CN114730095A - 平视显示器系统以及移动体 - Google Patents

Abstract

平视显示器系统具备：投影模块，具备显示面板，构成为对显示于显示面板的图像进行投影；反射光学元件，构成为至少部分地反射图像；光学构件，在投影模块与反射光学元件之间，具有遮光功能；和控制器，控制光学构件的遮光功能。

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

现有技术的一例记载于专利文献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

本公开的一实施方式所涉及的平视显示器系统是如下结构，即，具备：投影模块，具备显示面板，构成为对显示于所述显示面板的图像进行投影；反射光学元件，构成为至少部分地反射所述图像；光学构件，在所述投影模块与所述反射光学元件之间，具有遮光功能；和控制器，控制所述光学构件的遮光功能。

本公开的一实施方式所涉及的移动体具备平视显示器系统。所述平视显示器系统是如下结构，即，具备：投影模块，具备显示面板，构成为对显示于所述显示面板的图像进行投影；反射光学元件，构成为至少部分地反射所述图像；光学构件，在所述投影模块与所述反射光学元件之间，具有遮光功能；和控制器，控制所述光学构件的遮光功能。

附图说明

本公开的目的、特色以及优点会根据下述的详细说明和附图而变得更加明确。

图1是表示搭载于移动体的平视显示器系统的一例的概略结构图。

图2是表示基于图1的平视显示器的显示的一例的图。

图3是用于说明高分子分散型液晶的变化的图。

图4是用于说明高分子分散型液晶的变化的图。

图5是表示从纵深方向来看图1所示的显示面板的示例的图。

图6是表示从纵深方向来看图1所示的视差光学元件的示例的图。

图7是用于说明图1所示的虚像与利用者的眼睛的关系的图。

图8是表示显示面板的虚像中的能从左眼视觉辨认的区域的图。

图9是表示显示面板的虚像中的能从右眼视觉辨认的区域的图。

图10是说明伴随着利用者的眼睛的位置的变化的视差光学元件的切换的图。

具体实施方式

已知一种平视显示器系统，其是成为本公开的平视显示器系统的基础的结构，使在利用者的左右眼相互有视差的图像传播，对视觉辨认为在利用者的视野内有纵深的三维图像的虚像进行投影。

平视显示器系统例如搭载于移动体并利用在导航的用途中。在这样的用途中，对平视显示器系统谋求热应对。

因此，着眼于上述点而作成的本公开的目的在于，提供实施了热应对的平视显示器系统以及移动体。

以下参考附图来说明本公开的实施方式。以下的说明中所用的图是示意性的。附图上的尺寸比率等不一定与现实一致。

(平视显示器系统)

本公开的一实施方式所涉及的平视显示器系统1如图1所示那样，具备：投影模块、反射光学元件4、光学构件71、冷却部72和控制器5。在本实施方式中，投影模块包含第1投影模块2和第2投影模块3。投影模块并不限定于包含多个模块的结构，能仅包含第1投影模块2或第2投影模块3。在本实施方式中，显示面板包含后述的第1显示面板6和后述的第2显示面板11。显示面板并不限定于包含多个面板的结构，能仅包含第1显示面板6或第2显示面板11。

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

在表示搭载于移动体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征为x轴方向。利用者30的前后方向被表征为z轴方向。与x轴方向以及z轴方向垂直的高度方向被表征为y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設的产业车辆。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。面向建設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。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。

(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是构成为对显示于第1显示面板6的图像进行投影的装置。对第1显示面板6能采用液晶显示器(LCD：Liquid CrystalDisplay)、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)、电场发射显示器(FED：Field Emission Display)、电泳显示器、扭转球显示器等各种平板显示器。

在本实施方式中，第1显示面板6如图1所示那样，构成为将图像光直线地投光到反射光学元件4。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视觉辨认由反射光学元件4反射的第1显示面板6的虚像V1。

第1投影模块2可以还具有能搭载第1显示面板6的载台7。载台7构成为能相对于反射光学元件4挪动第1显示面板6的位置或朝向。由此，第1投影模块2能变更在反射光学元件4投光第1图像的位置。第1显示面板6可以设于移动体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是构成为对显示于第2显示面板11的图像进行投影的装置。

