CN102640034B - 透过型显示装置、移动体以及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的透过型显示装置包括：透明显示板(106)；显示部(20)，将表示图像的显示光(204)向在透明显示板的一部分设定的显示区域(40)投射；比率变更部(30)，设置于透明显示板的显示区域，能够变更背面反射光(206)到达观察者的视点(107)的光量相对于表面反射光(205)到达所述视点的光量的比率，其中，背面反射光为透过透明显示板表面的显示光被透明显示板的背面反射的光，表面反射光为显示光被透明显示板的显示区域的表面侧反射的光，并且光透过率可变更；以及控制部(12)，让比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态。比率变更部在第一状态时，通过使背面反射光到达视点的光量低于第二状态时的光量来降低所述比率，在第二状态时，光透过率高于第一状态时的光透过率。

Description

透过型显示装置、移动体以及控制装置

技术领域

本发明涉及一种在透明显示板上投射影像，让用户同时辨认该影像的虚像和透过背景的HUD(Head-Up Display，平视显示器)等透过型显示装置、具备该透过型显示装置的移动体、以及控制图像显示部的控制装置。

背景技术

以往，提出了一种在透明显示板上投影影像，能够同时辨认其虚像和可透过透明显示板看到的透过背景的透过型显示装置。尤其是，为了在汽车等的驾驶时在前方视野中显示速度、各种警告显示，开发了在前挡玻璃上投影显示影像的所谓的平视显示器(HUD)。

如果使用这种透过型的显示装置，驾驶员能够一边辨认前方外界一边同时观看与驾驶有关的信息(例如地图、速度计)，因此能够更加安全地进行驾驶。

图10中示出以往的HUD的例子。在该例中，通过利用前挡玻璃部分将显示光反射向驾驶员，能够同时进行前方外界与显示光的辨认。

在图10中，101是搭载有HUD的车身。102是收纳于仪表盘内部的HUD光学单元，内部包括显示部103、偏转部104。显示部103例如包括液晶元件以及光源，用来显示要对驾驶员的视点107显示的信息。由显示部103显示的显示光向偏转部104投影。偏转部104由镜等构成，将来自显示部103的显示光偏转向前挡玻璃106上的显示区域105。前挡玻璃106的显示区域105将来自HUD光学单元102的显示光向驾驶员的视点107反射，形成显示图像的虚像108。驾驶员通过观看由前挡玻璃106的显示区域105反射的显示光，能够辨认与驾驶有关的信息。

由于前挡玻璃106的可见光透过率(transmittance)保持外界的视野，因此规定了可见光的垂直透过率。例如在日本的“道路运输车辆的安全准则”中规定为70％以上。因此，显示区域105的反射率至少被限制为可见光的垂直透过率达到规定值以上。通常，玻璃的表面反射率根据入射角、偏振方向而变化。在垂直入射时约为4％，而在轿车中常见的前挡玻璃106的倾角为30°左右的情况下，为了将显示光投射到视点107的位置，入射角为60至70°，反射率为10至12％左右。

在这种由前挡玻璃106反射显示光的以往的HUD中产生二重像。

图11是表示前挡玻璃106的结构的图。前挡玻璃106通常通过中间膜201接合内侧玻璃202与外侧玻璃203。从显示部103的某个像素点P发出并射入前挡玻璃106的入射光204由内侧玻璃202的表面的点A11反射，成为表面反射光205，生成显示像点207。另外，入射光204由外侧玻璃203的背面的点B11反射，成为背面反射光206，生成重影像点208。

这样，由于到达视点107的光路有两条，因而从显示部103投射的影像不会如图12(a)所示那样成为清晰的影像，而是如图12(b)所示那样，上下二重重叠地被辨认。

提出了一些减轻该二重像的方法。

例如，举出在前挡玻璃的表面设置光学干涉膜的方法(专利文献1)。利用以高反射率仅反射特定范围的波长的光，以高透过率让其他波长的光透过的滤光片，通过与从显示部发出的显示光的波长频谱相配合，一边确保高透过率一边提高显示光的反射率。若显示光的反射率较高，则相应地成为背面反射光，到达视点的光量减少，因而使二重像减轻。

另外，还有一种使显示光为S偏振，以布儒斯特角射入前挡玻璃的方法(专利文献2)。利用在布儒斯特角下P偏振的反射率为零、反射光全部为S偏振的性质，通过利用设置于前挡玻璃内部的波长板等使透过的S偏振的光旋转为P偏振，使背面反射光为P偏振而不反射，从而防止二重像。布儒斯特角是由折射率决定的角度，对折射率为1.5的玻璃而言约为56°。

另外，还有一种在前挡玻璃内设置全息(hologram)，对透过表面的显示光进行衍射，使背面反射光偏转而不会到达视点的方法(专利文献3)。若将全息的衍射效率设计为接近100％，取得足够大的衍射角，则能够有效地防止二重像。

但是，上述方法存在如下的课题。

在专利文献1的方法中，为了确保高透过率，需要使光学干涉膜的反射波长宽度非常窄，因此反射膜的角度依赖性变高，难以明亮地显示画面整体。例如，若配合画面中央的入射角设计干涉膜，则在相对于画面的上下部的入射角下反射率下降，画面变暗。另外，在反射率较低的区域，透过的光还是会背面反射，产生二重像。

在专利文献2的方法中存在如下课题，即为了针对视点位置进行设定使射向前挡玻璃的入射角符合布儒斯特角，前挡玻璃的设置角度受到限制，无法适应各种设计的车型。

在专利文献3的方法中，为了偏转透过前挡玻璃的表面的光，使其不会到达视点方向，以使二重像不被辨认，需要使全息的衍射效率接近100％。由于未被全息衍射的光直接透过，因而成为二重像的原因。越提高衍射效率，全息的波长依赖性、角度依赖性越高，越难以实现显示的均匀化。即，与使用光学干涉膜的情况相同，若使用相对于画面中央的入射角度具有较高衍射效率的全息，则在画面的上下衍射效率降低，二重像防止效果减弱。

此外，在使用全息的情况下，有时路灯、对面车的头灯等外来光被偏转而到达视点。即，为了使透过前挡玻璃的表面的光偏转而不到达视点，考虑向视点的上方偏转的情况和向下方偏转的情况，但无论哪种情况下，都会产生来自上方的外光到达视点，或者来自下方的外光到达视点的情况。作为上方的外光有路灯等，作为来自下方的外光有对面车的头灯等。这样，在驾驶员透过显示区域观看前方外界时，如果来自与视线方向不同方向的光到达视点而被辨认，则成为杂散光，产生问题。若将全息的衍射效率抑制得较低，则能够减少该杂散光，但在此情况下，通过背面反射到达视点的显示光增加，无法期待二重像防止效果。

如上所述，让前挡玻璃保持较高的透过率，并且也使杂散光不明显，抑制背面反射光以防止二重像是较为困难的。

专利文献1：日本专利公开公报特开昭60-124532号

专利文献2：日本专利公开公报特开平2-141720号

专利文献3：日本专利公报特许第2751436号

发明内容

本发明用于解决所述以往问题，其目的在于提供一种能够让显示区域保持较高的透过率(transmittance)，并防止二重像的产生的透过型显示装置、移动体以及控制装置。

