CN114728586A - 平视显示器系统以及移动体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种平视显示器系统以及移动体。平视显示器系统具备：第1投影模块，构成为投影第1图像，在不与利用者正对的前方方向上显示第1图像；第2投影模块，构成为投影第2图像，在与利用者正对的前方方向上显示第2图像；和反射光学元件，构成为至少部分地反射第1图像以及第2图像。

Description

平视显示器系统以及移动体

技术领域

本公开涉及平视显示器系统以及移动体。

背景技术

在专利文献1中记载了现有技术的一例。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-008722号公报

发明内容

本公开的一实施方式涉及的平视显示器系统，具备：第1投影模块，构成为投影第1图像，在不与利用者正对的前方方向上显示所述第1图像；第2投影模块，构成为投影第2图像，在与所述利用者正对的所述前方方向上显示所述第2图像；和反射光学元件，构成为至少部分地反射所述第1图像以及所述第2图像。

本公开的一实施方式涉及的移动体具备平视显示器系统。所述平视显示器系统具备：第1投影模块，构成为投影第1图像，在不与利用者正对的前方方向上显示所述第1图像；第2投影模块，构成为投影第2图像，在与所述利用者正对的所述前方方向上显示所述第2图像；和反射光学元件，构成为至少部分地反射所述第1图像以及所述第2图像。

附图说明

本公开的目的、特征以及优点根据下述的详细说明和附图变得更明确。

图1是示出搭载于移动体的平视显示器系统的一例的概略结构图。

图2是示出由图1的平视显示器进行显示的一例的图。

图3是示出从进深方向对图1所示的显示面板进行了观察的例子的图。

图4是示出从进深方向对图1所示的视差光学元件进行了观察的例子的图。

图5是用于说明图1所示的虚像和利用者的眼睛的关系的图。

图6是示出显示面板的虚像中的从左眼能够视觉辨认的区域的图。

图7是示出显示面板的虚像中的从右眼能够视觉辨认的区域的图。

图8是说明与利用者的眼睛的位置的变化相伴的视差光学元件的切换的图。

具体实施方式

作为成为本公开的平视显示器的基础的结构的平视显示器，已知有如下的平视显示器系统，即，使利用者的左右眼相互具有视差的图像传播，投影被视觉辨认为在利用者的视野内具有进深的三维图像的虚像。

平视显示器系统例如搭载于移动体而被利用。不过，现有的用途限定于例如导航等。

因此，着眼于上述方面而完成的本公开的目的在于，提供一种使显示内容多样化的平视显示器系统以及移动体。

以下，参照附图来说明本公开的实施方式。在以下的说明中使用的附图是示意性的。附图上的尺寸比率等未必与实际上的一致。

(平视显示器系统)

如图1所示，本公开的一实施方式涉及的平视显示器系统1具备第1投影模块2、第2投影模块3、反射光学元件4、麦克风、摄像机83和控制器5。在本实施方式中，麦克风包含第1麦克风81以及第2麦克风82。麦克风并不限定于包含多个麦克风的结构，例如能够仅由检测利用者30的声音的第1麦克风81构成。

以下，平视显示器系统1被表记为HUD(Head Up Display)系统1。HUD系统1也可以搭载于移动体20。搭载于移动体20的HUD系统1对搭乘于移动体20的利用者30显示图像。第1投影模块2所投影的图像称为第1图像。第2投影模块3所投影的图像称为第2图像。

在示出搭载于移动体20的HUD系统1的图1中，穿过利用者30的左眼31l以及右眼31r的直线的方向即眼间方向被表示为x轴方向。利用者30的前后方向被表示为z轴方向。与x轴方向以及z轴方向垂直的高度方向被表示为y轴方向。

本公开中的“移动体”包含车辆、船舶以及航空器。本公开中的“车辆”包含汽车以及工业车辆，但并不限于此，也可以包含铁路车辆以及生活车辆、在滑行路上行驶的固定翼机。汽车包含乘用车、卡车、公共汽车、两轮车、以及无轨电车等，但并不限于此，也可以包含在道路上行驶的其他车辆。工业车辆包含面向农业以及建筑的工业车辆。工业车辆包含叉车以及高尔夫车，但并不限于此。面向农业的工业车辆包含拖拉机、中耕机、移栽机、收割扎束机、联合收割机以及割草机，但并不限于此。面向建筑的工业车辆包含推土机、铲运机、挖掘机、起重机、自卸车以及压路机，但并不限于此。车辆包含靠人力行驶的车辆。车辆的分类并不限于上述。例如，汽车可以包含能够在道路上行驶的工业车辆，同一车辆也可以包含在多个分类中。本公开中的船舶包含船用喷气机、船只以及油轮。本公开中的航空器包含固定翼机以及旋转翼机。

(第1投影模块)

第1投影模块2具备第1显示面板6。第1显示面板6是构成为投影显示于第1显示面板6的图像的装置。第1显示面板6能够采用液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)、有机EL(Electro-Luminescence，电致发光)显示器、无机EL显示器、等离子显示器(PDP：Plasma Display Panel)、场发射显示器(FED：Field Emission Display)、电泳显示器、扭球显示器等各种平板面板显示器。

