域A上具有多个划分区域。第2区域8b的有源区域A构成为显示视差图像。视差图像包含后述的左眼图像和相对于左眼图像有视差的右眼图像。多个划分区域各自在图5的示例中是在x轴方向以及与x轴方向正交的y轴方向被划分的区域。x轴方向可以称作水平方向。y轴方向可以称作铅垂方向。与x轴方向以及y轴方向正交的z轴方向可以称作纵深方向。

1个子像素与多个划分区域分别对应。有源区域A具备沿着水平方向以及铅垂方向格子状排列的多个子像素。

各子像素与R(Red)、G(Green)、B(Blue)的任一颜色对应，能将R、G、B这3个子像素作为一组来构成1像素。1像素能称作1个像素。水平方向例如是构成1像素的多个子像素所并排的方向。铅垂方向例如是相同颜色的多个子像素所并排的方向。

在第2区域8b的有源区域A中排列的多个子像素通过控制器10的控制而构成多个子像素组Pg。多个子像素组Pg在水平方向重复排列。多个子像素组Pg能在铅垂方向相同的位置排列，也能错开排列。例如，多个子像素组Pg能在铅垂方向上，在水平方向上错开1子像素的位置相邻重复排列。多个子像素组Pg包含给定的行以及列的多个子像素。具体地，多个子像素组Pg包含在铅垂方向连续排列b行、在水平方向连续排列2×n列的(2×n×b)个子像素P1～PN(N＝2×n×b)。在图5所示的示例中，n＝6、b＝1。在有源区域A配置多个子像素组Pg，该多个子像素组Pg包含在铅垂方向连续排列1个、在水平方向连续排列12个的12个子像素P1～P12的。在图5所示的示例中，对一部分子像素组Pg标注符号。

多个子像素组Pg是控制器10进行用于显示图像的控制的最小单位。多个子像素组Pg中包含的各子像素以识别信息P1～PN(N＝2×n×b)识别。全部子像素组Pg的具有相同识别信息的多个子像素P1～PN(N＝2×n×b)构成为被控制器10同时控制。例如，控制器10能在将使子像素P1显示的图像从左眼图像切换成右眼图像的情况下，将使全部子像素组Pg中的多个子像素P1显示的图像从左眼图像同时切换成右眼图像。

视差屏障9如图2所示那样，由沿着有源区域A的平面形成，从有源区域A离开间隙g。视差屏障9可以相对于显示面板8位于照射器7的相反侧。视差屏障9可以位于显示面板8的照射器7侧。

视差屏障9如图6所示那样，通过按每个在面内的给定方向上伸长的多个带状区域即透光区域91，规定从多个子像素射出的图像光的传播方向，来规定视差图像的可视区域。具体地，视差屏障9具有使图像光减光的多个减光区域92。多个减光区域92在相互相邻的2个减光区域92之间划定透光区域91。多个透光区域91与多个减光区域92相比，光透射率更高。多个透光区域91的光透射率能够设为多个减光区域92的光透射率的10倍以上，适合地设为100倍以上，更适合地设为1000倍以上。多个减光区域92与多个透光区域91相比，光透射率更低。多个减光区域92可以将图像光遮光。

多个透光区域91和多个减光区域92在沿着有源区域A的给定方向延伸，在与给定方向正交的方向重复交替排列。给定方向例如是在从纵深方向来看显示面板8和视差屏障9时、沿着1个子像素的对角线的方向。给定方向例如能设为在从纵深方向来看显示面板8和视差屏障9时、在x轴方向上横穿s个子像素的期间在y轴方向上横穿t个子像素的方向(s、t是互素的正整数)。给定方向可以设为y轴方向。给定方向是与多个子像素组Pg所排列的方向对应的方向。例如，在图5的示例中，多个子像素组Pg在y轴方向上错开1行并在x轴方向上错开1列，因此s＝1、t＝1。

视差屏障9可以由膜或板状构件构成。在该情况下，多个减光区域92由该膜或板状构件构成。多个透光区域91可以是设于膜或板状构件的开口部。膜可以由树脂构成，也可以由其他材料构成。板状构件可以由树脂或金属等构成，也可以由其他材料构成。视差屏障9并不限于膜或板状构件，也可以由其他种类的构件构成。视差屏障9可以由具有遮光性的基材构成。视差屏障9可以由含有具有遮光性的添加物的基材构成。在视差屏障9由膜或板状构件构成的情况下，视差图像的图像光的传播方向的规定不动态地变更。即，构成无源方式的视差屏障9。