本发明所提供的透过型显示装置包括：透明显示板，让外部光透过；显示部，将表示图像的显示光向在所述透明显示板的一部分设定的显示区域投射；比率变更部，设置于所述透明显示板的所述显示区域，被设计成能够变更背面反射光到达观察者的视点的光量相对于表面反射光到达观察者的视点的光量的比率，其中，所述背面反射光为透过所述透明显示板表面的所述显示光被所述透明显示板的背面反射的光，所述表面反射光为所述显示光被所述透明显示板的所述显示区域的表面侧反射的光，并且光透过率可变更；以及控制部，让所述比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态，其中，所述比率变更部在所述第一状态时，通过使所述背面反射光到达所述视点的光量低于所述第二状态时的光量来降低所述比率，在所述第二状态时，所述光透过率高于所述第一状态时的光透过率。

本发明所提供的移动体包括：上述透过型显示装置；由所述观察者操作的操作部；产生用于移动的驱动力的驱动源；以及基于所述观察者进行的所述操作部的操作控制所述驱动源的驱动控制部。

本发明所提供的控制装置用于控制图像显示部，所述图像显示部包括：透明显示板，让外部光透过；显示部，将表示图像的显示光向在所述透明显示板的一部分设定的显示区域投射；以及比率变更部，设置于所述透明显示板的所述显示区域，被设计成能够变更背面反射光到达观察者的视点的光量相对于表面反射光到达观察者的视点的光量的比率，其中，所述背面反射光为透过所述透明显示板表面的所述显示光被所述透明显示板的背面反射的光，所述表面反射光为所述显示光被所述透明显示板的所述显示区域的表面侧反射的光，并且光透过率可变更，所述控制装置包括向所述比率变更部输出控制信号，让所述比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态的控制部，所述比率变更部在所述第一状态时，通过使所述背面反射光到达所述视点的光量低于所述第二状态时的光量来降低所述比率，在所述第二状态时，所述光透过率高于所述第一状态时的光透过率。

附图说明

图1是表示搭载有本发明实施方式1的HUD的车辆的电气结构的方框图。

图2是示意性地表示车辆的图。

图3是示意性地表示本发明实施方式1的HUD的结构的图。

图4是表示实施方式1的动作的时序图。

图5是示意性地表示杂散光的产生的图。

图6是示意性地表示本发明实施方式2的HUD的结构的图。

图7是示意性地表示本发明实施方式3的HUD的结构的图。

图8是示意性地表示本发明实施方式4的HUD的结构的图。

图9是示意性地表示实施方式4的杂散光的产生的部分放大图。

图10是以往的HUD的结构图。

图11是表示以往的二重像的产生的例子的前挡玻璃的结构图。

图12(a)是表示清晰的影像的例子的图，(b)是表示二重像的视觉效果的例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

图1是表示搭载有本发明实施方式1的平视显示器(HUD)的车辆的电气结构的方框图。图2是示意性地表示上述车辆的图。图3(a)以及图3(b)是示意性地表示本发明实施方式1的HUD的结构的图。图4是表示本实施方式1的HUD的动作的时序图。

车辆1包括操作部2、发动机3、电子控制单元(ECU)4、HUD控制部10、显示部20、以及比率变更部30。HUD控制部10包括显示控制部11、比率控制部12、显示驱动部13、以及元件驱动部14。操作部2包括方向盘5、制动器踏板6、加速器踏板7等。操作部2根据驾驶员8的操作将操作信号输出到ECU4。发动机3根据来自ECU4的控制信号产生使车辆1移动的驱动力。ECU4根据来自操作部2的操作信号让发动机3工作等，控制车辆1整体。ECU4将表示要显示给驾驶员的视点107的信息(例如车辆1的速度)的控制信号输出到HUD控制部10。

前挡玻璃106包括内侧玻璃202、外侧玻璃203、以及设置在内侧玻璃202及外侧玻璃203之间并接合内侧玻璃202及外侧玻璃203的中间膜201。

显示部20例如包括液晶元件以及光源，将表示要显示给驾驶员的视点107的信息(图像)的显示光作为入射光204向在前挡玻璃106的一部分设置的显示区域40投射。显示驱动部13驱动显示部20的液晶元件以及光源。显示控制部11基于来自ECU4的控制信号，通过显示驱动部13控制显示部20的显示动作。比率变更部30设置于前挡玻璃106的显示区域40。比率变更部30被设计成能够变更相对于由前挡玻璃106的显示区域40反射来自显示部20的入射光204而得到的表面反射光205到达视点107的光量的、透过前挡玻璃106的表面的入射光204由外侧玻璃203的背面反射而得到的背面反射光206到达视点107的光量的比率。比率变更部30被设计成若上述比率变高则可见光的透过率变高。元件驱动部14对比率变更部30施加电压。比率控制部12通过元件驱动部14控制比率变更部30对上述比率的变更。

在本实施方式中，驾驶员的视点107对应于观察者的视点的一例，前挡玻璃106对应于透明显示板的一例，内侧玻璃202对应于内侧透明板的一例，外侧玻璃203对应于外侧透明板的一例，入射光204对应于显示光的一例。另外，车辆1对应于移动体的一例，发动机3对应于驱动源的一例，ECU4对应于驱动控制部的一例，驾驶员8对应于观察者的一例，显示控制部11以及比率控制部12对应于控制部的一例，HUD控制部10、显示部20、以及比率变更部30对应于透过型显示装置的一例。另外，前挡玻璃106、显示部20、以及比率变更部30对应于图像显示部的一例，HUD控制部10对应于控制装置的一例。

HUD控制部10以及显示部20例如收纳于车辆1的仪表盘9。作为比率变更部30，在该实施方式1中，如图3(a)、3(b)所示，使用设置于中间膜201的开关衍射元件31。

在图3(a)、3(b)中，前挡玻璃106、视点107等的配置关系与图10所示的以往的结构相同，对相同的结构要素标注相同的编号。开关衍射元件31由比率控制部12控制，是能够打开-关闭其衍射特性的元件。显示控制部11以及比率控制部12分别使显示部20以及开关衍射元件31同步对它们进行控制。

作为开关衍射元件31，例如能够应用使用强介电液晶(ferroelectric liquid crystal)等开关速度快的液晶材料的开关全息元件(switching hologram element)。该元件用来在由透明电极所夹持的聚合物分散液晶层上曝光由两个交叉的相干激光产生的干涉图案以形成布拉格透过型或反射型光栅。通过调整聚合物分散液晶的参数使固化聚合物的折射率等于液晶针对常光的折射率，能够使对透明电极施加了电压时的衍射效率几乎接近零。通过使样本为适当的厚度，峰值的衍射效率能够接近100％。由此，实现通过施加电压能够打开关闭极高的衍射效率的开关衍射元件。元件驱动部14基于来自比率控制部12的控制信号，对开关衍射元件31施加电压。

