CN109643016B - 显示装置和调整方法 - Google Patents
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Abstract
显示装置用于车辆,用于显示虚像,显示装置具有:影像显示部(110),其包含射出影像光的光源部(111)和被投射所述影像光的屏幕(120);以及控制部(130),其对显示所述虚像(400)的位置进行调整。所述虚像(400)包含第1虚像和显示在与所述第1虚像不同的位置的第2虚像。所述影像显示部(110)在所述屏幕(120)上显示要投影到所述第1虚像的显示区域(400a)内的第1调整用图像(113a)和要投影到所述第2虚像的显示区域(400b)内的第2调整用图像(113b)。所述控制部(130)根据所述第1调整用图像(113a)和所述第2调整用图像(113b),对所述第1虚像的显示区域(400a)的位置和所述第2虚像的显示区域(400b)的位置进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及汽车或火车等车辆中使用的平视显示器等的用于显示虚像的显示装置。
背景技术
关于车辆用的平视显示器(Head Up Display,以下称作HUD),从驾驶者观察,在前挡风玻璃的前方将驾驶辅助信息显示成虚像。驾驶辅助信息例如是速度显示或导航信息等。驾驶者能够视觉辨认车辆的前景和驾驶辅助信息。车辆的前景和驾驶辅助信息重合。因此,驾驶者能够缩短驾驶时的视线的移动时间或焦点的调整时间。由此,能够减轻驾驶者的疲劳或提高安全性。“前景”是指前方能看到的景色。
驾驶者一边观察周围的状况一边进行驾驶。因此,驾驶者的视点不固定而移动到各个部位。此外,从驾驶者的眼睛的位置到视点的距离从近距离到远距离发生变化。此时,在车辆的前景上的视点的位置和虚像的显示位置距驾驶者的眼睛不是相同距离的情况下,驾驶者无法同时对焦于前景和虚像进行观察。因此,提出了使从驾驶者到虚像的距离和从驾驶者到车辆的前景的距离一致的方法(例如专利文献1)。
专利文献1示出如下方法:使用凹面镜作为旋转镜,使作为物点的显示器移动,由此变更虚像的显示距离。即,专利文献1的虚像的控制方法对进深方向上的虚像的显示距离进行控制,而不改变从驾驶者观察到的虚像的显示位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-115381号公报(第2页第40行~第3页第19行、图2)
发明内容
发明要解决的课题
但是,从驾驶者观察,近距离的前景的俯角大于远距离的前景的俯角。因此,存在对虚像的显示位置进行调整以成为与显示距离一致的俯角这样的课题。“俯角”是向下看物体时的视线的方向与眼睛的高度的水平面所成的角。俯角也称作“下视角”。
本发明正是为了解决上述这种课题而完成的,其目的在于,能够与进深方向的虚像的显示距离对应地调整虚像的显示位置。
用于解决课题的手段
本发明的显示装置用于车辆,用于显示虚像,其特征在于,所述显示装置具有:影像显示部,其包含射出影像光的光源部和被投射所述影像光的屏幕;以及控制部,其对显示所述虚像的位置进行调整,将所述屏幕上映出的像投影为所述虚像,所述虚像包含第1虚像和显示在与所述第1虚像不同的位置的第2虚像,所述影像显示部在所述屏幕上显示要投影到所述第1虚像的显示区域内的第1调整用图像和要投影到所述第2虚像的显示区域内的第2调整用图像,所述控制部根据所述第1调整用图像和所述第2调整用图像,对所述第1虚像的显示区域的位置和所述第2虚像的显示区域的位置进行调整。
发明效果
本发明能够与虚像的显示距离对应地调整虚像的显示位置。
附图说明
图1是将本发明的实施方式1的显示装置设置在车辆中的结构图。
图2是本发明的实施方式1的显示装置的控制部的结构图。
图3是示出本发明的实施方式1的显示装置的虚像的显示位置的例子的说明图。
图4是立体地示出本发明的实施方式1的显示装置的虚像的示意图。
图5是示出本发明的实施方式1的显示装置的虚像的显示例的说明图。
图6是说明本发明的实施方式1的显示装置中的驾驶者的视线的说明图。
图7是说明本发明的实施方式1的显示装置的虚像与背景的关系的说明图。
图8是说明本发明的实施方式1的显示装置的虚像与AR显示的对象物的关系的说明图。
图9是示出本发明的实施方式1的变形例1的显示装置中的虚像位置的调整用图像的例子的说明图。
图10是从驾驶者观察本发明的实施方式1的变形例1的显示装置的虚像时的说明图。
图11是本发明的实施方式1的用于显示虚像的调整方法的流程图。
图12是本发明的实施方式1的用于显示虚像的调整方法中的调整用图像的显示处理的流程图。
图13是示出本发明的实施方式1的变形例2的显示装置的示意图。
图14是本发明的实施方式1的变形例2的显示装置的虚像的说明图。
图15是说明本发明的实施方式1的变形例2的显示装置的虚像与AR显示的对象物的关系的说明图。
具体实施方式
实施方式1
<虚像显示装置100的结构>
图1是示出实施方式1的虚像显示装置100的结构的一例的示意图。虚像显示装置100例如是车载用的平视显示器。虚像显示装置100例如搭载于车辆600的仪表板610上。但是,虚像显示装置100不限于平视显示器,设置场所也不限于仪表板。
虚像显示装置100具有影像显示部110和控制部130。虚像显示装置100能够具有放大反射镜140。影像显示部110具有光源部111和屏幕120。
光源部111例如如投影仪那样射出影像光。“影像光”是指具有影像信息的光。光源部111射出的影像光具有作为虚像映出的影像的信息。另外,影像光例如能够包含静止的图像的信息。
从光源部111射出的影像光被投射到屏幕120上。然后,影像在屏幕120上成像。从光源部111侧入射到屏幕120的影像光透过屏幕120。
向屏幕120投射影像光。屏幕120是透射型的屏幕。“投射”是指射出影像光或通过影像光显示影像。这里,影像包含虚像。因此,针对射出的影像光或通过影像光显示的影像(包含虚像)使用“投射”。
屏幕120例如根据其设置位置而具有2个屏幕120a、120b。屏幕120具有近距离的虚像用屏幕120a和远距离的虚像用屏幕120b。
此外,屏幕120例如能够设一个屏幕为可动式。即,一个屏幕120在屏幕120a的位置与屏幕120b的位置之间移动。而且,例如,驾驶者500能够根据时间选择近距离的虚像用屏幕120a和远距离的虚像用屏幕120b中的任意一方。
进而,例如,能够在左右方向上将屏幕120分割成2个屏幕。例如,能够设左侧的屏幕为近距离的虚像用屏幕120a,设右侧的屏幕为远距离的虚像用屏幕120b。该情况下,光源部111能够同时向近距离的虚像用屏幕120a和远距离的虚像用屏幕120b投射影像光。
放大反射镜140具备具有负光焦度的反射面(凹面)。放大反射镜140对屏幕120上成像的影像进行投影。放大反射镜140例如对屏幕120上成像的影像进行放大投影。
放大反射镜140具有投影光学***的功能。投影光学***对屏幕120上成像的影像进行投影。投影光学***将放大反射镜140作为结构要素。此外,投影光学***能够将挡风玻璃300或合成器作为结构要素。
放大反射镜140例如朝向挡风玻璃300投射透过屏幕120的影像光。挡风玻璃300例如是车辆的前挡风玻璃。挡风玻璃300反射来自放大反射镜140的影像光并将其引导至驾驶者500。
另外,这里,作为一例,以前挡风玻璃型的平视显示器进行说明。但是,虚像显示装置100还能够应用于合成器型的平视显示器。前挡风玻璃(挡风玻璃300)和合成器具有朝向驾驶者等反射从虚像显示装置100投射的影像光的功能。
屏幕120上成像的影像作为虚像显示在虚像区400内。从驾驶者500观察,虚像区400位于挡风玻璃300的前方。虚像区400是由屏幕120显示的虚像的显示区。虚像区400根据屏幕120的位置等而移动。
近距离的虚像用屏幕120a上的影像作为虚像显示在近距离的虚像区400a内。远距离的虚像用屏幕120b上的影像作为虚像显示在远距离的虚像区400b内。驾驶者500能够重叠地视觉辨认由放大反射镜140投影的影像和挡风玻璃300的前方的风景。
放大反射镜140的反射面也可以由自由曲面形成。由此,放大反射镜140能够对由于挡风玻璃300的曲率而引起的影像的变形进行校正。
控制部130能够对影像显示部110、放大反射镜140或屏幕120进行控制。控制部130的结构在后面叙述。
控制部130对显示虚像的位置进行调整。即,显示虚像的位置的调整,包含从车辆到虚像的距离的调整、虚像的高度方向的位置的调整和虚像的倾斜的调整。
从光源部111射出的影像光到达驾驶者500之前的期间内的装置的结构不限于图1所示的结构。例如,也可以构成为影像光由放大反射镜140或挡风玻璃300以外的反射面反射。此外,屏幕120不限于透射型,也可以是反射型。能够考虑仪表板610的空闲空间和光学部件的大小对装置的结构进行变更。
<控制部130的结构>
图2是虚像显示装置100的控制部130的结构图。控制部130具有影像数据转换部131、光源控制部132、虚像控制部133和投射位置控制部134。
控制部130也可以具有放大反射镜驱动电路141和屏幕驱动电路142。
影像数据转换部131是将作为显示成虚像的影像的基础的影像信号数据转换成能够由光源控制部132和虚像控制部133处理的形式的部分。影像信号数据例如包含虚像用的影像、影像的放大率、表示虚像的显示方向或远近方向的虚像的显示距离的距离数据等。
影像数据转换部131能够接收在虚像显示装置100的内部生成的影像信号数据。此外,例如,影像数据转换部131能够接收由控制部130生成的影像信号数据。
虚像显示装置100或控制部130例如从外部的设备接收车辆的行驶速度的信息或外部气体温度的信息等。然后,虚像显示装置100或控制部130根据这些信息生成包含虚像用的影像等的影像信号数据。虚像显示装置100或控制部130将生成的影像信号数据转交给影像数据转换部131。
此外,例如,影像数据转换部131能够接收由虚像显示装置100的外部设备生成的影像信号数据。虚像显示装置100的外部设备例如是对车辆600进行控制的部分或导航***等。