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构成为能对利用者30投影视觉辨认为三维图像的视差图像的情况下，显示装置8可以还包含视差光学元件12。在第2投影模块3对利用者30仅投影视觉辨认为二维图像的图像的情况下，可以不包含视差光学元件12。关于第2投影模块3能显示视差图像的情况的结构，之后详细进行说明。

光学系统9使显示装置8出射的第2图像的图像光向反射光学元件4传播。光学系统9可以具有给定的正的折射率。通过光学系统9具有正的折射率，来将第2显示面板11的第2图像在利用者30的视野内投影为位于比反射光学元件4远的位置的放大虚像。光学系统9可以包含反射镜。光学系统9中所含的反射镜可以是凹面镜。

照射器10构成为对第2显示面板11进行面照射。照射器10可以包含光源、导光板、扩散板、扩散片等。照射器10构成为将由光源照射的照射光在第2显示面板11的面方向均匀化。照射器10能通过导光板、扩散板、扩散片等将照射光大致均匀化。照射器10能构成为将被均匀化的光向第2显示面板11的方向出射。

第2显示面板11例如能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，能使用自发光型的显示面板。自发光型的显示面板能使用有机EL、无机EL等。在作为第2显示面板11而使用自发光型的显示面板的情况下，可以在显示装置8不具备照射器10。

第2投影模块3可以构成为能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的至少任一者。第2投影模块3能为了使光学系统9的至少一部分的构成要素的位置以及朝向变更而具有驱动部17。驱动部17例如可以包含步进电动机等而构成。例如，驱动部17构成为能变更光学系统9中所含的反射镜的倾斜度。驱动部17可以由控制器5控制。驱动部17构成为能变更第2投影模块3对反射光学元件4投光第2图像的位置。

(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，在反射光学元件4反射的图像包含第1图像和第2图像。在反射光学元件4反射的图像并不限定于多个图像，根据投影模块的结构而能仅包含第1图像或第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，反射光学元件4构成为如图2所示那样能在利用者30的视场内显示第1图像51以及第2图像52。第1图像51被显示在第1图像显示区域53上。第1图像显示区域53是显示于第1显示面板6的图像所能投光的反射光学元件4上的区域。第2图像52被显示在第2图像显示区域54上。第2图像显示区域54是显示于第2显示面板11的图像所能投光的反射光学元件4上的区域。第1图像显示区域53和第2图像显示区域54可以隔着边界55相邻。第1图像显示区域53和第2图像显示区域54还能一部分重复。第1图像显示区域53和第2图像显示区域54可以位于相互分离的位置。

第1投影模块2以及第2投影模块3分别可以构成为能变更显示第1显示面板6上的第1图像以及第2显示面板11上的第2图像的位置。通过变更显示第1显示面板6上的第1图像以及第2显示面板11上的第2图像的位置，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的显示位置发生变化。

如图2所示那样，反射光学元件4可以包含构成为将入射的光的一部分反射且将另一部分透射的第1反射区域4a。第1投影模块2可以构成为对第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可以构成为对第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图像重叠于反射光学元件4的与利用者30相反的一侧的背景并显示于利用者30的视场内。

反射光学元件4可以包含构成为将入射的光的一部分反射且将另一部分实质遮光的第2反射区域4b。由此，投光到第2反射区域4b的第1图像以及第2图像不重叠于反射光学元件4的与利用者30相反的一侧的背景，能在利用者30的视野内显示为清晰的图像。例如，第1投影模块2可以构成为在第2反射区域4b投影第1图像51的一部分。由此，能使得在第1图像51独立显示不与背景的信息关联的信息。

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能设为挡风玻璃下部的黑的部分。挡风玻璃下部的黑的部分有时被称作黑陶瓷。移动体20的第2反射区域4b能为了显示过去以来配置于仪表盘内的速度计、转速计以及方向指示器等仪表类的信息而使用。第1反射区域4a能设为下部的黑的部分以外的挡风玻璃的区域。