在本实施方式中，如图1所示，第1显示面板6构成为将图像光呈直线地朝向反射光学元件4投光。由反射光学元件4反射的图像光入射到利用者30的左眼31l以及右眼31r。由此，利用者30对由反射光学元件4反射的第1显示面板6的虚像V1进行视觉辨认。

第1投影模块2也可以进一步具有能够搭载第1显示面板6的工作台7。工作台7构成为能够相对于反射光学元件4来移动第1显示面板6的位置或者朝向。由此，第1投影模块2能够变更向反射光学元件4投光第1图像的位置。第1显示面板6也可以设置在移动体20的仪表板的表面。

(第2投影模块)

第2投影模块3具备显示装置8和光学系统9。显示装置8包含照射器10和第2显示面板11。第2投影模块3是构成为投影显示于第2显示面板11的图像的装置。

显示装置8射出显示于第2显示面板11的第2图像的图像光。在第2投影模块3构成为能够对利用者30投影被视觉辨认为三维图像的视差图像的情况下，显示装置8也可以进一步包含视差光学元件12。在第2投影模块3对利用者30仅投影被视觉辨认为二维图像的图像的情况下，也可以不包含视差光学元件12。对于第2投影模块3能够显示视差图像的情况下的结构，将在后面详细地说明。

光学系统9使在显示装置8出射的第2图像的图像光朝向反射光学元件4传播。光学系统9也可以具有给定的正折射率。通过光学系统9具有正折射率，由此第2显示面板11的第2图像被投影为在利用者30的视野内位于比反射光学元件4远的位置的放大虚像。光学系统9也可以包含镜子。光学系统9包含的镜子也可以为凹面镜。

照射器10构成为呈面状照射第2显示面板11。照射器10也可以包含光源、导光板、扩散板、扩散片等。照射器10构成为在第2显示面板11的面方向上将由光源照射的照射光均匀化。照射器10能够通过导光板、扩散板、扩散片等大致均匀化照射光。照射器10能够构成为将被均匀化的光朝向第2显示面板11的方向出射。

第2显示面板11例如能够采用透射型的液晶显示面板等显示面板。作为第2显示面板11，并不限于透射型的液晶面板，能够使用自发光型的显示面板。自发光型的显示面板能够使用有机EL、无机EL等。在作为第2显示面板11而使用了自发光型的显示面板的情况下，显示装置8也可以不具备照射器10。

第2投影模块3也可以构成为能够进一步变更光学系统9的至少一部分的构成要素的位置以及朝向中的至少任一者。第2投影模块3为使光学系统9的至少一部分的构成要素的位置以及朝向变更，可以具有驱动部17。驱动部17例如也可以构成为包含步进电机等。例如，驱动部17可构成为能够变更光学系统9包含的镜子的倾斜度。驱动部17也可以由控制器5控制。驱动部17构成为能够变更第2投影模块3向反射光学元件4投光第2图像的位置。

HUD系统1也可以在第1投影模块2以及第2投影模块3与反射光学元件4之间具备用于对第1投影模块2以及第2投影模块3进行保护的玻璃盖片18。玻璃盖片18能够采用平板状的玻璃或者弯曲的板状的玻璃。第1投影模块2和第2投影模块3也可以构成为在玻璃盖片18的部分，第1图像和第2图像各自的图像光的光路至少部分地重叠。通过这样构成，从而能够使玻璃盖片18小型，因此HUD系统1整体能够构成为小型。

(反射光学元件)

反射光学元件4是构成为至少部分地反射图像的构件。在本实施方式中，由反射光学元件4反射的图像包含第1图像和第2图像。

反射光学元件4构成为：使从第1投影模块2射出的第1图像的图像光以及从第2投影模块3射出的第2图像的图像光朝向利用者30的视域32反射。搭载于作为车辆的移动体20的HUD系统1也可以将车辆的挡风玻璃兼用作反射光学元件4。

在第1投影模块2以及第2投影模块3的工作状态下，如图2所示，反射光学元件4构成为在利用者30的视场内显示第1图像51以及第2图像52。

第1图像51显示于第1图像显示区域53上。第1图像显示区域53是能够投光显示于第1显示面板6的图像的、反射光学元件4上的区域。在本实施方式中，第1图像51显示在不与利用者30正对的前方方向上。在此，前方方向是移动体20进行通常移动的方向，对应于z轴正方向。在图2的例子中，第1图像51显示在比正在驾驶移动体20的利用者30所注视的正面的视域更靠右方。第1图像51的显示位置并不限定于右方，能够显示在如不妨碍正在驾驶的利用者30的视域的位置。

第2图像52显示在第2图像显示区域54上。第2图像显示区域54是能够投光显示于第2显示面板11的图像的、反射光学元件4上的区域。第2图像52显示在与利用者30正对的前方方向上。第1图像显示区域53和第2图像显示区域54还能够有一部分重复或者相邻，但优选位于彼此分开的位置。