此外,影像数据转换部131能够从车辆600的外部接收影像信号数据。从车辆600的外部接收到的影像信号数据例如是根据互联网信息等生成的数据。
影像数据转换部131向光源控制部132和虚像控制部133发送影像信号数据S1、S2。
光源控制部132对光源部111射出影像光进行控制。光源控制部132从影像数据转换部131接收影像信号数据S1。光源控制部132根据影像信号数据S1,生成作为从光源部111射出的影像光的基础的影像数据。此时,考虑所显示的虚像的方向和进深,决定影像的尺寸或显示影像的位置等。然后,生成影像数据。影像的尺寸(大小)或显示影像的位置等的决定方法在后面叙述。光源控制部132向光源部111发送已生成的影像数据作为控制信号S3。
光源部111射出影像光。光源部111根据控制信号S3射出影像光。光源部111从光源控制部132接收控制信号S3。控制信号S3是根据影像数据对光源部111进行控制的信号。
虚像控制部133生成用于对屏幕120的位置进行控制的信号。虚像控制部133从影像数据转换部131接收影像信号数据S2。虚像控制部133根据影像信号数据S2向屏幕驱动电路142发送控制信号S4。控制信号S4是用于对屏幕120的位置或倾斜进行控制的信号。
例如,在图1中,使屏幕120移动到远距离的虚像用屏幕120b的位置,由此,虚像显示在远距离的虚像区400b的位置。由此,驾驶者500看成是在远方显示虚像。
根据从屏幕120到挡风玻璃300的光路长度或放大反射镜140的放大率等决定从驾驶者500到虚像的距离。从远距离的虚像用屏幕120b到挡风玻璃300的光路长度比从近距离的虚像用屏幕120a到挡风玻璃300的光路长度长。因此,远距离的虚像区400b位于比近距离的虚像区400a更远离驾驶者500的位置。
虚像控制部133根据来自影像数据转换部131的影像信号数据S2,决定从驾驶者500到虚像区400a、400b的距离。在从驾驶者500到虚像区400a、400b的距离的决定中,也可以使用影像信号数据S2以外的信息。但是,该情况下,需要进行将由虚像显示装置100显示的影像和距离的信息关联起来的处理。
屏幕驱动电路142对屏幕120的位置进行调整。屏幕驱动电路142根据控制信号S4对屏幕120的位置进行调整。然后,显示虚像的位置(虚像区400a、400b)在远近的方向上移动。在实施方式中,“远近的方向”是车辆600的行进方向。屏幕驱动电路142从虚像控制部133接收控制信号S4。控制信号S4是屏幕120的位置信息。
投射位置控制部134生成用于对放大反射镜140的位置或角度进行变更的信号S5。投射位置控制部134从外部的输入器150接收用于对放大反射镜140进行调整的信号S6。
输入器150例如是输入按钮、开关或拨盘等。输入器150设置于车辆600以用于控制虚像的投射位置。输入器150例如由驾驶者500来操作。
投射位置控制部134将信号S6转换成控制信号S5。控制信号S5是用于对放大反射镜140的位置或角度进行变更的信号。然后,投射位置控制部134向放大反射镜驱动电路141发送控制信号S5。
放大反射镜驱动电路141对放大反射镜140的位置或角度进行调整。放大反射镜驱动电路141根据控制信号S5对放大反射镜140的位置或角度进行调整。然后,显示虚像的位置(虚像区400a、400b)移动。驾驶者500能够一边确认所投射的虚像,一边通过该输入单元调整最佳的投射位置。放大反射镜驱动电路141从投射位置控制部134接收控制信号S5。控制信号S5是用于对放大反射镜140的位置或角度进行调整的信号。
<虚像的显示位置的调整用图像>
图3的(a)~图3的(d)是示出垂直方向的虚像的显示位置的调整例的说明图。下面,对调整虚像的显示位置时使用的调整用图像的显示进行说明。图3的(a)和图3的(b)示出在调整虚像的显示位置时输入到光源部111的调整用图像的一例。图3的(a)~图3的(d)是驾驶者500借助放大反射镜140观察到的图。
图3的(a)是以与驾驶者500较近的距离显示虚像的情况下输入到光源部111的图像。
控制信号S3的输入影像格式112表示光源部111输出的影像的整体区域。控制信号S3被输入到光源部111。输入影像格式112是光源部111能够在屏幕120上显示的区域。
在图3的(a)中,近距离用的调整用图像113a相对于输入影像格式112的整体的图像区域设定在上侧。此外,在图3的(a)中,近距离用的调整用图像113a例如相对于输入影像格式112的整体的图像区域设定在左侧。
此外,图3的(b)是以与驾驶者500较远的距离显示虚像的情况下输入到光源部111的图像。
在图3的(b)中,远距离用的调整用图像113b相对于输入影像格式112的整体的图像区域设定在下侧。此外,在图3的(b)中,远距离用的调整用图像113b例如相对于输入影像格式112的整体的图像区域设定在右侧。
另外,图3的十字线表示画面的纵向或横向各自的中央位置的目标,因此,不作为图像进行显示。此外,其他附图中也同样,十字线表示目标。
图3的(c)是示出将图3的(a)的图像投影到近距离的虚像用屏幕120a上时的影像的一例。
投影区121a是在近距离时向屏幕120投影图像的区域。近距离时的投影区121a是向近距离的虚像用屏幕120a投影输入影像格式112的图像的区域。此外,近距离用的调整用图像113a作为近距离用的调整用中间图像122a投影到近距离的虚像用屏幕120a上。
图3的(d)是示出将图3的(b)的图像投影到远距离的虚像用屏幕120b上时的影像的一例。
投影区121b是在远距离时向屏幕120投影图像的区域。远距离时的投影区121b是向远距离的虚像用屏幕120b投影输入影像格式112的图像时的区域。此外,远距离用的调整用图像113b作为远距离用的调整用中间图像122b投影到远距离的虚像用屏幕120b上。
这里,远距离的虚像用屏幕120b比近距离的虚像用屏幕120a更接近光源部111。即,从光源部111到屏幕120b的投射距离比从光源部111到屏幕120a的投射距离短。
因此,与近距离时的投影区121a的面积相比,远距离时的投影区121b的面积较小。同样,与近距离用的调整用中间图像122a的大小相比,远距离用的调整用中间图像122b的大小较小。
<驾驶者的眼睛的位置的高度与虚像显示位置的关系>
图4是立体地示出从驾驶者500观察虚像的状态的示意图。
驾驶者500能够作为虚像观察图3的(c)和图3的(d)中说明的投影到屏幕120上的影像。另外,在图4中,示出驾驶者500和虚像区400a、400b中显示的虚像,省略其他光学***。此外,为了容易理解说明,驾驶者500的大小、虚像的大小和它们的距离是与实际不同的比率。
近距离的虚像区400a是显示作为虚像投影到近距离的虚像用屏幕120a上的近距离时的投影区121a内的影像的区域。远距离的虚像区400b是显示作为虚像投影到远距离的虚像用屏幕120b上的远距离时的投影区121b内的影像的区域。
此外,近距离用的调整用虚像410a是近距离用的调整用中间图像122a的虚像。远距离用的调整用虚像420b是远距离用的调整用中间图像122b的虚像。近距离的虚像区400a上示出的远距离用的调整用虚像420a表示从驾驶者500的位置观察时的近距离的虚像区400a上的远距离用的调整用虚像420b的位置。
从驾驶者500观察的近距离的虚像区400a的视角和远距离的虚像区400b的视角相同。这里,视角是从虚像区400a的上端和下端到驾驶者500的眼睛的两条直线生成的垂直方向角度。
此外,从驾驶者500视觉辨认的近距离的虚像区400a和远距离的虚像区400b位于相同方向上。
这里,利用俯角表示从驾驶者500观察的虚像区400的方向。即,通过从驾驶者500的眼睛的位置朝向虚像区400的中心的方向与水平面所成的角表示虚像区400的方向。
另外,对在比驾驶者500的眼睛的高度更靠下侧显示虚像的例子进行说明。因此,使用俯角。在比驾驶者500的眼睛的高度更靠上侧显示虚像的情况下,也可以使用仰角。
此外,在图4中,驾驶者500在比近距离用的调整用虚像410a更靠下侧视觉辨认远距离用的调整用虚像420b。这是因为,在近距离的虚像区400a上,远距离用的调整用虚像420a的位置位于比近距离用的调整用虚像410a的位置低的位置。
以后,将这种状态说明成“在比近距离用的调整用虚像410a的位置更靠下侧视觉辨认远距离用的调整用虚像420a的位置”。或者说明成“远距离用的调整用虚像420a比近距离用的调整用虚像410a低”。
这样,关于从驾驶者500视觉辨认的调整用虚像410、420的方向,以“上侧或下侧”或“高度较高或较低”这样的相对位置关系进行说明。另外,近距离的虚像区400a和远距离的虚像区400b也同样以相对位置关系进行说明。
这里,“高度”是调整用虚像410、420或虚像区400a、400b的上下方向(垂直方向)的位置的高度。不是调整用虚像410、420自身的纵向的高度。此外,不是虚像区400a、400b自身的纵向的高度。
从远距离的虚像用屏幕120b到光源部111的距离比从近距离的虚像用屏幕120a到光源部111的距离短。因此,远距离时的投影区121b成为比近距离时的投影区121a小的区域。
另一方面,在屏幕120以后的投射光学***的光路长度中,近距离的虚像用屏幕120a的光路长度比远距离的虚像用屏幕120b的光路长度短。
因此,在显示虚像时,与近距离时的投影区121a的影像相比,远距离时的投影区121b的影像被放大。近距离的虚像区400a和远距离的虚像区400b距驾驶者500的距离不同。但是,双方的视角相同。因此,驾驶者500视觉辨认为近距离的虚像区400a的大小和远距离的虚像区400b的大小相同。
图5是示出虚像显示装置100显示的调整用虚像410、420的例子的说明图。
关于图4所示的从驾驶者500观察的调整用虚像410、420的外观,对改变驾驶者500的眼睛的高度时的虚像的外观的差异进行说明。作为条件,放大反射镜140的位置和角度等被固定。然后,对仅驾驶者500的眼睛的高度变化的情况进行说明。通过改变驾驶者500的眼睛的高度,显示近距离的虚像区400a和远距离的虚像区400b的空间位置不变。