具备载台7的第1投影模块2构成为能在对第1反射区域4a投影第1图像51的第1投影姿态与对第2反射区域4b投影第1图像51的至少一部分的第2投影姿态之间，变更投影第1图像51的位置。在第1投影姿态和第2投影姿态中，第1显示面板6的位置或倾斜度不同。

(光学构件)

本实施方式所涉及的HUD系统1在投影模块与反射光学元件4之间具备具有遮光功能的光学构件71。光学构件71是光的透射率根据来自控制器5的控制信号而发生改变的构件。光学构件71例如能是高分子分散型液晶(PDLC：Polymer Dispersed Liquid Crystal)。

图3以及图4是用于说明高分子分散型液晶的变化的图。高分子分散型液晶能电地控制透射光的扩散率。即，高分子分散型液晶能以电的开关的通断来切换透射状态和不透射状态。如图3以及图4所示那样，作为光学构件71的高分子分散型液晶具备被透明电极所夹的分散的液晶。如图3所示那样，在控制器5使开关为断开状态的情况下，分散的液晶朝向不同的方向。这时，高分子分散型液晶成为入射的光散射的不透射的状态、即遮光状态。如图4所示那样，在控制器5使开关为接通状态的情况下，由于所施加的电场而液晶朝向相同方向。这时，高分子分散型液晶成为入射的光透射的状态即透明状态。

光学构件71构成为能由控制器5控制光的透射率。光学构件71能在遮光状态与透明状态之间切换状态。控制器5例如能在不对HUD系统1供给电源的情况下，将光学构件71控制为遮光状态。具体地，控制器5能根据是正对投影模块供给电源的动作状态还是未供给电源的停止状态，来控制光学构件71的遮光功能。控制器5可以在投影模块为动作状态的情况下使光学构件71为透明状态。这时，投影模块的图像的投影不会被光学构件71妨碍。控制器5可以在投影模块为停止状态的帧图像使光学构件71为遮光状态。HUD系统1能减少在不使用状态时外光入射到第1投影模块2以及第2投影模块3从而损伤第1显示面板6以及第2显示面板11等光学元件的可能。光学构件71可以在一部分具备玻璃，使其兼作用于保护第1投影模块2以及第2投影模块3的外罩的功能。

HUD系统1能具有从外部获取信息的输入部15。在将HUD系统1搭载于移动体20的情况下，输入部15能从移动体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例如能控制引擎、导航系统或车间距离测量装置等。控制器5可以经由输入部15从ECU21获取搭载有HUD系统1的移动体20的点火开关的接通或断开。控制器5可以在点火开关接通的情况下使光学构件71为透明状态。这时，移动体20的移动中动作的HUD系统1的投影模块的图像的投影不会被光学构件71妨碍。控制器5可以在点火开关断开的情况下使光学构件71为遮光状态。能从外光以及其热导致的损伤保护在移动体20的停车中不使用状态的HUD系统1。

(冷却部)

此外，HUD系统1可以如图1所示那样，具备将第1投影模块2以及第2投影模块3的两方或任意一方冷却的冷却部72。冷却部72特别是为了冷却第1显示面板6以及第2显示面板11而设置。冷却部72可以包含水冷方式或空冷方式的冷却装置。冷却部72例如可以是具备风扇以及电动机的送风机。冷却部72可以构成为利用搭载于移动体20的空调的风力来冷却第1投影模块2以及第2投影模块3的两方或任意一方。通过利用空调的冷风，能提高冷却部72的冷却功能。冷却部72可以由控制器5控制接通或断开。控制器5例如在对HUD系统1供给电源的情况下使冷却部72工作。具体地，控制器5能根据是正对投影模块进行电源供给的动作状态还是不进行电源供给的停止状态，来控制冷却部72的工作。控制器可以在投影模块为动作状态的情况下使冷却部72工作。HUD系统1在投影模块为动作状态的情况下，虽然不能通过光学构件71遮挡外光，但却能通过冷却部72工作来避免热导致的损伤。