第1投影模块2以及第2投影模块3也可以分别构成为能够变更第1显示面板6上的显示第1图像的位置以及第2显示面板11上的显示第2图像的位置。通过变更第1显示面板6上的显示第1图像的位置以及第2显示面板11上的显示第2图像的位置，从而第1图像显示区域53内的第1图像51以及第2图像显示区域54内的第2图像52的显示位置分别变化。

如图2所示，反射光学元件4也可以包含第1反射区域4a，构成为反射所入射的光的一部分并透射另一部分。第1投影模块2也可以构成为向第1反射区域4a投光第1图像51的至少一部分。第2投影模块3也可以构成为向第1反射区域4a投光第2图像的全部。由此，第1图像51的与第1反射区域4a重叠的部分以及第2图像、和反射光学元件4的与利用者30相反侧的背景相互重叠，从而显示在利用者30的视场内。

反射光学元件4也可以包含第2反射区域4b，构成为反射所入射的光的一部分并实质性地遮光另一部分。由此，投光到第2反射区域4b的第1图像以及第2图像不会和反射光学元件4的与利用者30相反侧的背景重叠，能够在利用者30的视野内显示为清晰的图像。例如，第1投影模块2也可以构成为向第2反射区域4b投影第1图像51的一部分。由此，能够使与背景的信息没有关联的信息和第1图像51独立地显示。

在搭载于作为车辆的移动体20的HUD系统1中，第2反射区域4b能够设为挡风玻璃下部的黑色部分。挡风玻璃下部的黑色部分有时称为黑陶瓷。移动体20的第2反射区域4b能够用于显示以往设置在仪表面板内的车速表、转速表以及方向指示器等仪器类的信息。第1反射区域4a能够设为下部的黑色部分以外的挡风玻璃的区域。

具备工作台7的第1投影模块2构成为能够在向第1反射区域4a投影第1图像51的第1投影姿势与向第2反射区域4b投影第1图像51的至少一部分的第2投影姿势之间变更投影第1图像51的位置。在第1投影姿势和第2投影姿势中，第1显示面板6的位置或者倾斜度不同。

(麦克风)

麦克风检测声音，并转换为电学上的声音信号。第1麦克风81检测利用者30的声音。第2麦克风82检测与利用者30不同的移动体20的同乘者的声音。

(摄像机)

摄像机83构成为获取被摄体的像并生成被摄体的图像。摄像机83包含摄像元件。摄像元件例如也可以包含CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像元件或者CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)摄像元件。在本实施方式中，摄像机83将与利用者30不同的移动体20的同乘者作为被摄体。摄像机83以及麦克风和后述的输入部15也可以经由CAN(Control Area Network，控制区域网)等车辆的网络而连接。

(控制器)

控制器5与HUD系统1的各构成要素连接，构成为控制各构成要素。控制器5例如构成为处理器。控制器5也可以包含一个以上的处理器。处理器也可以包含构成为读入特定程序而执行特定功能的通用的处理器、以及专用于特定处理的专用的处理器。专用的处理器也可以包含面向特定用途的IC(ASIC：Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)。处理器也可以包含可编程逻辑器件(PLD：Programmable Logic Device)。PLD也可以包含FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。控制器5也可以是一个者多个处理器协作的SoC(System-on-a-Chip，片上系统)、以及SiP(System In aPackage，系统级封装)的任一者。

控制器5包含存储器。存储器例如由RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)以及ROM(Read Only Memory，只读存储器)等任意的存储器件构成。存储器能够构成为存储用于各种处理的程序以及信息等。例如，存储器也可以包含作为第1图像以及第2图像进行显示的显示内容。显示内容也可以包含文字、图形以及将它们组合起来的动画等。

在图1所示的HUD系统1中，控制器5与第1投影模块2和第2投影模块3独立地设置。也可以代替这样的结构而使控制器5的功能分散设置于第1投影模块2和第2投影模块3。第1投影模块2以及第2投影模块3各自的控制器5也可以构成为协同动作。在该情况下，控制器5的功能也可以包含于第1投影模块2以及第2投影模块3。

(输入部)

HUD系统1能够具有从麦克风、摄像机83以及外部获取信息的输入部15。在HUD系统1搭载于移动体20的情况下，输入部15能够从移动体20的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)21获取信息。ECU21是对搭载于移动体20的各种装置进行电子控制的计算机。ECU21例如能够控制发动机、导航系统或者音响系统等。控制器5也可以经由输入部15而获取第2麦克风82检测到的同乘者的声音。控制器5也可以经由输入部15而获取摄像机83拍摄到的同乘者的图像。控制器5也可以经由输入部15而获取ECU21所控制的音响系统的曲目列表。控制器5也可以经由输入部15而获取ECU21所控制的CID(Center InformationDisplay，中心信息显示器)显示的图像。

(扬声器)