图5的(a)示出驾驶者500的眼睛的位置移动到驾驶者500L的眼睛的位置的情况。驾驶者500L的眼睛的位置比驾驶者500的眼睛的位置低。在图5的(a)中,在比远距离的虚像区400b高的位置看到近距离的虚像区400a。
图5的(b)示出与图4相同的驾驶者500的眼睛的位置的情况。在图5的(b)中,以与远距离的虚像区400b相同的高度看到近距离的虚像区400a。
图5的(c)示出驾驶者500的眼睛的位置移动到驾驶者500H的眼睛的位置的情况。驾驶者500H的眼睛的位置比驾驶者500的眼睛的位置高。在图5的(c)中,在比远距离的虚像区400b低的位置看到近距离的虚像区400a。
在连接远距离用的调整用虚像420b和驾驶者500的眼睛的位置的线段与近距离的虚像区400a相交的位置视觉辨认远距离用的调整用虚像420a。因此,例如,驾驶者500的眼睛的高度上下移动,由此,远距离用的调整用虚像420a的位置也上下移动。
在图5的(b)中,从驾驶者500的位置视觉辨认的远距离的虚像区400b的俯角和近距离的虚像区400a的俯角相同。即,从驾驶者500看成是远距离的虚像区400b的高度和近距离的虚像区400a的高度相同。
以图5的(b)为基准,对图5的(a)和图5的(c)的虚像的外观进行比较。
在图5的(a)中,从驾驶者500L的位置视觉辨认的远距离的虚像区400b的俯角大于近距离的虚像区400a的俯角。因此,驾驶者500L看成是远距离的虚像区400b比近距离的虚像区400a低。在图5的(a)中,与图5的(b)的情况相比,远距离用的调整用虚像420a的位置较低。
在图5的(c)中,从驾驶者500H的位置视觉辨认的远距离的虚像区400b的俯角小于近距离的虚像区400a的俯角。因此,驾驶者500H看成是远距离的虚像区400b比近距离的虚像区400a高。在图5的(c)中,与图5的(b)的情况相比,远距离用的调整用虚像420a的位置较高。
如上所述,根据驾驶者500的眼睛的高度,从驾驶者500观察的远距离用的调整用虚像420b与近距离用的调整用虚像410a的相对高度变化。
不改变驾驶者500的眼睛的高度,通过改变远距离的虚像区400b的高度和近距离的虚像区400a的高度,也可得到同样的效果。即,通过改变虚像区400b、400a的高度,能够改变从驾驶者500观察的远距离用的调整用虚像420b与近距离用的调整用虚像410a的相对高度。
根据从放大反射镜140投射到挡风玻璃300上的影像光在挡风玻璃300上的位置和相对于挡风玻璃300的入射角度,决定虚像区400b、400a的位置。因此,通过对放大反射镜140的位置或角度等进行调整,能够变更虚像区400b、400a的位置。
放大反射镜140具有对投影虚像的方向进行调整的功能。此外,放大反射镜140具有对投影虚像的位置进行调整的功能。即,放大反射镜140具有虚像调整部的功能。
图5的(a)相当于使远距离的虚像区400b和近距离的虚像区400a相对于驾驶者500的眼睛向上方移动。图5的(c)相当于使远距离的虚像区400b和近距离的虚像区400a相对于驾驶者500的眼睛向下方移动。
驾驶者500能够设定放大反射镜140的位置或角度,由此,能够对远距离的虚像区400b和近距离的虚像区400a的高度进行变更。由此,驾驶者500能够调整放大反射镜140,以能够以相同高度视觉辨认近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b。
这样,准备近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b。然后,对这些调整用虚像410a、420b的显示高度进行调整。由此,能够容易地对近距离的虚像区400a与远距离的虚像区400b的位置关系进行调整。特别地,能够容易地对近距离的虚像区400a与远距离的虚像区400b的高度方向的位置关系进行调整。
在本实施方式1中,如图5的(c)那样进行放大反射镜140的调整,使得与近距离的虚像区400a相比,能够在相对较高的位置视觉辨认远距离的虚像区400b。作为调整的目标,对放大反射镜140进行调整,使得从驾驶者500观察,能够视觉辨认近距离用的调整用虚像410a的高度和能够视觉辨认远距离用的调整用虚像420b的高度相同。
由此,从驾驶者500观察,远距离的虚像区400b配置在比近距离的虚像区400a高的位置。即,驾驶者500能够在比近距离的虚像高的位置观察远距离的虚像。
这样,使用近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b对放大反射镜140进行调整,使得在比近距离的虚像高的位置视觉辨认远距离的虚像。由此,驾驶者500能够自然地视觉辨认远距离的虚像和近距离的虚像。
<距离与俯角的关系>
接着,说明对放大反射镜140进行调整,使得与近距离的虚像区400a相比能够在相对较高的位置视觉辨认远距离的虚像区400b的理由。
图6的(a)和图6的(b)是说明驾驶者500的视线的说明图。图6的(a)是示出从驾驶者500到对象物700a、700b、700c的距离与俯角的关系的图。图6的(b)是示出从驾驶者500侧视觉辨认的前方的景色的图。
在图6的(a)中,在驾驶者500前方的地面G(例如路面上)放置有对象物700a、700b、700c。对象物700a放置在比对象物700b更接近驾驶者500的位置LA。对象物700b放置在对象物700a与对象物700c之间。对象物700c放置在比对象物700b更远离驾驶者500的位置LB。在从驾驶者500观察地面的对象物700a、700b、700c的情况下,对象物700a、700b、700c越位于远方,则俯角越小。俯角TA大于俯角TB。
图6的(b)是视觉辨认对象物700a、700b、700c作为从驾驶者500在前方看到的景色的图。
与要视觉辨认的对象物700a、700b、700c之间的距离越近,则俯角越大。即,对象物700b的俯角大于对象物700c的俯角。而且,对象物700a的俯角大于对象物700b的俯角。
而且,与要视觉辨认的对象物700a、700b、700c之间的距离越近,则在越低的位置视觉辨认对象物700a、700b、700c。即,在比对象物700c低的位置视觉辨认对象物700b。而且,在比对象物700b低的位置视觉辨认对象物700a。
相同高度的对象物700a、700b、700c越位于远距离,则在越高的位置视觉辨认。另外,在俯角成为0度的位置存在水平线HL。
因此,远距离的虚像区400b显示在比近距离的虚像区400a高的位置。这样,驾驶者500能够以接近实际的远近感的感觉视觉辨认虚像。
此外,在对象物700a、700b、700c为相同大小的情况下,与要视觉辨认的对象物700a、700b、700c之间的距离越近,则与对象物700b相比,对象物700a看起来越大。此外,与对象物700c相比,对象物700b看起来越大。
例如,说明使用虚像进行车的路径引导的情况。在以虚像显示与交叉点之间的距离的情况下,根据与交叉点之间的距离的变化,对虚像的显示位置进行变更。
在交叉点位于较远距离的情况下,驾驶者500在较高位置视觉辨认交叉点。此外,在交叉点位于较近距离的情况下,驾驶者500在较低位置视觉辨认交叉点。
同样,在交叉点位于较远距离的情况下,以驾驶者500能够在较高位置视觉辨认虚像的方式进行显示。此外,在交叉点位于较近距离的情况下,以驾驶者500能够在较低位置视觉辨认虚像的方式进行显示。
因此,对虚像显示装置100进行调整,使得从驾驶者500观察,远距离的虚像区400b的位置比近距离的虚像区400a的位置高。例如,对与虚像之间的距离和虚像区400的高度进行调整,使得从图5的(c)的驾驶者500H进行观察。
这样,根据与虚像之间的距离,在上侧视觉辨认较远距离的虚像。此外,在下侧视觉辨认较近距离的虚像。此外,根据与虚像之间的距离,较小地显示较远距离的虚像。而且,较大地显示较近距离的虚像。由此,驾驶者500能够以自然的远近感视觉辨认对象物700。
<调整步骤>
接着,叙述虚像显示装置100中的虚像显示位置的调整。
例如,在驾驶者500的体型不同的情况下,驾驶者500变化,有时驾驶者500的眼睛的位置变化。假设在这种情况下实施虚像显示位置的调整。
在接受驾驶者500的调整完成指示之前,虚像显示装置100处于能够进行该调整的状态。以后,将该状态称作“调整模式”。或者,也可以通过驾驶者500的操作或设定而逐次成为调整模式。
在调整模式时,虚像显示装置100使屏幕120移动到近距离的虚像用屏幕120a的位置。将图3的(a)所示的近距离用的调整用图像113a投影到近距离的虚像用屏幕120a上。然后,虚像显示装置100暂时中止近距离用的调整用图像113a的投影。
接着,虚像显示装置100使屏幕120移动到远距离的虚像用屏幕120b的位置。将图3的(b)所示的远距离用的调整用图像113b投影到远距离的虚像用屏幕120b上。然后,虚像显示装置100暂时停止远距离用的调整用图像113b的投影。
反复进行这些动作,交替进行近距离用的调整用图像113a的投影和远距离用的调整用图像113b的投影。另外,通过提高反复进行动作的速度,驾驶者500能够大致同时视觉辨认近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b。
此时,驾驶者500对放大反射镜140的位置或角度进行调整。通过这些调整,驾驶者500使近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b成为相同高度。
因此,优选尽可能同时视觉辨认近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b。另外,驾驶者500也可以在改变驾驶席的高度或靠背的倾斜等之后,进行这些调整。在视觉辨认虚像区400a、400b时,优选驾驶者500的姿态是与驾驶时相同的状态。