控制器5可以经由输入部15从ECU21获取移动体20的点火开关的接通或断开，在点火开关接通的情况下使冷却部72工作。HUD系统1虽然在移动体20的移动中不能通过光学构件71遮挡外光，但却能通过冷却部72工作来避免热导致的损伤。

进而，HUD系统1可以具备测量HUD系统1的内部的温度的温度传感器。控制器5可以基于温度传感器所测量的温度来控制冷却部72的动作状态。例如，控制器5可以在温度传感器所测量的温度超过阈值(例如50℃)的情况下使冷却部72动作。

(控制器)

控制器5构成为与HUD系统1的各构成要素连接，控制各构成要素。控制器5例如构成为处理器。控制器5可以包含1个以上处理器。处理器可以包含构成为读入特定的程序来执行特定的功能的通用的处理器、以及特化了特定的处理的专用的处理器。专用的处理器可以包含面向特定用途IC(ASIC：Application Specific Integrated Circuit)。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5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。存储器能构成为存储用于各种处理的程序以及信息等。例如，存储器可以包含显示为第1图像以及第2图像的显示内容。显示内容可以包含字符、图形以及将它们组合的动画等。

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分开设置。可以取代这样的结构，将控制器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可以构成为协作地动作。在该情况下，控制器5的功能可以含在第1投影模块2以及第2投影模块3中。

(视差图像)

如上述那样，第2显示面板11能显示视差图像，使用户视觉辨认三维图像。如图5所示那样，第2显示面板11在面状扩展的有源显示区域A上具有多个划分区域。有源显示区域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5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轴方向上被划分区域。与u轴方向以及v轴方向正交的方向被称作w轴方向。u轴方向可以称作水平方向。v轴方向可以称作铅垂方向。w轴方向可以称作纵深方向。u轴方向是与利用者30的视差方向对应的方向。

在多个划分区域各自对应1个子像素。有源显示区域A具备沿着u轴方向以及v轴方向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。成为1像素的多个子像素并不限于3个，可以是包括4在内的其他数。成为1像素的多个子像素并不限于R、G、B的组合。1像素能称作1个像素点。构成1像素的多个子像素例如能在水平方向上排列。相同颜色的多个子像素例如在铅垂方向上排列。

在有源显示区域A排列的多个子像素通过控制器5的控制来构成多个子像素群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能在v轴方向上排列在相同列，并能在v轴方向上错开排列。例如，多个子像素群Pg能在v轴方向上在u轴方向上错开1子像素的量的位置相邻，并重复排列。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包含在v轴方向b个(b行)、在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5所示的示例中，n＝6、b＝1。在图5的有源显示区域A配置有包含v轴方向上1个、u轴方向上12个、连续排列的12个子像素P1～P12的多个子像素群Pg。在图5所示的示例中，仅对一部分子像素群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中所含的各子像素以识别符号P1～PN(N＝2×n×b)来识别。全部子像素群Pg的具有相同识别符号的多个子像素P1～PN(N＝2×n×b)被控制器5同时期地控制。同时期包含同时以及实质的同时。同时期的控制包含基于相同的1个时钟产生的控制以及相同帧中的控制。例如，控制器5在使显示于多个子像素P1的图像从左眼图像切换成右眼图像的情况下，能控制成将使全部子像素群Pg中的多个子像素P1显示的图像从左眼图像同时期地切换成右眼图像。

视差光学元件12如图1所示那样，沿着第2显示面板11配置。视差光学元件12从第2显示面板11的有源显示区域A离开间隙g的距离。视差光学元件12可以相对于第2显示面板11位于照射器10的相反侧。视差光学元件12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构成为能实质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能将视差图像看成三维图像的空间上的范围。作为一例，视差光学元件12如图6所示那样能构成为液晶光闸。液晶光闸与第2显示面板11类似地由多个像素点P构成。作为液晶光闸的视差光学元件12构成为能控制各像素点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称作开口的像素点。视差光学元件12的多个像素点P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在没有颜色成分这点上与第2显示面板11不同。