HUD系统1能够具有将所输入的声音信号转换为声音并输出的扬声器。在本实施方式中，扬声器包含第1扬声器84以及第2扬声器85。扬声器从控制器5获取声音信号。第1扬声器84对利用者30输出声音。第2扬声器85对移动体20的同乘者输出声音。

(显示内容)

HUD系统1能够按照利用者30的声音指示将多种多样的显示内容作为第1图像51进行显示。控制器5对声音信号进行声音识别，并按照被声音识别出的指示来设定第1图像的内容。控制器5从第1麦克风81获取利用者30的指示的声音信号。控制器5例如也可以使用音响模型、语言模型以及辞典来执行使声音信号与文字对应起来的声音识别，并判定来自利用者30的指示的内容。例如，如图2所示，控制器5也可以生成虚拟的人物的图像作为第1图像51进行显示。虚拟的人物也可以是支持用于使利用者30希望的显示内容进行显示的操作的虚拟助手。控制器5也可以与利用者30的声音对应地从第1扬声器84向利用者30发出用于响应或者确认的声音。控制器5例如也可以使用响应模式的列表以及辞典来选择所发出的声音的内容。控制器5也可以根据响应的内容来变更第1图像51中的虚拟的人物的表情。控制器5如上述那样作为声音识别装置以及自动响应装置发挥功能，从而HUD系统1能够实现基于与利用者30的交互对话的指示响应。HUD系统1也可以作为第1图像51显示虚拟的人物，并使利用者30选择内容。例如，控制器5也可以在第1图像51中显示虚拟的人物的同时从第1扬声器84发出“你希望什么？”这样的询问的声音。例如，控制器5也可以在第1图像51中显示虚拟的人物的同时从第1扬声器84发出“知道了”这样的响应的声音。控制器5也可以在第1图像51中显示虚拟的人物直到利用者30决定要显示的内容。

控制器5也可以按照利用者30的声音指示将与摄像机83拍摄到的利用者30不同的人物的图像显示于第1图像51。例如，在利用者30想要与移动体20的同乘者进行对话的情况下，利用者30对第1图像51的虚拟助手以“想要与同乘者对话”这样的声音的方式传达指示。控制器5将摄像机83拍摄到的同乘者的图像显示于第1图像51。控制器5设定为从第1扬声器84向利用者30发出第2麦克风82检测到的同乘者的声音，并从第2扬声器85向同乘者发出第1麦克风81检测到的利用者30的声音。与利用者30不同的人物并不限定于移动体20的同乘者。例如，在移动体20具备能够由控制器5控制的通信器的情况下，与利用者30不同的人物也可以是能够经由通信器进行图像信号以及声音信号的双向通信的移动体20的外部的人物。

控制器5也可以按照利用者30的声音指示将移动体的ECU21所生成的图像显示于第1图像51。例如，在利用者30想要选择音响系统的曲子的情况下，利用者30对第1图像51的虚拟助手以“想要选择曲子”这样的声音的方式传达指示。控制器5对控制音响系统的ECU21制作曲目列表的图像，并经由输入部15获取该图像而显示于第1图像51。在利用者30以声音的方式选择了曲目列表中的曲子的情况下，控制器5也可以执行声音识别，并将所选择的曲子的信息输出至ECU21。ECU21也可以对音响系统再生利用者30所选择的曲子。

例如，在利用者30想要不怎么移动视线地确认CID显示的图像的情况下，利用者30对第1图像51的虚拟助手以“想要确认CID”这样的声音的方式传达指示。控制器5经由输入部15从ECU21获取CID显示的图像，并显示于第1图像51。

(视差图像)

如上所述，第2显示面板11显示视差图像，能够使用户视觉辨认三维图像。如图3所示，第2显示面板11在呈面状扩展的有源区域A上具有多个划分区域。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右眼图像。右眼图像相对于左眼图像具有视差。在图3中，多个划分区域各自是在u轴方向以及与u轴方向正交的v轴方向上被划分的区域。与u轴方向以及v轴方向正交的方向称为w轴方向。u轴方向也可以称为水平方向。v轴方向也可以称为铅垂方向。w轴方向也可以称为进深方向。u轴方向是与利用者30的视差方向对应的方向。

多个划分区域各自对应1个子像素。有源区域A具备沿着u轴方向以及v轴方向呈格子状排列的多个子像素。各子像素与R(Red，红)、G(Green，绿)、B(Blue，蓝)的任一种颜色对应，能够将R、G、B这3个子像素作为一组而构成1像素。成为1像素的多个子像素并不限于3个，也可以是包含4个的其他数。成为1像素的多个子像素并不限于R、G、B的组合。1像素能够称为1像素点。构成1像素的多个子像素例如能够在水平方向上排列。相同颜色的多个子像素例如能够在铅垂方向上排列。