近距离用的调整用虚像410a显示在近距离的虚像区400a的上部。远距离用的调整用虚像420b显示在远距离的虚像区400b的下部。通过使近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b的显示高度一致,远距离的虚像区400b的位置比近距离的虚像区400a的位置高。即,使近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b的驾驶者500进行视觉辨认的高度一致。
放大反射镜140的位置和角度例如通过设置在方向盘等上的开关或拨盘等输入设备来控制。或者,放大反射镜140的位置和角度例如通过语音输入等来控制。
放大反射镜140的位置和角度双方也可以与开关等联动地动作。此外,例如,为了简化,也可以仅对放大反射镜140的位置进行控制。或者,也可以仅对放大反射镜140的角度进行控制。
例如,驾驶者500也可以使虚像的显示位置在上下方向上移动。或者,驾驶者500也可以变更针对虚像的俯角。例如,在车辆的驾驶者500中,“上下方向”是与路面垂直的方向。
<调整用图像的显示位置的设定>
使近距离用的调整用图像113a的高度方向的位置和远距离用的调整用图像113b的高度方向的位置在输入影像格式112内成为不同的位置。而且,近距离用的调整用图像113a的高度方向的位置为比远距离用的调整用图像113b的高度方向的位置高的位置。
为了进行比较,对在输入影像格式112内使近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b成为相同高度的情况进行说明。
该情况下,当进行调整以使近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b成为相同高度时,以相同高度视觉辨认近距离的虚像区400a和远距离的虚像区400b。即,与虚像的距离无关,在相同高度(方向)视觉辨认虚像区400。
例如,作为虚像显示装置100的基本设计,这种设定在减小虚像区400中心的俯角的情况下是有效的。当减小俯角时,能够减小相对于与对象物700之间的距离之差的被视觉辨认的对象物700的垂直方向的位置之差。即,在图6的(b)所示的从驾驶者500侧视觉辨认的前方的风景中,各对象物700a、700b、700c的垂直方向的间隔较小。
接着,对在输入影像格式112内将近距离用的调整用图像113a设定在比远距离用的调整用图像113b高的位置的情况进行说明。
该情况下,当进行调整以使近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b成为相同高度时,以比远距离的虚像区400b低的位置视觉辨认近距离的虚像区400a。
例如,作为虚像显示装置100的基本设计,这种设定在增大虚像区400中心的俯角的情况下是有效的。当增大俯角时,能够增大相对于与对象物700之间的距离之差的被视觉辨认的对象物700的垂直方向的位置之差。即,在图6的(b)所示的从驾驶者500侧视觉辨认的前方的风景中,各对象物700a、700b、700c的垂直方向的间隔较大。
如上所述,输入影像格式112内的近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b的高度之差影响近距离的虚像区400a和远距离的虚像区400b的高度之差。因此,能够考虑远距离的虚像的高度和近距离的虚像的高度之差等,设定近距离用的调整用图像113a的高度和远距离用的调整用图像113b的高度。作为虚像显示装置100的基本设计进行设定。
此外,能够以实验的方式求出近距离用的调整用图像113a的高度与远距离用的调整用图像113b的高度的关系,使得从一般体型的驾驶者500观察,能够以自然的远近感视觉辨认较近距离的虚像和较远距离的虚像。
在虚像显示装置100内具有这样生成的调整用图像113a、113b。各驾驶者500能够使用该调整用图像113a、113b对远距离的虚像的高度与近距离的虚像的高度的关系进行调整。
<虚像与对象物的关系>
接着,说明使虚像显示装置100显示的虚像与背景重叠而进行AR(AugmentedReality)显示的情况。AR(增强现实)是在现实的风景中重合数字信息进行显示的技术。AR显示是使用AR技术在现实的风景中重合数字信息的显示。
对该情况下的虚像、背景和驾驶者500的视点的关系进行说明。
图7是说明虚像显示装置100显示的虚像与背景的关系的说明图。
位置P0、P1、P2、PV1、PV2表示驾驶者500前方的地面上的位置。高度H0、H1、H2表示距地面的距离。即,位置P0、P1、P2、PV1、PV2是水平方向的位置。而且,高度H0、H1、H2是垂直方向的位置。另外,为了容易进行说明,设位置P0、P1、P2、PV1、PV2呈直线状配置来进行说明。
位置P0是驾驶者500的位置。此外,位置P0是虚像显示装置100的位置。位置P1是近距离的对象物710的位置。位置P2是远距离的对象物712的位置。这里,对象物710、712作为点状的对象物而示出。对象物710、712配置在高度H0的位置。
对象物710、712进行AR显示。位置PV1是近距离的虚像V1的位置。位置PV2是远距离的虚像V2的位置。虚像V1、V2是虚像显示装置100显示的虚像。
另外,设虚像V1、V2为点状的虚像进行说明。因此,在与后述虚像VN、VF进行区分的情况下,设为点状的虚像V1、V2进行说明。
高度H0是地面的位置。高度H1是驾驶者500的眼睛的位置。高度H2是作为虚像显示装置100的虚像显示方向的基准的位置(基准高度)。基准高度H2是穿过近距离的虚像V1和远距离的虚像V2的直线与从位置P0垂直于地面(路面)的线相交的位置。
虚像显示装置100的俯角T3是从高度H2视觉辨认近距离虚像V1和远距离虚像V2的俯角。从驾驶者500的眼睛的位置(P0,H1)观察近距离的对象物710时的俯角是近距离的俯角T1。从驾驶者500的眼睛的位置(P0,H1)观察远距离的对象物712时的俯角是远距离的俯角T2。
设穿过驾驶者500的眼睛的位置(P0,H1)的俯角T1的直线与从位置PV1垂直于地面(路面)的线相交的点为虚像V1。设穿过驾驶者500的眼睛的位置(P0,H1)的俯角T2的直线与从位置PV2垂直于地面(路面)的线相交的点为虚像V2。连接虚像V1和虚像V2的直线与穿过虚像显示装置100的位置(P0,H2)的俯角T3的直线一致。
这里,省略虚像显示装置100的视角,因此,从虚像显示装置100观察的虚像V1、V2位于一个方向(俯角T3)。即,虚像V1、V2作为直线上的点而示出。但是,实际上,虚像V1、V2在垂直方向上具有大小。因此,虚像显示装置100具有能够显示虚像V1、V2的视角。
根据如何设定虚像显示装置100的视角中的俯角T3,高度H1发生变化。例如,在以地面的对象物710、712为基准来决定高度H1的情况下,能够将俯角T3设定为虚像显示装置100的视角下端的角度。另外,如果在虚像显示装置100的视角内,则能够将任意的角度设定为虚像显示装置100的俯角T3。
通过设为以上这种位置关系,虚像显示装置100能够在近距离的虚像V1与远距离的虚像V2之间显示虚像。而且,针对位于近距离的对象物710与远距离的对象物712之间的对象物,以AR方式显示近距离的虚像V1与远距离的虚像V2之间显示的虚像。即,能够在对象物上重合显示虚像。
此外,将进行AR显示的位置和显示内容对应起来,由此,从驾驶者500观察,能够成为容易视觉辨认的AR显示。
近距离的虚像位置PV1是从近距离的虚像V1向地面(地上)下引的垂线的垂足。远距离的虚像位置PV2是从远距离的虚像V2向地面(地上)下引的垂线的垂足。
连接虚像V1和虚像V2的直线的俯角为数度左右,因此,能够将俯角近似为零。而且,从虚像显示装置100到虚像的距离与从地面上的虚像显示装置100的位置P0到虚像的位置的距离之差为误差程度。
因此,将从虚像显示装置100的位置(P0,H2)到近距离的虚像V1的距离近似为从视点位置P0到近距离的虚像位置PV1的距离。将从虚像显示装置100的位置(P0,H2)到远距离的虚像V2的距离近似为从视点位置P0到远距离的虚像位置PV2的距离。在以下的例子中,为了容易进行计算,使用地面上的距离。
<具体的虚像与对象物的关系>
接着,关于图7所示的虚像和对象物,对具体例子进行说明。
例如,普通乘用车中的驾驶者500的眼睛的高度平均为1.2m。普通乘用车的高度为2m以下。因此,例如,设高度H1为1.2m。设从驾驶者500的位置P0到近距离的对象物710的位置P1的距离(P1-P0)为20m。同样,设从驾驶者500的位置P0到远距离的对象物712的位置P2的距离(P2-P0)为50m。
从驾驶者500的眼睛的位置(P0,H1)到近距离的对象物710的俯角T1大约为3.43度。从驾驶者500的眼睛的位置(P0,H1)到远距离的对象物712的俯角T2大约为1.37度。
设虚像显示装置100中显示的近距离的虚像V1的虚像位置PV1从位置P0起为2m。设虚像显示装置100中显示的远距离的虚像V2的虚像位置PV2从位置P0起为20m。
在满足图7的关系的情况下,虚像显示装置100的俯角T3大约为1.15度。同样,高度H2大约为1.12m。
从驾驶者500的眼睛的位置(P0,H1)观察近距离的虚像V1和远距离的虚像V2时的角度差为两者的俯角之差(T1-T2)。该角度差是从驾驶者500观察虚像V1和虚像V2的方向的角度差。该情况下的角度差大约为2.06度。
在该例子中,驾驶者500对虚像显示装置100进行调整,使得近距离的虚像V1与远距离的虚像V2的显示角度差大约为2.06度。
<近距离的虚像和远距离的虚像的例子>
图8是说明虚像显示装置100显示的虚像与AR显示的对象物的关系的说明图。
说明虚像显示装置100针对近距离的对象物710和远距离的对象物712进行AR显示的情况。即,说明针对对象物710、712在对应的位置P1、P2显示虚像的情况。对与图7相同的要素标注相同标号,对不同之处进行说明。
视角T4是虚像显示装置100的视角。视角T4是表示能够从高度H2视觉辨认的垂直方向的虚像范围的视角。视角T4是位于高度H2的位置的虚像显示装置100与能够显示虚像的范围的上端和下端所成的角度。即,视角T4是从高度H2的位置起的能够显示虚像的范围的上端的俯角与下端的俯角之差。这里,近距离的虚像V1的位置和远距离的虚像V2的位置位于虚像显示装置100的视角T4的下端。