图3(a)表示开关衍射元件31为活性状态(active state)，即未被施加电压的状态。图3(b)表示开关衍射元件31为非活性状态，即被施加了电压的状态。如用图4在后面所描述的那样，由显示控制部11控制显示部20，以便在图3(a)所示的活性状态时显示部20显示图像，在图3(b)所示的非活性状态时显示部20停止图像的显示。

在图3(a)中，从显示部20的像素点P发出的光包括在前挡玻璃106的表面的点A1反射而射向视点107的表面反射光205。相对于该表面反射光205，从显示部20的像素点P发出的光在点A2折射并在前挡玻璃106的背面的点B1反射，然后在前挡玻璃106的表面的点C1再次折射并到达视点107后(图3(a)中的虚线)，作为二重像而被辨认。但是，在开关衍射元件31为活性状态时，在点A2折射并射入前挡玻璃106的光通过开关衍射元件31在点H1衍射并射向点B2。由此，背面反射光206不会到达视点107，不会作为二重像而被辨认。

若开关衍射元件31的衍射效率足够高，则二重像几乎不会被辨认。另外，衍射角度需要取得足够大，以使得背面反射光206不会经由稍稍偏离的不同路径到达视点107。

一般而言，全息元件的衍射角度越大，衍射效率的波长选择性、角度依赖性越高。因此，若与画面(显示区域40)的中央部的入射角相配合地形成全息，则由于在画面的上部及下部入射角度改变，因而存在衍射效率降低的倾向。为了防止这种情况，可以进行角度多重曝光，以覆盖(cover)相对于画面整体的入射角度。

另外，为了使全息的波长宽度变宽以覆盖(cover)显示部20的光源的波长宽度、波长变动，还可以进行波长多重曝光以形成全息。此外，通过用RGB三原色波长进行多重曝光或层积，还能够应对全色彩显示。

但是，如上所述，若进行角度多重曝光或波长多重曝光，虽然开关衍射元件31的衍射性能提高，但随着衍射的光的成分增加，透过率下降。

若透过率下降，前方视野变暗，辨认性变差，另外，当组装在前挡玻璃106上时，如果显示区域40的透过率低于规定值，则无法作为前挡玻璃使用。

对此，在本实施方式1中，如图3(b)所示，将开关衍射元件31设为非活性状态，成为几乎完全透过的状态，同时在此状态下停止显示部20的显示。并且，通过高速切换上述活性状态＝显示期间(图3(a))与非活性状态＝非显示期间(图3(b))，使得从驾驶员的视点107能够持续看到显示部20的显示。比率控制部12通常以50至60Hz切换各状态即可。在本实施方式中，图3(a)所示的活性状态对应于第一状态的一例，图3(b)所示的非活性状态对应于第二状态的一例。

图4示出由显示控制部11控制的显示部20的打开关闭(亮度)、由比率控制部12控制的元件驱动部14对开关衍射元件31的电压施加的打开关闭、开关衍射元件31的衍射效率η、以及透过率T。

如图4所示，在开关衍射元件31为活性状态，即衍射效率η较高的状态(ηhi)下，透过率T变低(Tlo)，在开关衍射元件31为非活性状态，即衍射效率η较低的状态(ηlo)下，透过率T变高(Thi)。并且，显示部20的显示的打开关闭与该切换同步地被切换。此时的透过率T是包括开关衍射元件31与前挡玻璃106在内的显示区域40整体的透过率。

如图4所示，在该实施方式中，使显示部20的打开关闭的切换周期与显示的帧期间F(帧频60Hz)一致。假设显示期间Don的占空比为D＝Don/(Don+Doff)，则时间平均透过率Tave设定为：

Tave＝Thi×(1-D)+Tlo×D＞规定值。

此外，Doff表示非显示期间，F＝Don+Doff。

根据显示期间Don的占空比D，设定显示部20的峰值亮度L1，使时间平均显示亮度与连续显示的情况同等。即，设定亮度L1，使时间平均亮度Lave＝L1×D与连续显示的情况同等。在该实施方式1中，将显示部20切换为打开和关闭，设图4中的亮度L2＝0。例如，若设占空比D为1/10，则使峰值亮度L1为连续显示的情况下的亮度的10倍。通过这样做，即使在活性状态下开关衍射元件31的透过率较低，也能通过切换到透过率较高的非活性状态，使显示区域40整体的时间平均透过率Tave为规定值(例如70％)以上。即，在活性状态下，由于开关衍射元件31的透过率低，因此来自视点107的透过视线209(图3(a)的虚线)无法辨认前挡玻璃106的前方。另一方面，在非活性状态下，由于开关衍射元件31的透过率高，因此来自视点107的透过视线209(图3(b)的实线)能够辨认前挡玻璃106的前方。在非活性期间中，如图3(b)中虚线所示，开关衍射元件31的背面反射光206的衍射效果消失。但是，原本由显示控制部11关闭显示部20以停止显示光，因而不会产生二重像。

即，本实施方式1的要点在于，通过高速切换显示区域40的透过率变低但背面反射光206不会到达视点107的状态(图3(a)所示的活性状态)和显示区域40的透过率较高且停止了来自显示部20的显示光的状态(图3(b)所示的非活性状态)，可兼顾透过率的确保和成为二重像原因的背面反射光206的切断。

此外，在本实施方式1这种使用开关衍射元件31的情况下有时会产生杂散光。

图5是示意性地表示杂散光的产生的图。图5与图3(a)同样，示出开关衍射元件31为活性状态。

在开关衍射元件31为活性的状态下，背面反射光206经过显示部20的像素点P→内侧玻璃202的点A2→开关衍射元件31的点H1→外侧玻璃203的背面的点B2的路径，到达前挡玻璃106的外侧玻璃203的背面。即，实施方式1的开关衍射元件31为将点A2→点B1的光衍射为点A2→点H1→点B2的光的全息。在这种全息中，与点H1→点B2的方向一致的点D1→点H1的光必定被衍射向点H1→点B1。

因此，例如像外来光211那样，来自外部的光在前挡玻璃106的内侧玻璃202的表面的点D1反射并在点H1衍射向点B1的方向后，到达视点107，因而被辨认。

无论怎样取全息的衍射角，与点H1→点B2的方向一致的外来光都必定存在，因而一些杂散光会被辨认。为了充分除去二重像，需要将开关衍射元件31的衍射效率设定为几乎接近100％，因此该杂散光的强度也增大。

于是，如上所述，若使开关衍射元件31动作，则在非活性状态下，外来光211透过开关衍射元件31而不会到达视点107，因而杂散光不会被辨认。因此，根据显示期间Don的占空比D，杂散光被辨认的强度降低。

如上所述，在实施方式1中，将开关衍射元件31设置于前挡玻璃106的内部的中间膜201，利用比率控制部12高速切换活性状态与非活性状态，在非活性状态时利用显示控制部11停止来自显示部20的显示光。由此，即使在活性状态下透过率较低，也能够保持较高的时间平均透过率Tave。另外，能够在降低杂散光被辨认的强度的同时，切断成为二重像原因的背面反射光206的大部分，从而能够实现无二重像的显示。

(实施方式2)