有源区域A中排列的多个子像素通过控制器5的控制而构成多个子像素群Pg。多个子像素群Pg在u轴方向上重复排列。多个子像素群Pg能够在v轴方向上排列于同一列，以及在v轴方向上错开排列。例如，多个子像素群Pg能够在v轴方向上与在u轴方向上错开1子像素份的位置相邻地重复排列。多个子像素群Pg包含给定的行数以及列数的多个子像素。具体地，多个子像素群Pg包含v轴方向上b个(b行)且u轴方向2×n个(2×n列)连续排列的(2×n×b)个子像素P1～PN(N＝2×n×b)。在图3所示的例子中，n＝6，b＝1。在图3的有源区域A中，配置包含v轴方向上1个且u轴方向12个连续排列的12个子像素P1～P12的多个子像素群Pg。在图3所示的例子中，仅对一部分的子像素群Pg标注符号。

多个子像素群Pg是控制器5进行用于显示图像的控制的最小单位。多个子像素群Pg包含的各子像素通过辨认符号P1～PN(N＝2×n×b)来辨认。全部的子像素群Pg的具有同一辨认符号的多个子像素P1～PN(N＝2×n×b)由控制器5同步地控制。同步包含同时以及实质上的同时。同步的控制包含基于同一个时钟的产生的控制、以及相同帧下的控制。例如，在将使其显示于多个子像素P1的图像从左眼图像切换为右眼图像的情况下，控制器5能够控制为将使其显示于全部的子像素群Pg中的多个子像素P1的图像从左眼图像同步地切换为右眼图像。

如图1所示，视差光学元件12沿着第2显示面板11而配置。视差光学元件12与第2显示面板11的有源区域A相距间隙g的距离。视差光学元件12也可以相对于第2显示面板11而位于照射器10的相反侧。视差光学元件12也可以位于第2显示面板11的照射器10侧。

视差光学元件12是构成为能够规定从多个子像素射出的图像光的传播方向的光学元件。视差光学元件12构成为能够实质性地规定视差图像的视域32。视域32是利用者30的左眼31l以及右眼31r能够将视差图像观看为三维图像的、空间上的范围。作为一例，如图4所示，视差光学元件12能够构成为液晶快门。液晶快门与第2显示面板11类似地包含多个像素点P。作为液晶快门的视差光学元件12构成为能够控制各像素点P中的光的透射率。视差光学元件12的各像素点P能够在光的透射率高的状态与光的透射率低的状态之间切换状态。以下，有时将光的透射率高的多个像素点P称为开口的像素点。视差光学元件12的多个像素点P也可以与第2显示面板11的多个子像素对应。视差光学元件12的多个像素点P与第2显示面板11的不同点在于，不具有颜色成分。

视差光学元件12通过控制器5的控制而具有多个透光区域12a和多个减光区域12b。在视差光学元件12为液晶快门的情况下，透光区域12a包含光的透射率高的像素点P。减光区域12b包含光的透射率低的像素点P。多个减光区域12b是在视差光学元件12的面内的给定方向上延伸的多个带状区域。多个减光区域12b在彼此相邻的两个减光区域12b之间划分出透光区域12a。多个透光区域12a和多个减光区域12b在沿着有源区域A的给定方向上延伸，在与给定方向正交的方向上重复交替地排列。多个透光区域12a与多个减光区域12b相比，光透射率高。多个透光区域12a的光透射率能够设为多个减光区域12b的光透射率的10倍以上，优选能够设为100倍以上，更优选能够设为1000倍以上。多个减光区域11b与多个透光区域12a相比，光透射率低。多个减光区域12b也可以对图像光进行遮光。

多个透光区域12a以及多个减光区域12b延伸的方向能够设为第2显示面板11的多个子像素群Pg的排列方向。视差光学元件12控制为在从利用者30的左眼31l以及右眼31r观看时，不同的多个子像素群Pg的用同一辨认符号P1～P12辨认的多个子像素被同时地透光以及减光。

从第2显示面板11的有源区域A射出的第2图像的图像光的一部分透射多个透光区域12a，并经由光学系统9而到达反射光学元件4。到达反射光学元件4的图像光被反射光学元件4反射而到达利用者30的左眼31l以及右眼31r。由此，利用者30的左眼31l以及右眼31r能够识别在反射光学元件4的前方显示于有源区域A的图像的虚像即第2虚像V2。在本申请中，前方为z方向。如图5所示，利用者30在表观上如好像视差光学元件12的虚像即第3虚像V3规定了来自第2虚像V2的图像光的方向那样识别图像。

像这样，利用者30在表观上如好像经由第3虚像V3来视觉辨认第2虚像V2那样识别图像。实际上，视差光学元件12的虚像即第3虚像V3没有被视觉辨认。但是，以后，说明为第3虚像V3在表观上处于形成视差光学元件12的虚像的位置，视为规定来自第2虚像V2的图像光的传播方向。以后，通过传播到利用者30的左眼31l的位置的图像光而利用者30能够视觉辨认的第2虚像V2内的区域称为左可见区域VaL。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2虚像V2内的区域称为右可见区域VaR。