说明驾驶者500从高度H1进行视觉辨认的情况。
在近距离的对象物710的位置P1显示AR图像RN的情况下,虚像显示装置100在近距离的点状的虚像V1的位置显示虚像VN。此外,在远距离的对象物712的位置P2显示AR图像RF的情况下,虚像显示装置100在远距离的点状的虚像V2的位置显示虚像VF。
这里,在近距离的AR图像RN和远距离的AR图像RF为相同大小(高度)的情况下,近距离的虚像VN和远距离的虚像VF相对于视角T4的高度的比例不同。在该例子中,在视角T4的范围内显示近距离的虚像VN。另一方面,在比视角T4的范围小的范围内显示远距离的虚像VF。
考虑以上情况,在车接近AR显示的对象物710、712等情况下,对虚像VN、VF的显示位置和虚像VN、VF的大小进行变更,由此能够进行自然的AR显示。另外,对虚像显示装置100能够进行AR显示的最近距离和最远距离的情况进行说明。但是,在它们中间的距离也能够进行AR显示。
在图8中,近距离的虚像V1的位置和远距离的虚像V2的位置位于虚像显示装置100的视角T4的下端。但是,点状的虚像V1、V2也可以不位于虚像VN、VF的下端。
例如,也可以使点状的虚像V1、V2的位置位于虚像显示装置100的视角T4的中心或上端。该情况下,AR显示的对象物710、712与作为虚像显示的AR图像RN、RF的关系满足上述虚像VN、VF的位置与大小的关系。
<显示调整用虚像的位置>
接着,对由影像显示部110显示的近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b的显示位置进行说明。
在图3的(a)中,在控制信号S3的输入影像格式112内的上侧显示近距离用的调整用图像113a。在图3的(b)中,在控制信号S3的输入影像格式112内的下侧显示远距离用的调整用图像113b。
如图4所示,近距离用的调整用图像113a显示成近距离用的调整用虚像410a。远距离用的调整用图像113b显示成远距离用的调整用虚像420b。在比远距离用的调整用虚像420b更靠上侧视觉辨认近距离用的调整用虚像410a。
而且,设定成近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b的从驾驶者500视觉辨认的方向的角度差为近距离虚像V1和远距离虚像V2所显示的角度差。在所述例子中,近距离虚像V1和远距离虚像V2所显示的角度差大约为2.06度。
即,以由虚像显示装置100的设计决定的视角为基准,决定近距离虚像V1和远距离虚像V2所显示的角度差。在所述例子中,近距离虚像V1显示在远距离虚像V2的大约2.06度下侧的方向上。
然后,决定近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b的显示位置,使得近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b的从驾驶者500视觉辨认的方向的角度差为该所显示的角度差。该情况下,近距离用的调整用图像113a位于比远距离用的调整用图像113b更靠上侧。
使用这样决定的近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b,驾驶者500对虚像V1、V2的显示位置进行调整。进行调整以使近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b成为相同高度。而且,在比远距离虚像V2低所显示的角度差的量的位置视觉辨认近距离虚像V1。
作为一例,对虚像显示装置100的垂直方向的视角为±3度且视角不会由于虚像的距离而变化的情况进行说明。
输入影像格式112的纵宽(垂直方向的长度)相当于视角的±3度。因此,输入影像格式112的纵宽的六分之一相当于视角的大约1度。在所述例子中,近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b所显示的角度差大约为2度。
设近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b的垂直方向的位置之差为输入影像格式112的纵宽的大约1/3,使得所显示的角度差大约相当于2度。在输入影像格式112的区域内,近距离用的调整用图像113a成为比远距离用的调整用图像113b高的位置。
然后,使用放大反射镜140等对虚像的显示位置进行调整,使得能够从高度H1在相同位置视觉辨认近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b。由此,能够在确保图7所示的近距离虚像V1和远距离虚像V2所显示的角度差的状态下,对虚像的显示位置进行调整。
另外,在上述例子中,以由虚像显示装置100的设计决定的视角为基准。但是,如以下所示,还能够以实验方式求出。
首先,将近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b设定在输入影像格式112的相同高度位置。然后,进行调整以使从高度H2在相同高度看到近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b。在调整中使用放大反射镜140等。另外,在如设计那样设置有虚像显示装置100的情况下,在初始状态下,从高度H2在相同高度看到近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b。
接着,在从高度H1进行视觉辨认的情况下,对近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b中的一方或双方的高度进行调整,使得近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b成为相同高度。记录此时的近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b的高度之差。
设高度调整后的近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b为以实验方式求出的调整用图像。此外,保持所记录的调整用图像113a、113b的高度之差。这样,能够决定输入影像格式112的区域内的近距离用的调整用图像113a和远距离用的调整用图像113b的高度。
这里,在上述以实验方式求出的方法的情况下,视觉辨认近距离用的调整用虚像410a和远距离用的调整用虚像420b的主体可以是人,也可以不是人。例如,在视觉辨认调整用虚像410a、410b的位置设置摄像机。然后,通过对摄像机影像进行分析,能够进行调整用虚像410a、410b的位置的测定和调整用图像113a、113b的高度的调整。
作为虚像显示装置100的光学***的设计项目,有屏幕120的尺寸、屏幕120的特性和放大反射镜140的放大率等。根据光学***的设计内容,有时近距离的虚像区400a的视角和远距离的虚像区400b的视角不同。这种情况下,例如,能够测定近距离的虚像区400a的视角和远距离的虚像区400b的视角,设定与各个视角对应的图像。
<变形例1>
接着,示出虚像位置的调整中使用的调整用虚像的变形例。
图9的(a)和图9的(b)是示出虚像位置的调整用图像的例子的说明图。图9的(a)是在近距离的虚像用屏幕120a上投影出调整用图像的例子。图9的(b)是在远距离的虚像用屏幕120b上投影出调整用图像的例子。图9的(a)和图9的(b)是驾驶者500借助放大反射镜140观察的图。
在近距离的虚像用屏幕120a的区域内的、近距离时的投影区121a的上方投影近距离用的调整用中间图像122c。近距离用的调整用中间图像122c是倾斜的图形。
在图9的(a)中,近距离用的调整用中间图像122c是带状的图形。此外,近距离用的调整用中间图像122c从左侧的中央部朝向上侧的中央部延伸。而且,近距离用的调整用中间图像122c的上端成为与水平方向平行的边。即,近距离用的调整用中间图像122c的上端呈在水平方向上被切断的形状。近距离用的调整用中间图像122c的上端位于近距离时的投影区121a的左右方向的中央区域。
在远距离的虚像用屏幕120b的区域内的、远距离时的投影区121b的下方投影远距离用的调整用中间图像122d。远距离用的调整用中间图像122d是倾斜的图形。
在图9的(b)中,远距离用的调整用中间图像122d是带状的图形。此外,远距离用的调整用中间图像122d从右侧的中央部朝向下侧的中央部延伸。而且,远距离用的调整用中间图像122d的下端成为与水平方向平行的边。即,远距离用的调整用中间图像122d的下端呈在水平方向上被切断的形状。远距离用的调整用中间图像122d的下端位于远距离时的投影区121b的左右方向的中央区域。
图10的(a)~图10的(c)是示出从驾驶者500观察的虚像的例子的说明图。图10的(a)~图10的(c)是示出从驾驶者500看到的虚像区400的虚像的图。
在图10的(a)中,近距离的虚像区400a的高度比远距离的虚像区400b高。在图10的(b)中,近距离的虚像区400a的高度和远距离的虚像区400b相同。在图10的(c)中,近距离的虚像区400a的高度比远距离的虚像区400b低。
投射到图9的(a)和图9的(b)的屏幕120a、120b上的影像光由放大反射镜140反射后,穿过挡风玻璃300。然后,影像光被驾驶者500视觉辨认成虚像。
远距离的虚像区400b的面积大于近距离的虚像区400a的面积。但是,从驾驶者500观察,如果远距离的虚像区400b的视角和近距离的虚像区400a的视角相同,则外观的大小相同。因此,在图10的(a)~图10的(c)中,为了简便,设远距离的虚像区400b和近距离的虚像区400a为相同大小。
图10的(a)示出近距离的虚像区400a的高度比远距离的虚像区400b的高度高的情况。这相当于图5的(a)的驾驶者500的眼睛的高度较低的情况。该情况下,在比远距离用的调整用虚像421a高的位置视觉辨认近距离用的调整用虚像411a。