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为液晶光闸的情况下，透光区域12a由光的透射率高的像素点P构成。减光区域12b由光的透射率低的像素点P构成。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在相互相邻的2个减光区域12b之间划定透光区域12a。多个透光区域12a和多个减光区域12b在沿着有源显示区域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排列。多个透光区域12a的光透射率比多个减光区域12b高。多个透光区域12a的光透射率能设为多个减光区域12b的光透射率的10倍以上，适合设为100倍以上，更适合设为1000倍以上。多个减光区域11b的光透射率比多个透光区域12a低。多个减光区域12b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所延伸的方向能设为第2显示面板11的多个子像素群Pg所排列的方向。视差光学元件12被控制成在从利用者30的左眼31l以及右眼31r来看时，不同的多个子像素群Pg的以相同识别符号P1～P12识别的多个子像素同时透光以及减光。

从第2显示面板11的有源显示区域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，经由光学系统9到达反射光学元件4。到达反射光学元件4的图像光在反射光学元件4被反射从而到达利用者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能在反射光学元件4的前方认识显示于有源显示区域A的图像的虚像即第2虚像V2。本申请中，前方是z方向。如图7所示那样，利用者30看上去像是视差光学元件12的虚像即第3虚像V3规定能够了来自第2虚像V2的图像光的方向那样地认识图像。

如此地，利用者30看上去像是经由第3虚像V3视觉辨认第2虚像V2那样地认识图像。实际上，视差光学元件12的虚像即第3虚像V3不被视觉辨认。但以后说明为第3虚像V3看上去位于形成视差光学元件12的虚像的位置，视作规定来自第2虚像V2的图像光的传播方向。在以后，将通过传播到利用者30的左眼31l的位置的图像光而能由利用者30视觉辨认的第2虚像V2内的区域被称作左可见区域VaL。通过传播到利用者30的右眼31r的位置的图像光而能由利用者30视觉辨认的第2虚像V2内的区域被称作右可见区域VaR。

规定图7所示的虚像屏障间距VBp以及虚像间隙Vg，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3虚像V3投影的多个减光区域12b的与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。适当视距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例如可以是通过产业技术综合研究所的研究算出的值即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个子像素的虚像的与x轴方向对应的方向的长度。

图7所示的左可见区域VaL如上述那样，是通过透射视差光学元件12的多个透光区域12a的图像光到达利用者30的左眼31l而由利用者30的左眼31l视觉辨认的第2虚像V2的区域。右可见区域VaR如上述那样，是通过透射视差光学元件12的多个透光区域12a的图像光到达利用者30的右眼31r而由利用者30的右眼31r视觉辨认的第2虚像V2的区域。

作为一例，在图8示出在视差光学元件12的开口率为50％的情况下从利用者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。对第2虚像V2上的多个子像素的虚像标注与图5所示的多个子像素相同的识别符号P1到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，成为多个左减光区域VbL。多个左减光区域VbL是由于被视差光学元件12的多个减光区域12b将图像光减光而利用者30的左眼31l难以视觉辨认的区域。

在图9示出在从利用者30的左眼31l来看左可见区域VaL以及左减光区域VbL位于图8那样的位置的情况下从利用者30的右眼31r看到的第2虚像V2的多个子像素的配置。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是由于被视差光学元件12的多个减光区域12b将图像光减光而利用者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能与多个右减光区域VbR一致。多个右可见区域VaR能与多个左减光区域VbL一致。在视差光学元件12的开口率不足50％的情况下，多个左可见区域VaL能含在多个右减光区域VbR中。多个右可见区域VaR能含在多个左减光区域VbL中。为此，多个右可见区域VaR难以从左眼31l看见。多个左可见区域VaL难以从右眼31r看见。

在图8以及图9的示例中，在左可见区域VaL中，包含在有源显示区域A中排列的多个子像素P1到P6的虚像。利用者30的左眼31l难以视觉辨认在有源显示区域A中排列的多个子像素P7到P12的虚像。在右可见区域VaR中，包含在有源显示区域A中排列的多个子像素P7到P12的虚像。利用者30的右眼31r难以视觉辨认在有源显示区域A中排列的多个子像素P1到P6的虚像。控制器5能使多个子像素P1到P6显示左眼图像。控制器5能使多个子像素P7到P12显示右眼图像。由此一来，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。如上述那样，右眼图像以及左眼图像是相互具有视差的视差图像。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。