图6(a)、6(b)是示意性地表示本发明实施方式2的HUD的结构的图。与实施方式1同样，图6(a)表示显示期间(第一状态)，图6(b)表示非显示期间(第二状态)。

在本实施方式2中，作为比率变更部30(图1)，使用开关遮光元件32来取代开关衍射元件31。开关遮光元件32是通过电压的施加透过率发生变化的元件，例如是由透明导电膜夹持在介电体的母相中分散有金属粒子的复合膜的多层体，是一旦施加电压透过率下降的元件。

使用这种开关遮光元件32，在图6(a)中，在比率控制部12控制元件驱动部14，利用元件驱动部14对开关遮光元件32施加电压而降低了透过率的情况下，显示控制部11控制显示驱动部13以从显示部20发出显示光。另一方面，在图6(b)中，在比率控制部12没有利用元件驱动部14对开关遮光元件32施加电压、透过率较高的状态下，显示控制部11停止显示部20的显示光。通过与图4所示的实施方式1同样地高速切换上述状态，从观察者的视点107能够持续看到显示部20的显示。

在图6(a)中，来自显示部20的显示光在内侧玻璃202的点A2折射、射向点B1的光进一步在外侧玻璃203的背面的点B1反射而射向内侧玻璃202的点C1，两次透过开关遮光元件32。因此，在显示期间中开关遮光元件32的透过率为30％的情况下，到达视点107的背面反射光206减少到无开关遮光元件32时的9％。另外，在开关遮光元件32的透过率为20％的情况下，到达视点107的背面反射光206减少到无开关遮光元件32时的4％。

在该图6(a)所示的状态下，作为前挡玻璃106使用透过率过低。但是，通过使开关遮光元件32动作，与用图4说明的实施方式1同样，比率控制部12设定透过率Thi、Tlo及占空比D，以使时间平均透过率Tave达到规定值(例如70％)以上。另外，显示控制部11设定显示期间中的显示部20的显示亮度(图4的L1)，以使时间平均显示亮度与连续显示同等。在本实施方式中，图6(a)所示的状态对应于第一状态的一例，图6(b)所示的状态对应于第二状态的一例。

在如本实施方式2这样使用无衍射作用的元件的情况下，不会产生实施方式1那样的杂散光的问题。因此，如上所述，在实施方式2中，将开关遮光元件32设置于前挡玻璃106的内部的中间膜201，由比率控制部12高速切换高透过率-低透过率状态，利用显示控制部11在高透过率状态下停止来自显示部20的显示光。由此，能够在保持较高的时间平均透过率Tave的同时，对成为二重像原因的背面反射光206进行遮光，从而能够减轻二重像。

作为开关遮光元件32，除此之外，还能够使用利用了所谓的电致变色发光材料的遮光元件等，只要是透过率的变化幅度足够大、开关速度足够高速的材料即可。

(实施方式3)

图7(a)、7(b)是示意性地表示本发明实施方式3的HUD的结构的图。与实施方式1同样，图7(a)表示显示期间(第一状态)，图7(b)表示非显示期间(第二状态)。

在本实施方式3中，作为比率变更部30(图1)，取代如实施方式1那样将开关衍射元件31设置于前挡玻璃106的内部，而将开关镜元件33设置于内侧玻璃202的内面侧(表面侧)作为显示反射面。该开关镜元件33是通过电压的施加使反射率与透过率同时发生变化的元件。作为开关镜元件33，例如能够使用将实施方式1中使用的开关衍射元件形成反射型全息的结构。

在本实施方式3中，作为开关镜元件33，形成反射型全息，该反射型全息作为入射角与反射角相等的(图7(a)中的θ)通常的镜而起作用，在未施加电压的活性状态下几乎接近100％地反射入射光，在施加了电压的非活性状态下使入射光几乎100％地透过。

开关镜元件33设置于前挡玻璃106的内侧玻璃202的表面。因此，形成实际的全息的聚合物分散液晶层由透明电极与透明保护基板(未图示)覆盖。该透明保护基板最好是比前挡玻璃106的厚度足够薄的基板。因此，由该透明保护基板的表面反射的显示光与由全息层反射的显示光基本一致，因而完全不会产生二重像的问题。

如在实施方式1中说明的那样，通过角度多重曝光使反射角度范围变宽，或者通过波长多重曝光使反射波长宽度变宽，还能够形成具有与显示部20的画面均匀性、光源的波长变动相适应的反射面的开关镜元件33。在此情况下，在开关镜元件33为活性状态时，反射的光的成分增加，相应地透过率下降，而在开关镜元件33为非活性状态时，不进行反射衍射而让几乎全部的光透过，即成为开关镜元件33的透过率较高的状态。

与上述实施方式1同样，在本实施方式3中，在开关镜元件33为活性状态时从显示部20发出显示光而成为显示期间(图7(a))，在开关镜元件33为非活性状态时停止来自显示部20的显示光而成为非显示期间(图7(b))。与用图4说明的实施方式1同样，高速切换这两个状态。由此，从视点107能够持续看到显示部20的显示，作为前挡玻璃106的透过率也能够确保在规定值以上。

在图7(a)所示的显示期间中，从显示部20发出的显示光(入射光204)由开关镜元件33以高反射率反射。即，射向开关镜元件33的表面的点A1、A2的入射光204均以高反射率反射。因此，在图7(a)中，如点A2→点B1→点C1用虚线所表示的那样，向前挡玻璃106的背面透过的成分几乎不存在，因此不会产生二重像。但是，透过视线209(图7(a)的虚线)被开关镜元件33所遮挡，因此无法辨认前挡玻璃106的前方。

另一方面，在图7(b)所示的非显示期间中，开关镜元件33的反射率几乎为零，因此透过视线209(图7(b)的实线)透过前挡玻璃106的前方而成为能够辨认的状态。另外，由于显示部20停止显示光，所以二重像也不会产生。在本实施方式中，图7(a)所示的状态对应于第一状态的一例，图7(b)所示的状态对应于第二状态的一例。

在所述的实施方式1、2中，来自显示部20的显示光的反射是前挡玻璃106的表面反射，其反射率自身是恒定的。玻璃的反射率由折射率及入射角决定，在前挡玻璃106的倾角约为30度的一般情况下，入射角为60度前后，反射率为10％左右。与此相比，在本实施方式3中，在开关镜元件33的活性状态下，开关镜元件33的显示面的反射率变化成接近100％的较高的状态，因而在降低了显示期间Don的占空比D时的显示部20的峰值亮度(图4所示的L1)可以较低。

对于这种使用作为入射角与反射角相等的普通镜形成的全息的开关镜元件33而言，不产生在实施方式1中说明的杂散光的问题。

另外，在这种结构中，也可以代替此处作为例子的开关镜元件33，考虑使用开关调光镜34(图7(a)、7(b))。开关调光镜34例如是在透明基材上形成有多层薄膜的镁钛系合金的反射型调光元件，是形成有使用透明导电膜层、离子储藏层、固体电解质层、触媒层以及镁钛系合金薄膜的反射调光层的全固体型反射调光电致变色发光元件，能够电切换无色透明状态与镜状态。