图10的(b)示出近距离的虚像区400a的高度和远距离的虚像区400b的高度相同的情况。这相当于图5的(b)的驾驶者500的情况。该情况下,以与远距离用的调整用虚像421a相同的高度视觉辨认近距离用的调整用虚像411a。
图10的(c)示出近距离的虚像区400a的高度比远距离的虚像区400b的高度低的情况。这相当于图5的(c)的驾驶者500的眼睛的高度较高的情况。该情况下,在比远距离用的调整用虚像421a低的位置视觉辨认近距离用的调整用虚像411a。
在图10的(c)中,进而在近距离用的调整用虚像411a和远距离用的调整用虚像421a配置在一条直线上的状态下进行视觉辨认。即,近距离用的调整用虚像411a和远距离用的调整用虚像421a成为从左下朝向右上延伸的带状的图形。
由此,能够容易地识别近距离的虚像区400a的高度为比远距离的虚像区400b的高度低的位置。此外,通过设近距离用的调整用虚像411a和远距离用的调整用虚像421a为倾斜的直线状图形,除了能够容易地调整虚像区400a、400b的高度方向的位置以外,还能够容易地调整横向的位置。
例如,在希望使近距离的虚像区400a和远距离的虚像区400b的高度相同的情况下,在图10的(b)时,对调整用图像113a、113b的位置进行调整,使得近距离用的调整用虚像411a和远距离用的调整用虚像421a配置在直线上。另外,该情况下,投影到屏幕120上的近距离用的调整用中间图像122c和远距离用的调整用中间图像122d也配置在直线上。
此外,在图9和图10的例子中,设近距离用的调整用虚像411a和远距离用的调整用虚像421a为从驾驶者500观察右上倾斜的带状的图形。但是,调整用虚像411a、421a不限于该图形。例如,在近距离用的调整用虚像411a和远距离用的调整用虚像421a中,也可以将多个点状的图形配置在直线上。
在驾驶者500的眼睛的位置左右偏移的情况下,该驾驶者500的眼睛的位置偏移对近距离用的调整用虚像411a与远距离用的调整用虚像421a的位置关系造成影响。
因此,在对虚像的显示位置进行调整的情况下,能够限制头的位置。例如,在使驾驶者500的头靠在驾驶席的头枕上的状态下,对虚像的显示位置进行调整。头枕是安装在座席靠背上部的枕状部件,发挥支承头的作用。
另外,不需要严格地定位头的位置。头的位置只要是能够从正面视觉辨认所显示的虚像的位置即可。
因此,例如,在近距离的虚像区400a和远距离的虚像区400b的区域内,在横向的相同位置显示各自的调整用虚像。
例如,在虚像区400a、400b的横向的中央显示调整用虚像。驾驶者500对驾驶者500的头的位置进行调整,使得能够在横向的相同位置视觉辨认近距离的虚像区400a和远距离的虚像区400b的调整用虚像。这样,驾驶者500在进行头的位置的横向调整后,对虚像的显示位置进行调整。
在驾驶者500变化的情况下,由于体格的差异等,有时从基准设计时的驾驶者500的眼睛的位置偏移。这种情况下,驾驶者500也能够容易地对虚像的显示位置进行调整。
由于座席的高度调整、驾驶时的前倾姿态、座席靠背的倾斜等,驾驶者500的眼睛的位置移动。这种情况下,在检测驾驶者500的眼睛的位置时,不仅是眼睛的高度,还需要正确检测眼睛的进深方向的位置。因此,如果不能三维地检测眼睛的位置,则很难进行与眼睛的位置对应的放大反射镜140的自动调整。
在虚像显示装置100中,通过驾驶者500的操作进行虚像的显示位置的调整。因此,不需要进行自动调整所需要的眼睛的位置检测。而且,不需要检测眼睛的位置的摄像机或传感器。此外,虚像显示装置100显示调整用图像113,以用于调整虚像的显示位置。因此,不需要进行自动调整用的复杂的运算处理等。
在利用挡风玻璃300显示来自虚像显示装置100的虚像的情况下,虚像的显示状态由于挡风玻璃300而受到影响。挡风玻璃300的形状和倾斜状态等按照每个车型而不同。因此,在对各种车型组入虚像显示装置100的情况下,需要对显示虚像的条件进行优化。在检测驾驶者500的眼睛的位置并对放大反射镜140进行自动控制的方式中,需要按照每个车型对用于控制放大反射镜140的运算式或运算中使用的系数等进行变更。
虚像显示装置100进行基本设计即可,不需要按照每个车型进行变更。驾驶者500自身对虚像的观察方法进行调整,因此,不需要按照每个车型设定运算式或运算中使用的系数等。因此,虚像显示装置100容易展开成各种车型。
也可以使屏幕120移动,交替显示近距离的虚像和远距离的虚像,以显示基于近距离的虚像用屏幕120a的近距离的虚像和基于远距离的虚像用屏幕120b的远距离的虚像。或者,也可以将屏幕120分割成两半,分别配置成近距离的虚像用屏幕120a和远距离的虚像用屏幕120b。通过分割使用屏幕120,能够同时显示近距离的虚像和远距离的虚像。
作为一例,调整用图像113使用箭头。但是,不限于该图形。
调整用图像113是用于对虚像的显示位置进行调整的图像。调整用图像113也可以使用简单的线、点或标记等。调整用图像113能够从驾驶者500识别远距离的调整用虚像和近距离的调整用虚像的位置差异即可。此外,例如,也可以不严格地调整虚像的显示位置。
此外,也可以除了显示远距离的调整用虚像和近距离的调整用虚像以外,还显示中距离用的调整用虚像,对虚像的显示位置进行调整。在以不同的2个以上的距离显示虚像的情况下,显示调整用虚像。然后,驾驶者500一边视觉辨认调整用虚像,一边对虚像的显示位置进行调整。
作为虚像的显示位置的调整方法,示出对放大反射镜140的位置和角度进行调整的方法。但是,不限于该方法。
通过使屏幕120的位置在近距离时和远距离时在上下方向上偏移,也能够对虚像的显示位置进行调整。此外,通过使从光源部111射出的影像光在近距离时和远距离时在上下方向上偏移,也能够对虚像的显示位置进行调整。进而,也可以组合放大反射镜140、屏幕120和光源部111中的任意一方,对它们进行控制,由此对虚像的显示位置进行调整。
<虚像的显示位置的调整方法>
下面,使用流程图对虚像的显示位置的调整方法进行说明。
图11是虚像的显示位置的调整方法的流程图。
在步骤S10中,开始进行虚像的显示位置的调整。进行虚像的显示位置的调整的观测者(例如驾驶者500)操作虚像显示装置100,将其设定成调整模式,由此开始进行图11所示的调整。
在步骤S20中,进行调整用图像113的设定。如图3所示,选择与显示虚像的距离对应的调整用图像113。然后,设定屏幕120的区域内的调整用图像113的显示位置。
在步骤S30中,使用选择出的调整用图像113,开始进行调整用虚像410、420的显示。由此,观测者(例如驾驶者500)能够视觉辨认调整用虚像410、420。步骤S30中的详细处理在后面叙述。另外,在步骤S30中起动调整用图像113的显示处理后,进入步骤S40。
在步骤S40中,根据观测者的操作对虚像的显示位置进行变更。每当观测者进行操作时执行该处理。
在步骤S50中,观测者进行调整结束的指示。当接收到来自观测者的调整结束的指示时,选择“是”。然后,进入步骤S60。当未接收到来自观测者的调整结束的指示时,选择“否”。然后,进入步骤S40。
在步骤S60中,结束调整用虚像410、420的显示。
在步骤S70中,结束虚像的显示位置的调整。
另外,在上述例子中,关于虚像的显示位置的调整开始,手动设定成调整模式。但是,不限于该方法(手动)。
例如,检测观测者的差异(驾驶者500的头的位置差异等)。然后,在当前的设定与进行调整时不同的情况下,也可以开始进行调整。即,在满足了用于判断观测者的眼睛的位置差异的条件的情况下,也可以自动起动调整模式。
另外,用于判断该观测者(例如驾驶者500)的差异的传感器等不需要检测用于对虚像的显示位置进行调整的观测者的眼睛的位置。因此,能够使用以其他目的设置的对车内进行拍摄的摄像机或测量驾驶者的体重的传感器等。作为摄像机,可举出驾驶者的瞌睡防止用的摄像机。
接着,对步骤S30中的调整用影像的显示处理进行说明。
图12是调整用图像113的显示处理的流程图。图12对图11的步骤S30的处理进行详细说明。在进入图11的步骤S30的情况下,开始进行图12的步骤S300。图11的流程图进入步骤S40,并行执行图12的步骤S300。
在步骤S300中,开始进行影像的显示处理。在开始进行影像的显示处理后,进入步骤S301。
在步骤S301中,将虚像的显示距离设定成远距离。例如,在图1中,使屏幕120移动到屏幕120b的位置。
在步骤S302中,显示第1调整用图像113b。由此,观测者能够以远距离视觉辨认基于第1调整用图像113b的虚像。
在步骤S303中,测定从在步骤S302中显示第1调整用图像113b起的经过时间。在超过了规定时间的情况下,选择“是”,进入步骤S304。在未超过规定时间的情况下,选择“否”,进入步骤S303。
在步骤S304中,停止第1调整用图像113b的显示。
在步骤S305中,将虚像的显示距离设定成近距离。例如,在图1中,使屏幕120移动到屏幕120a的位置。
在步骤S306中,显示第2调整用图像113a。由此,观测者能够以近距离视觉辨认基于第2调整用图像113a的虚像。
在步骤S307中,测定从在步骤S306中显示第2调整用图像113a起的经过时间。在超过了规定时间的情况下,选择“是”,进入步骤S308。在未超过规定时间的情况下,选择“否”,进入步骤S307。
在步骤S308中,停止第2调整用图像113a的显示。
在步骤S309中,判断是否需要结束调整用图像113a、113b的显示处理。在不结束影像的显示处理的情况下,选择“否”,进入步骤S301。在结束影像的显示处理的情况下,选择“是”,进入步骤S310。然后,结束影像的显示处理。即,结束图12的调整用图像113的显示处理的流程图。
步骤S309中的是否结束影像的显示处理基于是否进行了图11的步骤S60的调整用虚像的结束处理。与图12的流程图并行地进行图11的流程图。在进行了图11的步骤S60的情况下,图12的步骤S309选择“是”。在未进行图11的步骤S60的情况下,图12的步骤S309选择“否”。