图5所示的虚像屏障间距VBp以及虚像间隙Vg规定为使用了适视距离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是与作为第3虚像V3投影的多个减光区域12b的u轴方向对应的x轴方向的配置间隔。虚像间隙Vg是第3虚像V3与第2虚像V2之间的距离。适视距离Vd是利用者30的左眼31l以及右眼31r各自的位置与视差光学元件12的虚像即第3虚像V3之间的距离。眼间距离E是左眼31l与右眼31r之间的距离。眼间距离E例如也可以是通过工业技术综合研究所的研究而计算出的值即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2虚像V2中的1个子像素的虚像的在与x轴方向对应的方向上的长度。

如上所述，图5所示的左可见区域VaL是由于透射了视差光学元件12的多个透光区域12a的图像光到达利用者30的左眼31l而利用者30的左眼31l视觉辨认的第2虚像V2的区域。如上所述，右可见区域VaR是由于透射了视差光学元件12的多个透光区域12a的图像光到达利用者30的右眼31r而利用者30的右眼31r视觉辨认的第2虚像V2的区域。

作为一例，在视差光学元件12的开口率为50％的情况下，将从利用者30的左眼31l看到的第2虚像V2的多个子像素的虚像的配置示于图6。对于第2虚像V2上的多个子像素的虚像，标注与图3所示的多个子像素相同的辨认符号P1～P12。在开口率为50％时，视差光学元件12的多个透光区域12a和多个减光区域12b具有相等的眼间方向(x轴方向)的宽度。第2虚像V2的一部分被第3虚像V3减光而成为多个左减光区域VbL。多个左减光区域VbL是由于通过视差光学元件12的多个减光区域12b被减光图像光而利用者30的左眼31l难以视觉辨认的区域。

从利用者30的左眼31l观看时左可见区域VaL以及左减光区域VbL如位于图6那样的位置的情况下，将从利用者30的右眼31r看到的第2虚像V2的多个子像素的配置示于图7。第2虚像V2的一部分成为被第3虚像V3减光的多个右减光区域VbR。多个右减光区域VbR是由于通过视差光学元件12的多个减光区域12b被减光图像光而利用者30的右眼31r难以视觉辨认的区域。

在视差光学元件12的开口率为50％的情况下，多个左可见区域VaL能够与多个右减光区域VbR一致。多个右可见区域VaR能够与多个左减光区域VbL一致。在视差光学元件12的开口率小于50％的情况下，多个左可见区域VaL能够包含于多个右减光区域VbR。多个右可见区域VaR能够包含于多个左减光区域VbL。因此，多个右可见区域VaR难以从左眼31l看到。多个左可见区域VaL难以从右眼31r看到。

在图6以及图7的例子中，左可见区域VaL包含有源区域A中排列的多个子像素P1～P6的虚像。利用者30的左眼31l难以视觉辨认有源区域A中排列的多个子像素P7～P12的虚像。右可见区域VaR包含有源区域A中排列的多个子像素P7～P12的虚像。利用者30的右眼31r难以视觉辨认有源区域A中排列的多个子像素P1～P6的虚像。控制器5能够使左眼图像显示于多个子像素P1～P6。控制器5能够使右眼图像显示于多个子像素P7～P12。通过设为这样的结构，从而利用者30的左眼31l视觉辨认多个左可见区域VaL的左眼图像的虚像。利用者30的右眼31r视觉辨认多个右可见区域VaR的右眼图像的虚像。如上所述，右眼图像以及左眼图像是彼此具有视差的视差图像。因此，利用者30能够将右眼图像以及左眼图像视觉辨认为三维图像。

若利用者30的眼31的位置变化，则由利用者30的左眼31l以及右眼31r能够视觉辨认虚像的多个子像素P1～P12的范围会变化。为了检测利用者30的左眼31l以及右眼31r的位置，HUD系统1也可以进一步具备检测装置13。检测装置13对控制器5输出所检测到的利用者30的左眼31l以及右眼31r的位置。检测装置13也可以包含摄像装置或者传感器。在HUD系统1搭载于作为车辆的移动体20的情况下，检测装置13也可以安装于室内后视镜、仪表面板、方向盘、仪表板等各种场所。

在检测装置13包含摄像装置的情况下，摄像装置构成为获取被摄体的像并生成被摄体的图像。摄像装置包含摄像元件。摄像元件例如也可以包含CCD摄像元件或者CMOS摄像元件。摄像装置配置为利用者30的面部位于被摄体侧。例如，检测装置13构成为以给定的位置为原点来检测从原点起的眼睛31的位置的位移方向以及位移量。检测装置13也可以构成为使用2台以上的摄像装置将左眼31l以及右眼31r的至少1个位置作为3维空间的坐标来检测。

检测装置13也可以不具备摄像装置而与装置外的摄像装置连接。检测装置13也可以具备输入端子，构成为输入来自装置外的摄像装置的信号。装置外的摄像装置也可以与输入端子直接地连接。装置外的摄像装置也可以经由共有的网络而与输入端子间接地连接。