(实施方式4)

图8(a)、8(b)是示意性地表示本发明实施方式4的HUD的结构的图。与上述实施方式同样，图8(a)表示显示期间(第一状态)，图8(b)表示非显示期间(第二状态)。

在本实施方式4中，作为比率变更部30(图1)，使用开关镜元件35。开关镜元件35与实施方式3同样，是将开关衍射元件形成为反射型的全息的结构，但不同之处在于形成反射型全息使入射角与反射角不同。从显示部20的像素点P发出的光以入射角θ1射入开关镜元件35，由开关镜元件35以出射角θ2进行衍射反射，衍射反射光210射向视点107。如图8(a)所示，若形成全息使得θ1＜θ2，则在开关镜元件35的表面的点A3(图9)反射的光即表面反射光205射向视点107的下方，不会被辨认。另外，透过开关镜元件35的显示光即使被前挡玻璃106的背面反射，也不会存在射向视点107的路径。因此，实施方式4具有原本就不产生二重像的结构。

此处，也与实施方式1、3同样，通过角度多重曝光使反射角度范围变宽，或者通过波长多重曝光使反射波长宽度变宽，还能够形成具有与画面均匀性、光源的波长变动相适应的反射面的开关镜元件35。在此情况下，在开关镜元件35为活性状态时，反射的光的成分增加，相应地透过率降低。另一方面，在开关镜元件35为非活性状态时，不进行反射衍射而让几乎全部的光透过，即成为透过率较高的状态。利用显示控制部11，在开关镜元件35为活性状态时从显示部20发出显示光而成为显示期间，在为非活性状态时停止来自显示部20的显示光而成为非显示期间。与用图4说明的实施方式1同样，高速切换该活性状态与非活性状态。由此，从视点107能够持续看到显示部20的显示，能够确保规定值以上的时间平均透过率，从而能够作为前挡玻璃106使用。

此外，在如本实施方式4这样使用入射角与出射角不同的全息的开关镜元件35中，与实施方式1同样会产生杂散光。

图9是示意性地表示本实施方式4的杂散光的产生的部分放大图。图9是将图8(a)、8(b)中作为从显示部20的像素点P发出的显示光的入射光204射入开关镜元件35的区域Q(图(a)、8(b)所示的圆)进行了放大的图。

入射光204在覆盖开关镜元件35的透明保护基板351的表面的点A3折射入射，在全息层352中的点H2被衍射反射，成为从透明保护基板351的表面的点A4射向视点107的衍射反射光210，并被辨认。

此时，在外来光中，存在透过前挡玻璃106、开关镜元件35而在透明保护基板351的表面的点A3被反射，朝向点H2的方向的外来光211。该外来光211与入射光204射入全息层352的方向一致，因此由开关镜元件35的全息层352进行衍射反射，到达视点107。若在这种与透过视线209的方向不同的外来光211的方向上存在路灯、对面车的头灯等较强的光源，则变为杂散光而被辨认，成为问题。将开关镜元件35的反射率设定得越高，杂散光的强度也变得越强。

对此，如上所述，如果让开关镜元件35以交替地切换为活性状态与非活性状态的方式动作，则在非活性状态(图8(b))时，与透过视线209的方向不同的外来光211透过开关镜元件35而不会到达视点107，因而杂散光不会被辨认。因此，根据显示期间Don的占空比D，杂散光被辨认的强度降低。

如上所述，在实施方式4中，将开关镜元件35设置于前挡玻璃106的内面(内侧玻璃202的表面)，利用比率控制部12将开关镜元件35高速切换为活性状态与非活性状态，利用显示控制部11在非活性状态时停止来自显示部20的显示光。由此，即使开关镜元件35为活性状态时透过率较低，也能够保持较高的时间平均透过率Tave。另外，也能够降低杂散光被辨认的强度。

此外，在这种实施方式4的结构中，也可以如实施方式1那样将开关镜元件35形成于前挡玻璃106的内部的中间膜201。在此情况下，即使内侧玻璃202较厚，由于表面反射光205与衍射反射光210的方向不同，所以也不产生二重像。因此，如前所述，为了能够避免透过率与杂散光的问题，以交替切换为活性状态与非活性状态的方式驱动开关镜元件35，由此取得同样的效果。

迄今为止说明的实施方式为一例，能够在不脱离本发明主旨的范围内采用各种方式。

例如，在上述各实施方式中，在开关衍射元件31等为非活性状态时停止显示部20的显示光。即，在图4中，使显示部20的亮度L2＝0。但是，本发明并不限定于此。取而代之，例如也可以在开关衍射元件31等为非活性状态时，设定亮度L2，使得0＜L2＜L1。在此情况下，设定为L2＜L1，因此与L2＝L1的情况相比，能够抑制在开关衍射元件31等为非活性状态时二重像被辨认。进一步取而代之，在本发明中，也可以设定L2，使得L2＝L1。即，也可以使显示部20的亮度在非活性状态时为与活性状态时相同的亮度。在此情况下，通过以指定的占空比交替地切换活性状态与非活性状态，能够在某种程度上抑制二重像被辨认，并且能够在某种程度上辨认前挡玻璃106的外部侧。

在上述各实施方式中，以车辆用的HUD为例进行了说明，但除此之外还能够应用于飞机、船舶等其他移动体的HUD。另外，还能够应用于眼镜型、风镜型等所谓的头戴式显示器(Head-Mounted Display)。而且，能够应用于包括展示窗或美术馆的展示柜、建筑物的窗户等各种透明显示板的透过型显示器。

另外，在上述各实施方式中，在车辆1的仪表盘9中收纳HUD控制部10以及显示部20。但是，本发明并不限定于此。取而代之，也可以在车辆1完成后作为选装件而安装HUD控制部10、显示部20、以及比率变更部30。在此情况下，例如，可以在仪表盘9的上面配置HUD控制部10以及显示部20，作为比率变更部30，如实施方式3、4那样将开关镜元件33等设置于内侧玻璃202的表面。另外，ECU4可以预先被设计成能够与作为选装件而安装的HUD控制部10通信。另外，HUD控制部10可以被设计成能够与ECU4通信。

此外，上述的具体实施方式中主要包含具有以下结构的发明。

本发明所涉及的透过型显示装置包括：透明显示板，让外部光透过；显示部，将表示图像的显示光向在所述透明显示板的一部分设定的显示区域投射；比率变更部，设置于所述透明显示板的所述显示区域，被设计成能够变更背面反射光到达观察者的视点的光量相对于表面反射光到达观察者的视点的光量的比率，其中，所述背面反射光为透过所述透明显示板表面的所述显示光被所述透明显示板的背面反射的光，所述表面反射光为所述显示光被所述透明显示板的所述显示区域的表面侧反射的光，并且光透过率可变更；以及控制部，让所述比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态，其中，所述比率变更部在所述第一状态时，通过使所述背面反射光到达所述视点的光量低于所述第二状态时的光量来降低所述比率，在所述第二状态时，所述光透过率高于所述第一状态时的光透过率。