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31l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。为了检测利用者30的左眼31l以及右眼31r的位置，HUD系统1可以还具备检测装置13。检测装置13将检测到的利用者30的左眼31l以及右眼31r的位置对控制器5输出。检测装置13可以包含摄像装置或传感器。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可以安装于后视镜、仪表盘、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。摄像元件例如可以包含CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合器件)摄像元件或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)摄像元件。摄像装置配制成利用者30的脸位于被摄体侧。例如，检测装置13可以构成为将给定的位置作为原点，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13可以构成为使用2台以上的摄像装置来将左眼31l以及右眼31r的至少1个位置检测为三维空间的坐标。

检测装置13可以不具备摄像装置，而是与装置外的摄像装置连接。检测装置13可以具备构成为被输入来自装置外的摄像装置的信号的输入端子。装置外的摄像装置可以与输入端子直接连接。装置外的摄像装置可以经由共享的网络与输入端子间接连接。

在检测装置13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。

控制器5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构成为能获取由检测装置13检测到的利用者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之间通过有线及/或无线通信连接。在移动体20是车辆的情况下，检测装置13与获取部14之间可以经由CAN(Control Area Network，控制局域网)等车辆的网络连接。获取部14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。获取部14能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，以使得从左眼31l视觉辨认显示左眼图像的多个子像素P1到P6。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，以使得从右眼31r视觉辨认显示右眼图像的多个子像素P7到P12。

例如，在如图8以及图9所示那样正观察第2虚像V2的状态下，在利用者30的左眼31l以及右眼31r相对向左移动的情况下，视差光学元件12的虚像即第3虚像V3看上去向右移动。图10表示从图8的状态起利用者30的左眼31l向左的情况下的第2虚像。通过利用者30的左眼31l的位置向左移动，多个左可见区域VaL以及多个左减光区域VbL向右移动。

在图10的情况下，在多个左可见区域VaL中包含多个子像素P2到P6的全体和多个子像素P1以及P7的一部分。在右可见区域VaR中包含多个子像素P8到P12的全部和多个子像素P7以及P1的一部分。控制器5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的最多的部分位于多个左可见区域VaL。例如，若从图10的状态起，利用者30的左眼31l进一步向左移动，使得与多个子像素P1相比多个子像素P7的部分更多地包含在多个左可见区域VaL中，控制器5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将与左可见区域VaL的左侧相邻且虚像所位于的视差光学元件12的光的透射率低的像素点切换成开口的像素点。控制器5将与左可见区域VaL的左侧相邻且虚像所位于的视差光学元件12的开口的像素点切换成光的透射率低的像素点。控制器5通过切换开口的像素点P，使得显示左眼图像的子像素P1～P6维持在利用者30的左眼31l最良好视觉辨认的状态。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。

本公开所涉及的HUD系统1通过上述构成，来从外光的热导致的损伤被保护。即，根据本公开，提供实施了热应对的平视显示器系统1以及移动体20。

(其他实施方式)

将上述的实施方式作为代表性的示例进行了说明。能在本公开的趣旨以及范围内进行许多变更以及置换，这点对本领域技术人员而言是明确的。因此，本公开不应理解为被上述的实施方式限制，能不从权利要求书脱离地进行各种变形以及变更。例如，能将实施方式以及实施例记载的多个结构块组合在一起，或者将1个结构块分割。本公开所涉及的实施方式还能实现为有装置所具备的处理器执行的方法、程序或记录了程序的存储介质。希望理解的是，在本公开的范围中也包含这些。

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液晶光闸。视差光学元件并不限于液晶光闸，能使用能实质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，能使用多个狭缝状的开口部平行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透射朝向右眼的光路的方向，使左眼图像向左眼透射。在作为视差光学元件而使用上述那样的开口部被固定的视差屏障的情况下，控制器5能根据利用者30的头的活动来切换第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。由此一来，控制器5不管利用者30的眼睛的位置的活动如何，都能对利用者30持续显示三维图像。