视差屏障9还能由光学面板构成。光学面板作为一例是液晶光阀。液晶光阀能根据所施加的电压来控制光的透射率。液晶光阀由多个像素构成，可以控制各像素中的光的透射率。基于液晶光阀的多个透光区域91以及多个减光区域92成为与液晶光阀的多个像素的配置对应的区域。在视差屏障9由液晶光阀构成的情况下，多个透光区域91与多个减光区域92的边界能成为与多个像素的形状对应的阶梯状。在视差屏障9由液晶光阀构成的情况下，例如能通过控制器10的控制来动态地变更视差图像的图像光的传播方向的规定。即，能构成有源方式的视差屏障9。在视差屏障9由液晶光阀构成的情况下，不动态地变更视差图像的图像光的传播方向的规定。即，能构成无源方式的视差屏障9。

从第2区域8b的有源区域A射出的图像光的一部分透射多个透光区域91，到达第1光学构件4。到达第1光学构件4的图像光在第1光学构件4反射而到达利用者30的眼睛31。由此，利用者30的眼睛31能在第1光学构件4的前方识别显示于有源区域A的图像的虚像即第1虚像V1。将显示第1虚像V1的面称作虚像面Sv。在本申请中，前方是从利用者30来看第1光学构件4的方向。前方是移动体20通常移动的方向。如图7所示那样，利用者30识别图像，就好像视差屏障9的虚像即第2虚像V2规定了来自第1虚像V1的图像光的方向那样。

如此地，利用者30识别图像，就好像是经由第2虚像V2来视觉辨认第1虚像V1那样。实际上，视差屏障9的虚像即第2虚像V2不被视觉辨认。但是，以后，说明为第2虚像V2看上去位于形成视差屏障9的虚像的位置，视作规定来自第1虚像V1的图像光，来进行说明。以后，将通过传播到利用者30的眼睛31的位置的图像光而利用者30能够视觉辨认的第1虚像V1内的区域称作可视区域Va。将通过传播到利用者30的左眼311的位置的图像光而能利用者30能够视觉辨认的第1虚像V1内的区域称作左可视区域VaL。将通过传播到利用者30的右眼31r的位置的图像光而利用者30能够视觉辨认的第1虚像V1内的区域称作右可视区域VaR。

虚像屏障间距VBp以及虚像间隙Vg被规定为使得利用了适当视距Vd的如下的式(1)以及式(2)成立。

E：Vd＝(n×VHp)：Vg...式(1)

Vd：VBp＝(Vdv+Vg)：(2×n×VHp)...式(2)

虚像屏障间距VBp是作为第2虚像V2显示的多个减光区域92的与u轴方向对应的方向的配置间隔。虚像间隙Vg是第2虚像V2与第1虚像V1之间的距离。适当视距Vd是从检测装置1取得的位置信息所示的利用者30的左眼311以及右眼31r各自的位置与视差屏障9的虚像V2之间的距离。眼间距离E是左眼311与右眼31r之间的距离。眼间距离E例如可以是通过产业技术综合研究所的研究算出的值的61.1mm～64.4mm。VHp是多个子像素的虚像的水平方向的长度。VHp是第1虚像V1中的多个子像素的虚像的与x轴方向对应的方向的长度。

图7所示的左可视区域VaL如上述那样，是通过透射视差屏障9的多个透光区域91的图像光到达利用者30的左眼311，从而利用者30的左眼31l视觉辨认的虚像面Sv的区域。右可视区域VaR如上述那样，是通过透射视差屏障9的多个透光区域91的图像光到达利用者30的右眼31r，从而利用者30的右眼31r视觉辨认的虚像面Sv的区域。

作为一例，在图8示出在视差屏障9的开口率为50％的情况下，从利用者30的左眼311以及右眼31r看到的第1虚像V1的多个子像素的配置。在开口率为50％时，视差屏障9的多个透光区域91和多个减光区域92具有相等的x轴方向的宽度。在图8中，一点划线表示视差屏障9的多个透光区域91与多个减光区域92的边界的虚像。能从左眼311视觉辨认的左可视区域VaL以及能从右眼31r视觉辨认的右可视区域VaR分别是位于两点划线之间的在与x以及y方向倾斜方向上延伸的区域。右可视区域VaR不能从左眼311看到。左可视区域VaL不能从右眼31r看到。