根据该结构，透明显示板让外部光透过。显示部将表示图像的显示光向在透明显示板的一部分设定的显示区域投射。比率变更部设置于透明显示板的显示区域。比率变更部被设计成能够变更背面反射光到达观察者的视点的光量相对于表面反射光到达观察者的视点的光量的比率，其中，背面反射光为透过透明显示板表面的显示光被透明显示板的背面反射的光，表面反射光为显示光被透明显示板的显示区域的表面侧反射的光。比率变更部被设计成光透过率可变更。控制部让比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态。比率变更部在第一状态时，通过使背面反射光到达视点的光量低于第二状态时的光量来降低上述比率，在第二状态时，光透过率高于第一状态时的光透过率。

因此，由于比率变更部在第一状态时，使上述比率低于第二状态时的比率，因此表面反射光与背面反射光不易作为二重像被辨认。另一方面，由于比率变更部在第二状态时，光透过率高于第一状态时的光透过率，因此通过设置有比率变更部的透明显示板的显示区域容易从视点辨认相反侧。其结果是，通过让比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态，能够抑制表面反射光与背面反射光作为二重像而被辨认，并且还能够通过设置有比率变更部的透明显示板的显示区域从视点辨认相反侧。

在上述透过型显示装置中，较为理想的是，所述控制部调整所述占空比，使所述透明显示板的所述显示区域的时间平均可见光透过率为预先确定的规定值以上。

根据该结构，控制部调整占空比，使透明显示板的显示区域的时间平均可见光透过率为预先确定的规定值以上。控制部让比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态。另外，比率变更部为第二状态时，光透过率高于第一状态时的光透过率。因此，通过利用控制部调整占空比，使透明显示板的显示区域的时间平均可见光透过率为规定值以上，观察者能够通过设置有比率变更部的透明显示板的显示区域适宜地辨认相反侧。

在上述透过型显示装置中，较为理想的是，所述控制部控制所述显示部，在所述比率变更部处于所述第一状态时使从所述显示部投射的所述显示光的亮度为第一亮度，在所述比率变更部处于所述第二状态时使从所述显示部投射的所述显示光的亮度为低于所述第一亮度的第二亮度。

根据该结构，控制部控制显示部，在比率变更部处于第一状态时使从显示部投射的显示光的亮度为第一亮度，在比率变更部处于第二状态时使从显示部投射的显示光的亮度为低于第一亮度的第二亮度。比率变更部在第二状态时，上述比率高于第一状态时的比率，因此表面反射光与背面反射光容易作为二重像而被辨认，但是由于显示光的亮度为低于第一亮度的第二亮度，因此能够抑制二重像被辨认。另一方面，比率变更部在第一状态时，上述比率低于第二状态时的比率，因此二重像不易被辨认，因而，将显示光的亮度设为比第二亮度高的第一亮度，能够适宜地辨认显示光。

在上述透过型显示装置中，较为理想的是，所述控制部按照所述占空比，控制所述第一亮度以及所述第二亮度以便使所述显示光的时间平均亮度达到指定程度以上。

根据该结构，控制部按照占空比，控制第一亮度以及第二亮度以便使显示光的时间平均亮度达到指定程度以上。因此，观察者能够适宜地辨认显示光。

在上述透过型显示装置中，较为理想的是，所述控制部使所述第二亮度为零。

根据该结构，控制部使第二亮度为零。由于比率变更部在第二状态时，上述比率高于第一状态时的比率，因此表面反射光与背面反射光容易作为二重像而被辨认。但是，在该结构中，由于在比率变更部为第二状态时第二亮度为零，因此具有二重像不会被辨认的优点。

在上述透过型显示装置中，较为理想的是，所述透明显示板包括内侧透明板、相对于所述内侧透明板设置于所述视点的相反侧的外侧透明板、以及设置于所述内侧透明板与所述外侧透明板之间的中间膜，所述比率变更部包括配置于所述中间膜的开关衍射元件，该开关衍射元件可变更衍射效率以及所述光透过率，所述控制部让作为所述比率变更部的所述开关衍射元件以所述指定的占空比交替地切换为所述第一状态和所述第二状态，所述开关衍射元件在所述第一状态时以指定的所述衍射效率衍射入射光，在所述第二状态时，与所述第一状态时相比降低所述衍射效率并提高所述光透过率，所述开关衍射元件在所述第一状态时，通过以所述指定的衍射效率衍射在所述第二状态时所述背面反射光向所述视点行进的所述显示光，使所述显示光向所述视点以外的方向行进。

根据该结构，透明显示板包括内侧透明板、相对于内侧透明板设置于视点的相反侧的外侧透明板、以及设置于内侧透明板与外侧透明板之间的中间膜。比率变更部包括配置于中间膜的开关衍射元件，该开关衍射元件可变更衍射效率以及光透过率。控制部让作为比率变更部的开关衍射元件以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态。开关衍射元件在第一状态时以指定的衍射效率衍射入射光，在第二状态时，与第一状态时相比降低衍射效率并提高光透过率。开关衍射元件在第一状态时，通过以指定的衍射效率衍射在第二状态时背面反射光向视点行进的显示光，使所述显示光向视点以外的方向行进。

由于开关衍射元件的光透过率在第二状态时高于第一状态时，因此在开关衍射元件为第二状态时，容易从视点辨认相反侧，显示光容易透过开关衍射元件。因此，开关衍射元件为第二状态时，存在透过开关衍射元件并由透明显示板的背面反射的背面反射光向视点行进的显示光。但是，对于这种显示光，开关衍射元件在第一状态时通过以指定的衍射效率进行衍射，使该显示光向视点以外的方向行进。

因此，在开关衍射元件为第一状态时，表面反射光与背面反射光不易作为二重像而被辨认。另外，在开关衍射元件为第二状态时，由于开关衍射元件的光透过率较高，因此观察者能够通过开关衍射元件适宜地辨认透明显示板的相反侧。并且，利用控制部让开关衍射元件以指定的占空比交替地换为第一状态和第二状态，因此能够抑制二重像被辨认，并且还能够通过开关衍射元件从视点辨认相反侧。

在上述透过型显示装置中，较为理想的是，所述比率变更部包括配置于所述透明显示板的所述显示区域的所述视点侧的表面的开关衍射元件，该开关衍射元件可变更所述光透过率以及光反射率，所述控制部让作为所述比率变更部的所述开关衍射元件以所述指定的占空比交替地切换为所述第一状态和所述第二状态，所述开关衍射元件的所述光透过率在所述第二状态时高于所述第一状态时，所述开关衍射元件的所述光反射率在所述第一状态时高于所述第二状态时，所述开关衍射元件在所述第一状态时，通过反射在所述第二状态时透过该开关衍射元件而形成所述背面反射光的所述显示光，使所述背面反射光不会到达所述视点。

根据该结构，比率变更部包括配置于透明显示板的显示区域的视点侧的表面的开关衍射元件，该开关衍射元件可变更光透过率以及光反射率。控制部让作为比率变更部的开关衍射元件以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态。开关衍射元件的光透过率在第二状态时高于第一状态时，开关衍射元件的光反射率在第一状态时高于第二状态时。开关衍射元件在第一状态时，通过反射在第二状态时透过该开关衍射元件而形成背面反射光的显示光，使背面反射光不会到达视点。其结果是，背面反射光到达视点的光量降低。