在检测装置13具备传感器的情况下，传感器也可以为超声波传感器或者光传感器等。

控制器5也可以经由获取部14从检测装置13获取利用者30的左眼31l以及右眼31r的位置信息。获取部14构成为能够获取由检测装置13检测的利用者30的左眼31l以及右眼31r的位置信息。检测装置13与获取部14之间通过有线以及/或者无线通信而连接。在移动体20为车辆的情况下，检测装置13与获取部14之间也可以经由CAN等车辆的网络而连接。获取部14能够包含与有线通信对应的电连接器以及光连接器等连接器。获取部14能够包含与无线通信对应的天线。

控制器5根据利用者30的左眼31l的位置来控制视差光学元件12，使得显示左眼图像的多个子像素P1～P6被左眼31l视觉辨认。控制器5根据利用者30的右眼31r的位置来控制视差光学元件12，使得显示右眼图像的多个子像素P7～P12被右眼31r视觉辨认。

例如，如图6以及图7所示，在观察第2虚像V2的状态下，利用者30的左眼31l以及右眼31r相对地向左移动了的情况下，视差光学元件12的虚像即第3虚像V3在表观上向右移动。图8示出从图6的状态起利用者30的左眼31l向左移动了的情况下的第2虚像。由于利用者30的左眼31l的位置向左移动，因此多个左可见区域VaL以及多个左减光区域VbL向右移动。

在图8的情况下，多个子像素P2～P6的整体和多个子像素P1以及P7的一部分包含于多个左可见区域VaL。多个子像素P8～P12的全部和多个子像素P7以及P1的一部分包含于右可见区域VaR。控制器5对视差光学元件12进行控制，使得显示左眼图像的多个子像素P1～P6的最多的部分位于多个左可见区域VaL。例如，若从图8的状态起，利用者30的左眼31l进一步向左移动，与多个子像素P1相比多个子像素P7的部分更多地包含于多个左可见区域VaL，则控制器5也可以切换视差光学元件12的开口的像素点P。在该情况下，控制器5将虚像位于与左可见区域VaL的左侧相邻的位置的视差光学元件12的光的透射率低的像素点切换为开口的像素点。控制器5将虚像位于与左可见区域VaL的左侧相邻的位置的视差光学元件12的开口的像素点切换为光的透射率低的像素点。通过控制器5切换开口的像素点P，由此维持显示左眼图像的子像素P1～P6被利用者30的左眼31l最好地视觉辨认的状态。控制器5关于右眼31r，也对视差光学元件12进行同样的控制。

本公开涉及的HUD系统1通过如上述那样构成，从而能够按照利用者30的声音指示将多个种类的显示内容作为第1图像51进行显示。即，根据本公开，可提供将显示内容多样化了的平视显示器系统1以及移动体20。第1图像51在不与利用者30正对的前方方向上显示。第1图像51避开利用者30的正面的视域而显示，因此利用者30的正面不会被第1图像51妨碍。

(其他实施方式)

上述的实施方式作为代表性的例子进行说明。能够在本公开的主旨以及范围内进行多种变更以及置换，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，不应理解为本公开被上述的实施方式所限制，能够在不脱离权利要求书的情况下进行各种变形以及变更。例如，能够将实施方式以及实施例记载的多个构成块组合为一个，或者对一个构成块进行分割。本公开涉及的实施方式还能够实现为通过装置所具备的处理器而执行的方法、程序或者记录了程序的存储介质。应理解为本公开的范围还包含这些。

在本公开的实施方式中，作为第2投影模块3的视差光学元件而使用了液晶快门。视差光学元件并不限于液晶快门，可以使用能够实质性地规定视差图像的视域的其他光学元件。例如，作为视差光学元件，能够使用多个狭缝状的开口部呈平行地排列的板状的视差屏障。多个狭缝状的开口部使视差图像的右眼图像在朝向右眼的光路的方向上透射，并使左眼图像朝向左眼透射。在作为视差光学元件而使用如上述那样的开口部被固定的视差屏障的情况下，控制器5能够根据利用者30的头部的移动来切换第2显示面板11的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。通过设为这样的构成，从而控制器5能够与利用者30的眼睛的位置的移动无关地持续向利用者30显示三维图像。

作为视差光学元件，能够使用多个柱状透镜平行且平面状地排列的构件。多个柱状透镜能够使第2显示面板上交替显示的视差图像的左眼图像和右眼图像分别朝着朝向右眼和左眼的光路偏转。

第2投影模块3也可以构成为能够切换显示三维图像的第1状态和显示二维图像的第2状态。在第1状态下，控制器5使第2显示面板11显示视差图像，并且使视差光学元件12显示规定图像光的传播方向的透光区域12a以及减光区域12b。在第2状态下，控制器5使第2显示面板11显示表现2维的图像的二维图像，并且使视差光学元件12为整体地作为透光状态而使图像光均匀地透射。控制器5同步地控制第2显示面板11和视差光学元件12的状态的切换。由此，第2投影模块3能够对利用者30适当地选择显示二维图像和三维图像的任一者。