在图8的示例中，在左可视区域VaL包含在有源区域A中排列的多个子像素P2到P5的整体和多个子像素P1以及P6的大部分的虚像。利用者30的左眼311难以视觉辨认在有源区域A中排列的多个子像素P7到P12的虚像。在右可视区域VaR包含在有源区域A中排列的多个子像素P8到P11的整体和多个子像素P7以及P12的大部分的虚像。利用者30的右眼31r难以视觉辨认在有源区域A中排列的多个子像素P1到P6的虚像。控制器10能在多个子像素P1到P6显示左眼图像。控制器10能在多个子像素P7到P12显示右眼图像。由此，利用者30的左眼311主要视觉辨认左可视区域VaL的左眼图像的虚像，右眼31r主要视觉辨认右可视区域VaR的右眼图像的虚像。如上述那样，右眼图像以及左眼图像是相互有视差的视差图像。为此，利用者30能将右眼图像以及左眼图像视觉辨认为三维图像。

控制器10构成为使显示面板8显示相互有视差的右眼图像以及左眼图像。控制器10构成为能基于利用者30的眼睛31的位置来变更显示面板8上的左眼图像所被显示的区域和右眼图像所被显示的区域。控制器10构成为在右眼图像与左眼图像之间切换控制显示面板8的各子像素所显示的图像。

如上述那样，控制器10能在能从利用者30的眼睛31看到的第1虚像V1的左可视区域VaL位于图8的位置时，使多个子像素P1到P6显示左眼图像。控制器10能在能从利用者30的眼睛31看到的第1虚像V1的右可视区域VaR位于图8的位置时，使多个子像素P7到P12显示右眼图像。另外，在其他实施方式中，控制器10能使多个子像素P2到P5显示左眼图像，使多个子像素P8到P11显示右眼图像，使其他多个子像素P1、P6、P7以及P12进行具有0的亮度值的黑显示。在该情况下，能特别减少串扰的产生。

若利用者30的眼睛31的位置发生变化，则能从利用者30的左眼311以及右眼31r视觉辨认虚像的多个子像素P1到P12的范围发生变化。控制器10构成为根据由输入部6取得的利用者30的眼睛31的位置来从各个子像素组Pg的多个子像素P1到P12中决定显示左眼图像的多个子像素和显示右眼图像的多个子像素。控制器10构成为使决定为显示左眼图像的多个子像素显示左眼图像。控制器10构成为使决定为显示右眼图像的多个子像素显示右眼图像。

例如，如图8所示那样，在观察第1虚像V1的状态下、利用者30的眼睛相对向左移动的情况下，视差屏障9的虚像即第2虚像V2向右移动。例如，在从利用者30来看的视差屏障9的多个透光区域91与多个减光区域92的边界的虚像如图9那样向右移动的情况下，左可视区域VaL以及右可视区域VaR也向右移动。在图9的情况下，在左可视区域VaL中包含多个子像素P3到P6的整体和子像素P2以及P7的大部分。在右可视区域VaR中包含多个子像素P9到P12的全部和多个子像素P8以及P1的大部分。为此，控制器10能使显示面板8的多个子像素P2到P7显示左眼图像。控制器10能使显示面板8的多个子像素P1以及P8到P12显示右眼图像。

控制器10构成为控制显示面板8，以使得将左眼图像和右眼图像在利用者30的视野内显示为三维图像。控制器10使控制器10显示以使得左眼图像和右眼图像中包含的显示对象的立体物的图像具有所期望的视差。控制器10可以使显示面板8显示预先存储于存储器11的具有视差的图像。控制器10可以根据实时地三维图像中要显示的立体物的距离来计算视差，生成显示于显示面板8的左眼图像以及右眼图像。

关于本公开所涉及的实施方式，基于各附图以及实施例进行了说明，但希望注意的是，只要是本领域技术人员，就容易基于本公开进行种种变形或修正。因此，希望留意的是，这些变形或修正也包含于本公开的范围。例如，各结构部中所含的功能能够再配置为逻辑上没有矛盾，能将多个结构部组合成1个，或进行分割。本公开所涉及的实施方式还能作为由装置所具备的处理器执行的方法、程序或记录程序的存储介质实现。希望理解的是，在本公开的范围中包含这些。