因此，在开关衍射元件为第一状态时，表面反射光与背面反射光不易作为二重像而被辨认。另外，在开关衍射元件为第二状态时，与第一状态时相比开关衍射元件的光透过率较高，因此观察者能够通过开关衍射元件适宜地辨认透明显示板的相反侧。并且，利用控制部让开关衍射元件以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态，因此能够抑制二重像被辨认，并且还能够通过开关衍射元件从视点辨认相反侧。

在上述透过型显示装置中，较为理想的是，所述比率变更部包括配置于所述透明显示板的所述显示区域的所述视点侧的表面的开关调光镜，该开关调光镜可变更所述光透过率以及光反射率，所述控制部让作为所述比率变更部的所述开关调光镜以所述指定的占空比交替地切换为所述第一状态和所述第二状态，所述开关调光镜的所述光透过率在所述第二状态时高于所述第一状态时，所述开关调光镜的所述光反射率在所述第一状态时高于所述第二状态时，所述开关调光镜在所述第一状态时，通过反射在所述第二状态时透过该开关调光镜而形成所述背面反射光的所述显示光，使所述背面反射光不会到达所述视点。

根据该结构，比率变更部包括配置于透明显示板的显示区域的视点侧的表面的开关调光镜，该开关调光镜可变更光透过率以及光反射率。控制部让作为比率变更部的开关调光镜以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态。开关调光镜的光透过率在第二状态时高于第一状态时，开关调光反射率的光反射率在第一状态时高于第二状态时。开关调光镜在第一状态时，通过反射在第二状态时透过该开关调光镜而形成背面反射光的显示光，使背面反射光不会到达视点。

因此，在开关调光镜为第一状态时，表面反射光与背面反射光不易作为二重像而被辨认。另外，在开关调光镜为第二状态时，与第一状态时相比开关调光反射镜的光透过率较高，因此观察者能够通过开关调光镜适宜地辨认透明显示板的相反侧。并且，利用控制部让开关调光镜以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态，因此能够抑制二重像被辨认，并且还能够通过开关调光镜从视点辨认相反侧。

在上述透过型显示装置中，较为理想的是，所述透明显示板包括内侧透明板、相对于所述内侧透明板设置于所述视点的相反侧的外侧透明板、以及设置于所述内侧透明板与所述外侧透明板之间的中间膜，所述比率变更部包括配置于所述中间膜的开关遮光元件，该开关遮光元件可变更所述光透过率，所述控制部让作为所述比率变更部的所述开关遮光元件以所述指定的占空比交替地切换为所述第一状态和所述第二状态，所述开关遮光元件的所述光透过率在所述第一状态时低于所述第二状态时，所述开关遮光元件在所述第一状态时，通过以低于所述第二状态时的光透过率让在所述第二状态时透过该开关遮光元件而形成所述背面反射光的所述显示光透过，降低所述背面反射光到达所述视点的光量。

根据该结构，透明显示板包括内侧透明板、相对于内侧透明板设置于视点的相反侧的外侧透明板、以及设置于内侧透明板与外侧透明板之间的中间膜。比率变更部包括配置于中间膜的开关遮光元件，该开关遮光元件可变更光透过率。控制部让作为比率变更部的开关遮光元件以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态。开关遮光元件的光透过率在第一状态时低于第二状态时。开关遮光元件在第一状态时，通过以低于第二状态时的光透过率让在第二状态时透过该开关遮光元件而形成背面反射光的显示光透过，降低背面反射光到达视点的光量。

因此，在开关遮光元件为第一状态时，表面反射光与背面反射光不易作为二重像而被辨认。另外，在开关遮光元件为第二状态时，与第一状态时相比开关遮光元件的光透过率较高，因此观察者能够通过开关遮光元件适宜地辨认透明显示板的相反侧。并且，利用控制部让开关遮光元件以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态，因此能够抑制二重像被辨认，并且还能够通过开关遮光元件从视点辨认相反侧。

本发明所提供的移动体包括：上述的透过型显示装置；由所述观察者操作的操作部；产生用于移动的驱动力的驱动源；以及根据所述观察者进行的所述操作部的操作控制所述驱动源的驱动控制部。

根据该结构，操作部由观察者操作。驱动源产生用于移动的驱动力。驱动控制部根据观察者进行的操作部的操作来控制驱动源。通过具备上述透过型显示装置，能够抑制观察者辨认二重像，并且还能够从观察者的视点辨认相反侧。因此，观察者能够适宜地操作操作部。

本发明所提供的控制装置控制图像显示部，所述图像显示部包括：透明显示板，让外部光透过；显示部，将表示图像的显示光向在所述透明显示板的一部分设定的显示区域投射；以及比率变更部，设置于所述透明显示板的所述显示区域，被设计成能够变更背面反射光到达观察者的视点的光量相对于表面反射光到达观察者的视点的光量的比率，其中，所述背面反射光为透过所述透明显示板表面的所述显示光被所述透明显示板的背面反射的光，所述表面反射光为所述显示光被所述透明显示板的所述显示区域的表面侧反射的光，并且光透过率可变更，所述控制装置包括向所述比率变更部输出控制信号，让所述比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态的控制部，所述比率变更部在所述第一状态时，通过使所述背面反射光到达所述视点的光量低于所述第二状态时的光量来降低所述比率，在所述第二状态时，所述光透过率高于所述第一状态时的光透过率。

根据该结构，图像显示部包括透明显示板、显示部、以及比率变更部。透明显示板让外部光透过。显示部将表示图像的显示光向在透明显示板的一部分设定的显示区域投射。比率变更部设置于透明显示板的显示区域。比率变更部被设计成能够变更背面反射光到达观察者的视点的光量相对于表面反射光到达观察者的视点的光量的比率，其中，背面反射光为透过透明显示板表面的显示光被透明显示板的背面反射的光，表面反射光为显示光被透明显示板的显示区域的表面侧反射的光，并且光透过率可变更。控制装置包括控制部。控制部对比率变更部输出控制信号，让比率变更部以指定的占空比交替切换为第一状态和第二状态。比率变更部在第一状态时，通过使背面反射光到达视点的光量低于第二状态时的光量来降低上述比率，在第二状态时，光透过率高于第一状态时的光透过率。

因此，比率变更部在第一状态时，使上述比率低于第二状态时的比率，因此表面反射光与背面反射光不易作为二重像而被辨认。另一方面，比率变更部在第二状态时，光透过率高于第一状态时的光透过率，因此通过设置有比率变更部的透明显示板的显示区域容易从视点辨认相反侧。其结果是，通过让比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态，能够抑制表面反射光与背面反射光作为二重像而被辨认，并且还能够通过设置有比率变更部的透明显示板的显示区域从视点辨认相反侧。其结果是，能够适宜地控制图像显示部。