本公开能够实现如下的实施方式。

本公开的一实施方式涉及的平视显示器系统，具备：第1投影模块，构成为投影第1图像，在不与利用者正对的前方方向上显示所述第1图像；第2投影模块，构成为投影第2图像，在与所述利用者正对的所述前方方向上显示所述第2图像；和反射光学元件，构成为至少部分地反射所述第1图像以及所述第2图像。

本公开的一实施方式涉及的移动体具备平视显示器系统。所述平视显示器系统具备：第1投影模块，构成为投影第1图像，在不与利用者正对的前方方向上显示所述第1图像；第2投影模块，构成为投影第2图像，在与所述利用者正对的所述前方方向上显示所述第2图像；和反射光学元件，构成为至少部分地反射所述第1图像以及所述第2图像。

根据本公开的一实施方式，能够提供一种将显示内容多样化了的平视显示器系统以及移动体。

以上，对本公开的实施方式详细地进行了说明，但是同时本公开并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本公开的主旨的范围内进行各种变更、改良等。能够在不矛盾的范围内将分别构成上述各实施方式的全部或者一部分适当地组合，这是不言而喻的。

符号说明

1 平视显示器系统(HUD系统)；

2 第1投影模块；

3 第2投影模块；

4 反射光学元件；

4a 第1反射区域；

4b 第2反射区域；

5 控制器；

6 第1显示面板；

7 工作台；

8 显示装置；

9 光学系统；

10 照射器；

11 第2显示面板；

12 视差光学元件；

13 检测装置；

14 获取部；

15 输入部；

17 驱动部；

18 玻璃盖片；

20 移动体；

21 ECU；

30 利用者；

31 眼睛；

31l 左眼；

31r 右眼；

32 视域；

51 第1图像；

52 第2图像；

53 第1图像显示区域；

54 第2图像显示区域；

81 第1麦克风；

82 第2麦克风；

83 摄像机；

84 第1扬声器；

85 第2扬声器；

A 有源区域；

P 像素点；

Pg 子像素群；

V1 第1虚像；

V2 第2虚像；

V3 第3虚像；

VaL 左可见区域；

VbL 左减光区域；

VaR 右可见区域；

VbR 右减光区域。

Claims (13)

1.一种平视显示器系统，具备：

第1投影模块，构成为投影第1图像，在不与利用者正对的前方方向上显示所述第1图像；

第2投影模块，构成为投影第2图像，在与所述利用者正对的所述前方方向上显示所述第2图像；和

反射光学元件，构成为至少部分地反射所述第1图像以及所述第2图像。

2.根据权利要求1所述的平视显示器系统，其中，

所述第1投影模块具备：第1显示面板，朝向所述反射光学元件显示所述第1图像，

所述第2投影模块具备：

第2显示面板，构成为显示所述第2图像；和

光学系统，构成为使所述第2图像朝向所述反射光学元件传播。

3.根据权利要求2所述的平视显示器系统，其中，

所述第1显示面板被设置在搭载有所述平视显示器系统的移动体的仪表板的表面。

4.根据权利要求2或3所述的平视显示器系统，其中，

所述第2显示面板构成为作为所述第2图像能够显示视差图像，

所述第2投影模块具备：视差光学元件，能够实质性地规定所述视差图像的视域。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的平视显示器系统，其中，

所述平视显示器系统具备：

麦克风，检测声音，并转换为电学上的声音信号；和

控制器，对所述声音信号进行声音识别，并按照被声音识别出的指示来设定所述第1图像的内容。

6.根据权利要求5所述的平视显示器系统，其中，

所述第1图像是由所述控制器生成的虚拟的人物的图像。

7.根据权利要求5所述的平视显示器系统，其中，

所述平视显示器系统具备：摄像机，拍摄与所述利用者不同的人物，

所述第1图像是所述摄像机拍摄到的与所述利用者不同的人物的图像。

8.根据权利要求6所述的平视显示器系统，其中，

与所述利用者不同的人物是搭载有所述平视显示器系统的移动体的同乘者。

9.根据权利要求5所述的平视显示器系统，其中，

所述第1图像是搭载有所述平视显示器系统的移动体的ECU所生成的图像。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的平视显示器系统，其中，

所述反射光学元件包含：第1反射区域，构成为反射所入射的光的一部分并透射另一部分，

所述第1投影模块构成为向所述第1反射区域投光所述第1图像的至少一部分，

所述第2投影模块构成为向所述第1反射区域投光所述第2图像的全部。

11.根据权利要求10所述的平视显示器系统，其中，

所述反射光学元件包含：第2反射区域，构成为反射所入射的光的一部分并实质性地遮光另一部分。

12.根据权利要求11所述的平视显示器系统，其中，

所述第1投影模块构成为向所述第2反射区域投影所述第1图像的一部分。

13.一种移动体，具备平视显示器系统，所述平视显示器系统具备：

第1投影模块，构成为投影第1图像，在不与利用者正对的前方方向上显示所述第1图像；

第2投影模块，构成为投影第2图像，在与所述利用者正对的所述前方方向上显示所述第2图像；和

反射光学元件，构成为至少部分地反射所述第1图像以及所述第2图像。

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