图12的调整用图像113的显示处理的流程图根据图11的虚像的显示位置的调整方法的流程图进行起动和结束。在进行了图11的步骤S30的情况下,起动图12的步骤S300。在进行了图11的步骤S60的情况下,在图12的步骤S309中进行“是”的判断。然后,在步骤S310中,图12的流程图结束。因此,在图11的步骤S30~步骤S60的处理的期间内,并行实施图12的步骤S301~步骤S309的处理。
由此,观测者能够交替视觉辨认远距离的虚像和近距离的虚像,对两个虚像进行比较。在步骤S303和步骤S307中,优选在判断中使用的规定时间是尽可能短的时间。这样,观测者能够在短时间内对远距离的虚像和近距离的虚像进行比较。
<变形例2>
在此前的实施方式中,驾驶者500垂直地视觉辨认虚像区400。但是,在变形例2中,虚像区400倾斜。
图13是示出变形例2的虚像显示装置161的结构的一例的示意图。
倾斜屏幕120t相对于光源部111的光轴C倾斜。因此,能够从驾驶者500视觉辨认的倾斜的虚像区400t以上端比下端更远的方式倾斜。即,倾斜的虚像区400t以从驾驶者500观察较高位置比较低位置远的方式倾斜。投影到倾斜的虚像区400t中的虚像以与虚像之间的距离具有深度。即,投影到倾斜的虚像区400t中的虚像具有一个虚像中显示的距离不同的部分。
由此,能够使倾斜的虚像区400t成为接近从驾驶者500观察的道路倾斜的状态。而且,例如,能够提高视觉辨认性,以虚像显示路径引导的箭头等。
图14的(a)~图14的(c)是说明虚像的显示状态的说明图。
图14的(a)是从斜上方示出显示虚像的状态的图。即,图14的(a)是从斜上方观察驾驶者500观察虚像的状态的图。图14的(b)是从横向示出显示虚像的状态的图。即,图14的(b)是从横向观察图14的(a)的图。图14的(c)是示出影像显示部171的光源部111和屏幕120(屏幕120t和屏幕120e)的结构例的图。
倾斜的虚像区400t是通过倾斜屏幕120t显示虚像的区。在倾斜的虚像区400t的下侧显示近距离的虚像。在倾斜的虚像区400t的上侧显示远距离的虚像。
从驾驶者500观察,远距离的虚像区400e位于倾斜的虚像区400t的左侧。驾驶者500垂直地视觉辨认远距离的虚像区400e。从驾驶者500到远距离的虚像区400e的距离与从驾驶者500到倾斜的虚像区400t的上侧的距离相同。
影像显示部171具有倾斜屏幕120t和位置调整用屏幕120e。
位置调整用屏幕120e是远距离的虚像区400e用的屏幕。远距离的调整用虚像420e是基于投影到位置调整用屏幕120e上的远距离的调整用中间图像122e的虚像。
倾斜屏幕120t是倾斜的虚像区400t用的屏幕。倾斜用的调整用虚像410t是基于投影到倾斜屏幕120t上的倾斜用的调整用中间图像122t的虚像。
在比倾斜用的调整用中间图像122t高的位置显示远距离的调整用中间图像122e。另一方面,在比倾斜用的调整用虚像410t低的位置显示远距离的调整用虚像420e。
如图14的(b)所示,当驾驶者500的眼睛的高度变化时,观察倾斜的虚像区400t的角度变化。
如驾驶者500H那样从较高位置看到虚像在纵向上较大。另一方面,如驾驶者500L那样从较低位置看到虚像在纵向上较小。
在图14的(a)和图14的(b)中示出通过改变驾驶者500的位置,虚像的外观变化。相反,通过改变虚像的显示位置,还能够相对地改变驾驶者500的位置。在驾驶者500的眼睛的位置变化的情况下,通过对虚像的显示位置进行调整,能够容易地对倾斜的虚像区400t的外观进行调整。
例如,如驾驶者500H正在观察的状态那样,设在相同位置看到远距离的调整用虚像420e和倾斜用的调整用虚像410t的状态为基准状态。此外,在该例子中,使倾斜的虚像区400t的上端和远距离的虚像区400e的上端成为相同高度。倾斜用的调整用虚像410t作为近距离的调整用虚像而跟与远距离的调整用虚像420e相同的高度一致。
在倾斜的虚像区400t上,最远距离的虚像位置是倾斜的虚像区400t的上端。在倾斜的虚像区400t上,近距离的调整用虚像成为倾斜用的调整用虚像410t。
最远距离的调整用虚像和最近距离的调整用虚像的垂直方向的距离成为从远距离的虚像区400e的上端到远距离的调整用虚像420e的距离。即,看到近距离的虚像和远距离的虚像分开该垂直方向的距离量。而且,驾驶者500能够以接近实际的远近感的感觉视觉辨认虚像。
驾驶者500能够同时视觉辨认虚像的显示位置的调整用屏幕(位置调整用屏幕120e)和显示影像的屏幕(屏幕120、120t)。因此,容易对虚像的显示位置进行调整。
设置位置调整用屏幕120e,使得与由位置调整用屏幕120e显示的虚像之间的距离和与由屏幕120显示的虚像之间的距离不同。因此,在任何屏幕120的结构中,都能够采用位置调整用屏幕120e。
此外,能够在远距离的调整用虚像420e和倾斜用的调整用虚像410t中的至少任意一方显示刻度。即,可以在远距离的调整用图像和倾斜用的调整用图像中的至少任意一方描绘刻度。使用所显示的刻度使远距离的调整用虚像420e和倾斜用的调整用虚像410t一致。由此,能够对倾斜的虚像区400t的倾斜角进行调整。即,能够通过刻度来识别2个虚像所成的角。
另外,另行设置的位置调整用屏幕120e也可以具有使用LED等的简易的显示功能。该情况下,位置调整用屏幕120e使用该显示功能显示远距离的调整用图像。
此外,也可以代替远距离的虚像区400e而设置近距离的虚像区。在近距离的虚像区内投影近距离的调整用虚像。该情况下,在倾斜的虚像区400t上投影远距离的调整用虚像,设倾斜用的调整用虚像410t为远距离的调整用虚像。使用远距离的调整用虚像和近距离的调整用虚像,驾驶者500进行虚像的显示位置的调整。
<倾斜虚像影像的一例>
下面,说明虚像显示装置161在路面上AR显示用于进行路径引导的箭头的情况的一例。
图15是说明虚像显示装置161显示的虚像与AR显示的对象物710、712的关系的说明图。
这里,对与图7相同的要素标注相同标号并省略其说明。相同的要素是高度H0、H1、H2、俯角T1、T2、T3、点状的虚像V1、V2、对象物710、712和位置P0、P1、P2、PV1、PV2。
视角T4是虚像显示装置161的视角。视角T4是从设置有虚像显示装置161的高度H2视觉辨认的虚像范围的角度。近距离的虚像V1位于虚像显示装置161的视角T4的下端。远距离的虚像V2位于虚像显示装置161的视角T4的下端。
对象物710、712是用于通过虚像显示装置161进行AR显示的对象物。
在从高度H1进行视觉辨认的情况下,AR图像RT显示在从近距离的对象物710的位置P1到远距离的对象物712的位置P2之间的地面上(路面上)。
虚像显示装置161显示虚像VT。虚像VT倾斜显示。这里,虚像VT的近距离侧的端部位于近距离的点状的虚像V1的位置。虚像VT的远距离侧的端部位于连接高度H1的位置和远距离的对象物712的位置P2的直线与视角T4的上端相交的位置。
由此,例如,进行路径引导时的箭头等虚像与路面重合进行显示。而且,驾驶者500能够容易地识别被引导的信息。
此外,近距离的虚像V1的位置和远距离的虚像V2的位置位于虚像显示装置161的视角T4的下端。但是,虚像V1、V2的位置不限于此。例如,虚像V1、V2的位置也可以位于虚像显示装置161的视角T4的中心或上端。但是,该情况下,需要对作为AR显示对象的对象物710、712与作为虚像显示的影像(虚像RT)的位置关联进行调整。
示出了屏幕120的若干个结构例,但是不限于此。例如,也可以对移动的屏幕120或倾斜屏幕120t进行分割。能够进行各种屏幕的组合。
另外,在上述各实施方式中,有时使用“平行”或“垂直”等表示部件间位置关系或部件形状的用语。这些用语表示包含考虑到制造上的公差或组装上的偏差等的范围。因此,在权利要求书中存在表示部件间位置关系或部件形状的记载的情况下,表示包含考虑到制造上的公差或组装上的偏差等的范围。
此外,如上所述说明了本发明的实施方式,但是,本发明不限于这些实施方式。
根据以上各实施方式,下面将发明内容记载成附记(1)和附记(2)。附记(1)和附记(2)分别独立地标注标号。因此,例如,附记(1)和附记(2)都存在“附记1”。
此外,能够组合附记(1)的特征和附记(2)的特征。
<附记(1)>
<附记1>
一种用于显示虚像的显示装置,其特征在于,所述显示装置具有:
影像显示部,其射出作为虚像映出的影像光;
控制部,其对与被投影所述虚像的位置之间的距离进行变更;以及
虚像调整部,其对被投影所述虚像的方向进行调整,
根据与所述虚像之间的距离,对投影所述虚像的方向进行变更。
<附记2>
根据附记1所述的用于显示虚像的显示装置,其特征在于,
所述影像显示部还射出作为调整用虚像投影的距离不同的多个调整用图像作为影像光。
<附记3>
根据附记2所述的用于显示虚像的显示装置,其特征在于,
在被投影所述调整用虚像的情况下,进行调整以在比距离较近的调整用虚像高的位置显示距离较远的调整用虚像。
<附记4>
根据附记2或3所述的用于显示虚像的显示装置,其特征在于,
同时或交替地投影所述调整用虚像。
<附记5>
根据附记2~4中的任意一项所述的用于显示虚像的显示装置,其特征在于,
设为能够识别从观察者观察的多个所述调整用虚像的投影方向所成的角为规定角度的所述调整用图像。
<附记6>
根据附记1~5中的任意一项所述的用于显示虚像的显示装置,其特征在于,
所述控制部以与虚像之间的距离具有深度。
<附记7>
一种用于显示虚像的调整方法,其特征在于,所述调整方法具有以下步骤:
射出作为虚像映出的影像光;
对与被投影所述虚像的位置之间的距离进行变更;以及
使用所述虚像对被投影该虚像的方向进行调整,
根据与所述虚像之间的距离,对投影所述虚像的方向进行变更。
<附记8>
根据附记7所述的用于显示虚像的调整方法,其特征在于,
所述虚像包含第1虚像和第2虚像,
使用所述第1虚像和第2虚像对投影的方向进行调整。
<附记9>
根据附记8所述的用于显示虚像的调整方法,其特征在于,
进行调整以在比所述第1虚像远的位置显示所述第2虚像,在比所述第1虚像高的位置显示所述第2虚像。
<附记10>
根据附记8或9所述的用于显示虚像的调整方法,其特征在于,
同时或交替地投影所述第1虚像和所述第2虚像。
<附记11>