根据本发明，在显示区域中设置能够变更背面反射光到达观察者的视点的光量相对于表面反射光到达观察者的视点的光量的比率，并且光透过率可变更的比率变更部，让比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态。比率变更部在第一状态时，通过使背面反射光到达视点的光量低于第二状态时的光量来降低上述比率，在第二状态时，光透过率高于第一状态时的光透过率。其结果是，能够在防止二重像的产生的同时，透过显示区域辨认外界。

产业上的可利用性

本发明所涉及的透过型显示装置、移动体以及控制装置能够应用于在防止二重像的产生的同时透过显示区域辨认外界的透过型显示装置、显示系统等用途。

Claims (13)

1.一种透过型显示装置，其特征在于包括：

透明显示板，让外部光透过；

显示部，将表示图像的显示光向在所述透明显示板的一部分设定的显示区域投射；

比率变更部，设置于所述透明显示板的所述显示区域，被设计成能够变更背面反射光到达观察者的视点的光量相对于表面反射光到达观察者的视点的光量的比率，其中，所述背面反射光为透过所述透明显示板的表面的所述显示光被所述透明显示板的背面反射的光，所述表面反射光为所述显示光被所述透明显示板的所述显示区域的表面侧反射的光，并且光透过率可变更；以及

控制部，让所述比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态，其中，

所述比率变更部，在所述第一状态时，通过使所述背面反射光到达所述视点的光量低于所述第二状态时的光量来降低所述比率，在所述第二状态时，所述光透过率高于所述第一状态时的光透过率。

2.根据权利要求1所述的透过型显示装置，其特征在于：所述控制部，调整所述占空比，使所述透明显示板的所述显示区域的时间平均可见光透过率为预先确定的规定值以上。

3.根据权利要求1所述的透过型显示装置，其特征在于：所述控制部，控制所述显示部，在所述比率变更部处于所述第一状态时使从所述显示部投射的所述显示光的亮度为第一亮度，在所述比率变更部处于所述第二状态时使从所述显示部投射的所述显示光的亮度为低于所述第一亮度的第二亮度。

4.根据权利要求2所述的透过型显示装置，其特征在于：所述控制部，控制所述显示部，在所述比率变更部处于所述第一状态时使从所述显示部投射的所述显示光的亮度为第一亮度，在所述比率变更部处于所述第二状态时使从所述显示部投射的所述显示光的亮度为低于所述第一亮度的第二亮度。

5.根据权利要求3所述的透过型显示装置，其特征在于：所述控制部，按照所述占空比，控制所述第一亮度以及所述第二亮度以便使所述显示光的时间平均亮度达到指定程度以上。

6.根据权利要求3所述的透过型显示装置，其特征在于：所述控制部使所述第二亮度为零。

7.根据权利要求5所述的透过型显示装置，其特征在于：所述控制部使所述第二亮度为零。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的透过型显示装置，其特征在于：

所述透明显示板，包括内侧透明板、相对于所述内侧透明板设置于所述视点的相反侧的外侧透明板、以及设置于所述内侧透明板与所述外侧透明板之间的中间膜，

所述比率变更部包括配置于所述中间膜的开关衍射元件，该开关衍射元件可变更衍射效率以及所述光透过率，

所述控制部，让作为所述比率变更部的所述开关衍射元件以所述指定的占空比交替地切换为所述第一状态和所述第二状态，

所述开关衍射元件，在所述第一状态时以指定的所述衍射效率衍射入射光，在所述第二状态时，与所述第一状态时相比，降低所述衍射效率并提高所述光透过率，

所述开关衍射元件，在所述第一状态时，通过以所述指定的衍射效率衍射在所述第二状态时所述背面反射光向所述视点行进的所述显示光，使所述显示光向所述视点以外的方向行进。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的透过型显示装置，其特征在于：

所述比率变更部，包括配置于所述透明显示板的所述显示区域的所述视点侧的表面的开关衍射元件，该开关衍射元件可变更所述光透过率以及光反射率，

所述控制部，让作为所述比率变更部的所述开关衍射元件以所述指定的占空比交替地切换为所述第一状态和所述第二状态，

所述开关衍射元件的所述光透过率，在所述第二状态时高于所述第一状态时，所述开关衍射元件的所述光反射率，在所述第一状态时高于所述第二状态时，

所述开关衍射元件，在所述第一状态时，通过反射在所述第二状态时透过该开关衍射元件形成所述背面反射光的所述显示光，使所述背面反射光不会到达所述视点。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的透过型显示装置，其特征在于：

所述比率变更部，包括配置于所述透明显示板的所述显示区域的所述视点侧的表面的开关调光镜，该开关调光镜可变更所述光透过率以及光反射率，

所述控制部，让作为所述比率变更部的所述开关调光镜以所述指定的占空比交替地换为所述第一状态与所述第二状态，

所述开关调光镜的所述光透过率，在所述第二状态时高于所述第一状态时，所述开关调光镜的所述光反射率，在所述第一状态时高于所述第二状态时，

所述开关调光镜，在所述第一状态时，通过反射在所述第二状态时透过该开关调光镜形成所述背面反射光的所述显示光，使所述背面反射光不会到达所述视点。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的透过型显示装置，其特征在于：

所述透明显示板，包括内侧透明板、相对于所述内侧透明板设置于所述视点的相反侧的外侧透明板、以及设置于所述内侧透明板与所述外侧透明板之间的中间膜，

所述比率变更部，包括配置于所述中间膜的开关遮光元件，该开关遮光元件可变更所述光透过率，

所述控制部，让作为所述比率变更部的所述开关遮光元件以所述指定的占空比交替地切换为所述第一状态和所述第二状态，

所述开关遮光元件的所述光透过率，在所述第一状态时低于所述第二状态时，

所述开关遮光元件，在所述第一状态时，通过以低于所述第二状态时的光透过率让在所述第二状态时透过该开关遮光元件形成所述背面反射光的所述显示光透过，来降低所述背面反射光到达所述视点的光量。

12.一种移动体，其特征在于包括：

如权利要求1至11中任一项所述的透过型显示装置；

由所述观察者操作的操作部；

产生用于移动的驱动力的驱动源；以及

基于所述观察者进行的所述操作部的操作控制所述驱动源的驱动控制部。

13.一种控制装置，用于控制图像显示部，其特征在于，

所述图像显示部包括：

透明显示板，让外部光透过；

显示部，将表示图像的显示光向在所述透明显示板的一部分设定的显示区域投射；以及

比率变更部，设置于所述透明显示板的所述显示区域，被设计成能够变更背面反射光到达观察者的视点的光量相对于表面反射光到达观察者的视点的光量的比率，其中，所述背面反射光为透过所述透明显示板的表面的所述显示光被所述透明显示板的背面反射的光，所述表面反射光为所述显示光被所述透明显示板的所述显示区域的表面侧反射的光，并且光透过率可变更，

所述控制装置，包括向所述比率变更部输出控制信号，让所述比率变更部以指定的占空比交替地切换为第一状态和第二状态的控制部，

所述比率变更部，在所述第一状态时，通过使所述背面反射光到达所述视点的光量低于所述第二状态时的光量来降低所述比率，在所述第二状态时，所述光透过率高于所述第一状态时的光透过率。