在本公开中，“第1”以及“第2”等的记载是用于区别该结构的识别符。以本公开中的“第1”以及“第2”等的记载区别的结构能交换该结构中的编号。例如，第1图像能和第2图像交换作为识别符的“第1”和“第2”。识别符的交换同时进行。在识别符的交换后也区别该结构。也可以删除识别符。删除了识别符的结构以符号区别。不得仅基于本公开中的“第1”以及“第2”等识别符的记载进行该结构的顺序的解释、利用在存在小的编号的识别符的根据中。

在本公开中，x轴方向、y轴方向以及z轴方向是为了说明的方便而设的方向，可以相互替换。本公开所涉及的结构使用以x轴方向、y轴方向以及z轴方向为各轴的正交坐标系进行了说明。本公开所涉及的各结构的位置关系并不限定于处于正交关系。关于u轴方向、v轴方向以及w轴方向也同样。关于p轴方向、q轴方向以及r轴方向也同样。

例如在上述实施方式中，规定图像光的传播方向的光学元件是视差屏障9。但光学元件并不限于此。作为光学元件，还能是使用双凸透镜的结构。

例如，显示于移动体20的室内空间的虚像Ir可以是立体物的图像。这时，与第2图像分开地设置配合第1图像的光学系统的视差屏障等。即，控制器10能使第1图像以及第2图像的至少一者作为视差图像显示。然后，关于视差图像，能配合光学系统来设置能规定图像光的传播方向的视差屏障9。

例如，输入部6可以构成为能被输入与利用者30的眼睛31的位置信息不同的信息。这时，控制器10可以根据位置信息以及与位置信息不同的信息来变更第2图像的虚像Is所被显示的位置。与位置信息不同的信息作为一例是移动体20的速度。

图10以及图11是表示与移动体20的速度相应的虚像Is的变化例的图。图10表示从以第1速度驾驶移动体20的利用者30看到的虚像Ir以及虚像Is的位置关系。利用者30一边在室内空间看着虚像Ir一边看着位于比挡风玻璃更前方的虚像Is。第1速度例如是时速30km。图11表示从以比第1速度快的速度驾驶移动体20的利用者30看到的虚像Ir以及虚像Is的位置关系。若移动体20的速度变快，进行驾驶的利用者30的视线会看行进方向的更远方。即，利用者30的视线随着移动体20的速度变快而向上方移动。

如图11所示那样，移动体20的速度越快，控制器10将显示第2图像的虚像Is的位置越向从利用者30来看的上方变更，以使得在利用者30的视线的前方持续显示第2图像的虚像Is。移动体20的速度越慢，控制器10将显示第2图像的虚像Is的位置越向从利用者30来看的下方变更。具体地，控制器10通过调整显示于显示面板8的第2图像的左眼图像以及右眼图像来将显示虚像Is的位置向上方或下方变更。在此，在图10、图11以及图1的示例中，上方是v轴正方向。下方是v轴负方向。如此地，通过控制器10根据移动体20的速度来变更第2图像的虚像Is所被显示的位置，利用者30不用大幅挪动视线就能在视线的前方持续视觉辨认虚像Is。

在此，控制器10可以在移动体20的速度发生变化的情况下，不变更第1图像的虚像Ir所被显示的位置，而是变更第2图像的虚像Is所被显示的位置。第1图像的虚像Ir在利用者30附近被较大地显示。为此，即使由于移动体20的速度的变化而利用者30的视线挪动，多数情况下也可持续视觉辨认虚像Ir。通过在移动体20的速度发生变化的情况下不变更第1图像的虚像Ir所被显示的位置，控制器10能减轻运算处理的负担。

根据本公开的实施方式，能提供能显示利用者能在较近的位置视觉辨认的虚像的平视显示器以及移动体。

本公开能不脱离其精神或主要的特征地以其他各种形态实施。因此，前述的实施方式在所有的方面上都只是单纯的例示，本发明的范围在权利要求书示出，并不受说明书正文的任何约束。进而，属于权利要求书的变形、变更全都是本发明的范围内。