根据附记8~10中的任意一项所述的用于显示虚像的调整方法,其特征在于,
射出能够从观察者识别所述第1虚像和所述第2虚像的投影方向所成的角为规定角度的调整用图像作为影像光。
<附记12>
根据附记7~11中的任意一项所述的用于显示虚像的调整方法,其特征在于,
以具有深度的方式显示所述虚像。
<附记(2)>
<附记1>
一种显示装置,其用于车辆,用于显示虚像,其特征在于,所述显示装置具有:
影像显示部,其包含射出影像光的光源部和被投射所述影像光的屏幕;以及
控制部,其对显示所述虚像的位置进行调整,
所述屏幕上映出的像投影为所述虚像,
所述虚像包含第1虚像和显示在与所述第1虚像不同的位置的第2虚像,
所述影像显示部在所述屏幕上显示投影到所述第1虚像的显示区域内的第1调整用图像和投影到所述第2虚像的显示区域内的第2调整用图像,
所述控制部根据所述第1调整用图像和所述第2调整用图像,对所述第1虚像的显示区域的位置和所述第2虚像的显示区域的位置进行调整。
<附记2>
根据附记1所述的显示装置,其特征在于,
所述控制部对显示所述虚像的高度方向的位置进行调整。
<附记3>
根据附记2所述的显示装置,其特征在于,
所述第2虚像显示在比所述第1虚像更远离所述车辆的位置。
<附记4>
根据附记3所述的显示装置,其特征在于,
在使所述第1虚像的显示区域的高度方向的位置和所述第2虚像的显示区域的高度方向的位置一致的情况下,所述第1调整用图像的虚像即第1调整用虚像显示在比所述第2调整用图像的虚像即第2调整用虚像更靠所述车辆的上侧的方向上。
<附记5>
根据附记4所述的显示装置,其特征在于,
所述控制部使显示所述第1调整用图像的虚像和所述第2调整用图像的虚像的高度方向的位置一致。
<附记6>
根据附记1所述的显示装置,其特征在于,
所述控制部对所述虚像的倾斜角进行调整。
<附记7>
根据附记6所述的显示装置,其特征在于,
所述第1调整用图像和所述第2调整用图像中的至少任意一方描绘有刻度,
所述控制部根据所显示的刻度对所述第1虚像的显示区域或所述第2虚像的显示区域的倾斜角进行调整。
<附记8>
根据附记1~7中的任意一项所述的显示装置,其特征在于,
所述第1调整用图像和所述第2调整用图像同时或交替地作为虚像进行显示。
<附记9>
根据附记1~8中的任意一项所述的显示装置,其特征在于,
所述显示装置具有投影光学***,该投影光学***将所述屏幕上映出的像投影为所述虚像,
所述控制部对所述投影光学***进行调整,由此对显示所述虚像的位置进行调整。
<附记10>
一种调整方法,其用于车辆,用于显示虚像,其特征在于,
所述虚像显示在第1虚像的显示区域和与所述第1虚像的显示区域不同位置的第2虚像的显示区域内,
所述调整方法具有以下步骤:
第1步骤,使用第1调整用图像在所述第1虚像的显示区域内显示第1虚像,使用第2调整用图像在所述第2虚像的显示区域内显示第2虚像;以及
第2步骤,对所述第1虚像的显示区域的位置和所述第2虚像的显示区域的位置进行调整。
<附记11>
根据附记10所述的调整方法,其特征在于,
所述第2步骤对显示所述虚像的高度方向的位置进行调整。
<附记12>
根据附记11所述的调整方法,其特征在于,
所述第2虚像显示在比所述第1虚像更远离所述车辆的位置。
<附记13>
根据附记12所述的调整方法,其特征在于,
在使所述第1虚像的显示区域的高度方向的位置和所述第2虚像的显示区域的高度方向的位置一致的情况下,所述第1调整用图像的虚像即第1调整用虚像显示在比所述第2调整用图像的虚像即第2调整用虚像更靠所述车辆的上侧的方向上。
<附记14>
根据附记13所述的调整方法,其特征在于,
使显示所述第1调整用图像的虚像和所述第2调整用图像的虚像的高度方向的位置一致。
<附记15>
根据附记10所述的调整方法,其特征在于,
所述第2步骤对所述虚像的倾斜角进行调整。
<附记16>
根据附记15所述的调整方法,其特征在于,
所述第1调整用图像和所述第2调整用图像中的至少任意一方描绘有刻度,根据所显示的刻度对所述第1虚像的显示区域或所述第2虚像的显示区域的倾斜角进行调整。
<附记17>
根据附记10~16中的任意一项所述的调整方法,其特征在于,
所述第1调整用图像和所述第2调整用图像同时或交替地作为虚像进行显示。
标号说明
100:虚像显示装置;110:影像显示部;111:光源部;112:输入影像格式;113、113a、113b:调整用图像;120、120a、120b、120e、120t:屏幕;121、121a、121b:投影区;122、122a、122b、122c、122d、122e、122t:调整用中间图像;130:控制部;131:影像数据转换部;132:光源控制部;133:虚像控制部;134:投射位置控制部;140:放大反射镜;141:放大反射镜驱动电路;142:屏幕驱动电路;150:输入器;161:虚像显示装置;171:影像显示部;300:挡风玻璃;400、400a、400b、400e、400t:虚像区;410、410a、410t、411、411a:近距离用的调整用虚像;420、420a、420b、420e、421、421a:远距离用的调整用虚像;500、500L、500H:驾驶者;600:车辆;610:仪表板;700、710、712:对象物;C:光轴;H0、H1、H2:高度;HL:水平线;LA、LB:位置;P0、P1、P2、PV1、PV2:位置;RN、RF、RT:AR图像;S1、S2:影像信号数据;S3、S4、S5:控制信号;S6:信号;T1、T2、T3:俯角;T4:视角;TA、TB:俯角;V1、V2:点状的虚像;VN、VF:虚像。
Claims (10)
1.一种显示装置,其用于车辆,用于显示虚像,其特征在于,所述显示装置具有:
影像显示部,其包含射出影像光的光源部以及被投射所述影像光的屏幕;
投影光学***,其对在所述屏幕上成像的影像进行投影;以及
控制部,其对显示所述虚像的位置进行调整,
所述屏幕上映出的像被投影为所述虚像,
所述虚像包含第1虚像和显示在与所述第1虚像不同的位置的第2虚像,
所述第2虚像显示在比所述第1虚像更远离所述车辆的位置,
所述屏幕在近距离的虚像用屏幕的位置与远距离的虚像用屏幕的位置之间移动,
在所述屏幕位于所述近距离的虚像用屏幕的位置的情况下,所述屏幕上的影像被显示为所述第1虚像,在所述屏幕位于所述远距离的虚像用屏幕的位置的情况下,所述屏幕上的影像被显示为所述第2虚像,
所述影像显示部在所述屏幕上显示要投影到所述第1虚像的显示区域内的第1调整用图像和要投影到所述第2虚像的显示区域内的第2调整用图像,
所述控制部根据所述第1调整用图像和所述第2调整用图像,对所述第1虚像的显示区域的位置和所述第2虚像的显示区域的位置进行调整。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述控制部对显示所述虚像的高度方向的位置进行调整。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
在使所述第1虚像的显示区域的高度方向的位置和所述第2虚像的显示区域的高度方向的位置一致的情况下,所述第1调整用图像的虚像即第1调整用虚像显示在比所述第2调整用图像的虚像即第2调整用虚像更靠所述车辆的上侧的方向上。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,
所述控制部使显示所述第1调整用图像的虚像和所述第2调整用图像的虚像的高度方向的位置一致。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述控制部对所述虚像的倾斜角进行调整。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其特征在于,
所述第1调整用图像和所述第2调整用图像中的至少任意一方描绘有刻度,
所述控制部根据所显示的刻度对所述第1虚像的显示区域或所述第2虚像的显示区域的倾斜角进行调整。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的显示装置,其特征在于,
所述第1调整用图像和所述第2调整用图像同时或交替地作为虚像进行显示。
8.根据权利要求1~6中的任意一项所述的显示装置,其特征在于,
所述显示装置具有投影光学***,该投影光学***将所述屏幕上映出的像投影为所述虚像,
所述控制部对所述投影光学***进行调整,由此对显示所述虚像的位置进行调整。
9.根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于,
所述显示装置具有投影光学***,该投影光学***将所述屏幕上映出的像投影为所述虚像,
所述控制部对所述投影光学***进行调整,由此对显示所述虚像的位置进行调整。
10.一种显示装置的调整方法,所述显示装置用于车辆,用于显示虚像,其特征在于,所述显示装置具有:
影像显示部,其包含射出影像光的光源部以及被投射所述影像光的屏幕;以及
投影光学***,其对在所述屏幕上成像的影像进行投影;
所述屏幕上映出的像被投影为所述虚像,
所述虚像包含第1虚像和显示在与所述第1虚像不同的位置的第2虚像,
所述第2虚像显示在比所述第1虚像更远离所述车辆的位置,
所述屏幕在近距离的虚像用屏幕的位置与远距离的虚像用屏幕的位置之间移动,
在所述屏幕位于所述近距离的虚像用屏幕的位置的情况下,所述屏幕上的影像被显示为所述第1虚像,在所述屏幕位于所述远距离的虚像用屏幕的位置的情况下,所述屏幕上的影像被显示为所述第2虚像,
所述调整方法具有以下步骤:
在所述屏幕上显示要投影到所述第1虚像的显示区域内的第1调整用图像和要投影到所述第2虚像的显示区域内的第2调整用图像;以及
根据所述第1调整用图像和所述第2调整用图像,对所述第1虚像的显示区域的位置和所述第2虚像的显示区域的位置进行调整。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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