作为视差光学元件，能使用多个双凸透镜平行平面状排列的构件。多个双凸透镜能使在第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向朝向右眼和左眼的光路偏向。

第2投影模块3可以构成为能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显示表现二维的图像的二维图像，将视差光学元件12整体设为透光状态来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能对利用者30适宜选择二维图像和三维图像的任一者进行显示。

本公开能是如下的实施方式。

本公开的一实施方式所涉及的平视显示器系统是具备如下要素的结构：投影模块，具备显示面板，构成为显示显示于所述显示面板的图像；反射光学元件，构成为至少部分地安设所述图像；光学构件，在所述投影模块与所述反射光学元件之间具有遮光功能；和控制器，控制所述光学构件的遮光功能。

本公开的一实施方式所涉及的移动体具备平视显示器系统。所述平视显示器系统是具备如下要素的结构：投影模块，具备显示面板，构成为投影显示于所述显示面板的图像；反射光学元件，构成为至少部分地反射所述图像；光学构件，在所述投影模块与所述反射光学元件之间具有遮光功能；和控制器，控制所述光学构件的遮光功能。

根据本公开的一实施方式，能提供实施了热应对的平视显示器系统以及移动体。

以上详细说明了本公开的实施方式，但此外，本公开并不限定于上述的实施方式，能在不脱离本公开的要旨的范围内进行各种变更、改良等。能适宜在不矛盾的范围内组合分别构成上述各实施方式的全部或一部分，这点不言自明。

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 载台

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

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

55 边界

71 光学构件

72 冷却部

A 有源显示区域

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 (12)

1.一种平视显示器系统，具备：

投影模块，具备显示面板，构成为对显示于所述显示面板的图像进行投影；

反射光学元件，构成为至少部分地反射所述图像；

光学构件，在所述投影模块与所述反射光学元件之间，具有遮光功能；和

控制器，控制所述光学构件的遮光功能。

2.根据权利要求1所述的平视显示器系统，其中，

所述平视显示器系统具备：

冷却部，被所述控制器控制，冷却所述投影模块。

3.根据权利要求2所述的平视显示器系统，其中，

所述冷却部对所述显示面板进行冷却。

4.根据权利要求2或3所述的平视显示器系统，其中，

所述控制器在所述投影模块为动作状态的情况下，使所述光学构件为透明状态，

所述控制器在所述投影模块为停止状态的情况下，使所述光学构件为遮光状态。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的平视显示器系统，其中，

所述控制器获取搭载有所述平视显示器系统的移动体的点火开关的接通或断开，

所述控制器在所述点火开关为接通的情况下，使所述光学构件为透明状态，

所述控制器在所述点火开关为断开的情况下，使所述光学构件为遮光状态。

6.根据权利要求5所述的平视显示器系统，其中，

所述控制器在所述点火开关为接通的情况下，使所述冷却部工作。

7.根据权利要求6所述的平视显示器系统，其中，

所述平视显示器系统具备：温度传感器，对所述投影模块的温度进行测量，

所述控制器基于所述温度传感器所测量的温度，使所述冷却部动作。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的平视显示器系统，其中，

所述冷却部利用搭载于所述移动体的空调的风力来冷却所述投影模块。

9.根据权利要求5～8中任一项所述的平视显示器系统，其中，

所述显示面板在所述移动体被设置于仪表板的表面。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的平视显示器系统，其中，

所述光学构件是高分子分散型液晶。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的平视显示器系统，其中，

所述显示面板构成为能显示视差图像作为所述图像，

所述投影模块包含能实质地规定所述视差图像的视域的视差光学元件。

12.一种移动体，具备平视显示器系统，所述平视显示器系统具备：

投影模块，具备显示面板，构成为对显示于所述显示面板的图像进行投影；

反射光学元件，构成为至少部分地反射所述图像；

光学构件，在所述投影模块与所述反射光学元件之间，具有遮光功能；和

控制器，控制所述光学构件的遮光功能。

Images