符号说明

1 检测装置

2 平视显示器(HUD)

4 第1光学构件

5 显示装置

6 输入部

7 照射器

8 显示面板

9 视差屏障

10 控制器

11 存储器

14 第2光学构件

140 板状构件

141 透明基板

142 第2光反射部

143 第1光反射部

20 移动体

30 利用者

31 眼睛

311 左眼

31r 右眼

91 透光区域

92 减光区域

100 平视显示器系统

A 有源区域

Ir 虚像

Is 虚像

Sv 虚像面

V1 第1虚像

V2 第2虚像

VaL 左可视区域

VaR 右可视区域。

Claims (15)

1.一种平视显示器，具备：

显示装置，其构成为显示第1图像，将所述第1图像的图像光向第1方向射出；

第1光学构件，其相对于所述显示装置而处于所述第1方向；和

第2光学构件，其在所述第1方向，处于所述显示装置与所述第1光学构件之间，

所述第2光学构件构成为在第1面方向以及第2面方向反射所述第1图像，

所述第2光学构件构成为在所述第1光学构件与利用者之间的空间显示所述第1图像的虚像。

2.根据权利要求1所述的平视显示器，其中，

所述第2光学构件构成为在第1面方向对所述第1图像进行镜面反射，并且在第2面方向对所述第1图像进行回归性反射。

3.根据权利要求1所述的平视显示器，其中，

所述第2光学构件构成为在第1面方向对所述第1图像进行镜面反射，并且在第2面方向对所述第1图像进行折射反射。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的平视显示器，其中，

所述平视显示器具备：

输入部，其构成为能输入所述利用者的眼睛的位置作为位置信息；和

控制器，其构成为根据所述位置信息来变更所述第1图像的虚像所被显示的位置。

5.根据权利要求4所述的平视显示器，其中，

所述控制器构成为根据所述位置信息来变更所述第1图像的虚像所被显示的下限位置。

6.根据权利要求4或5所述的平视显示器，其中，

所述显示装置构成为显示第2图像，将所述第2图像的图像光向所述第1方向射出，

所述第1光学构件构成为对所述第2图像进行镜面反射，

所述第1光学构件构成为在夹着所述第1光学构件而在与所述第1图像的虚像所被显示的空间相反的空间显示所述第2图像的虚像。

7.根据权利要求6所述的平视显示器，其中，

所述输入部构成为能输入所述利用者所驾驶的移动体的速度，

所述控制器根据所述速度来变更所述第2图像的虚像所被显示的位置。

8.根据权利要求7所述的平视显示器，其中，

所述速度越快，所述控制器越将所述第2图像的虚像所被显示的位置向从利用者来看的上方变更。

9.根据权利要求7或8所述的平视显示器，其中，

所述速度越慢，所述控制器越将所述第2图像的虚像所被显示的位置向从利用者来看的下方变更。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的平视显示器，其中，

在所述速度变化的情况下，所述控制器不变更所述第1图像的虚像所被显示的位置，

在所述速度变化的情况下，所述控制器变更所述第2图像的虚像所被显示的位置。

11.根据权利要求7～10中任一项所述的平视显示器，其中，

所述控制器根据所述速度以及所述位置信息来变更所述第2图像的虚像所被显示的位置。

12.根据权利要求6～11中任一项所述的平视显示器，其中，

所述显示装置构成为将所述第1图像以及所述第2图像的至少一者显示为视差图像，

所述平视显示器包含光学面板，所述光学面板通过规定所述视差图像的图像光的传播方向来规定所述视差图像的可视区域。

13.根据权利要求12所述的平视显示器，其中，

所述光学面板是有源方式。

14.根据权利要求12所述的平视显示器，其中，

所述光学面板是无源方式。

15.一种移动体，包含平视显示器，

所述平视显示器具备：

显示装置，其构成为显示第1图像，将所述第1图像的图像光向第1方向射出；

第1光学构件，其相对于所述显示装置而处于所述第1方向；和

第2光学构件，其在所述第1方向，处于所述显示装置与所述第1光学构件之间，

所述第2光学构件构成为在第1面方向对所述第1图像进行镜面反射，并且在第2面方向对所述第1图像进行回归性反射，所述第2光学构件构成为在所述第1光学构件与利用者之间的空间显示所述第1图像的虚像。

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