DE102017204687A1

DE102017204687A1 - Rückseitenbeleuchtungseinheit und Frontscheibenanzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE102017204687A1
Application number: DE102017204687.2A
Authority: DE
Inventors: Jun SHIHAKU; Kenji Koizumi; Naohisa MURATA; Noriaki NARUSHIMA; Kazuki Kubota
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2037-03-22
Also published as: DE102017204687B4; JP2017174542A; CN107329317A; CN107329317B; FR3049357B1; US20170276936A1; JP6417352B2; US10473928B2; FR3049357A1

Abstract

Eine Rückseitenbeleuchtungseinheit weist auf eine Lichtquelle; eine Sammeleinheit, die aus der Lichtquelle ausgesandtes Licht bündelt; und eine Zerstreuungseinheit, die das Licht, das aus der Sammeleinheit eintritt, zerstreut und das Licht zu einer Bildanzeigeeinheit eines Lichttransmissionstyps in einer Frontscheibenanzeigeeinrichtung aussendet. Beispielsweise ist die Zerstreuungseinheit eine Linse, in der sowohl eine Eintrittsfläche, in die das Licht aus der Sammeleinheit eintritt, als auch eine Austrittsfläche, aus der das Licht in Richtung zu der Bildanzeigeeinheit ausgesendet wird, konkave Oberflächen sind.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2016-057040 , die am 22. März 2016 in Japan eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückseitenbeleuchtungseinheit und eine Head-up-Anzeigeeinrichtung bzw. Frontscheibenanzeigeeinrichtung.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Im Stand der Technik gibt es eine Frontscheibenanzeigeeinrichtung mit einer Rückseitenbeleuchtung. Beispielsweise offenbart die offengelegte Japanische Patentanmeldung mit der Nr. 2007-108429 eine Technik einer Anzeigeeinrichtung, die versehen ist mit einem Anzeigeteil, das gewünschte Information durch Beleuchtung im Transmissionsmodus anzeigt; einer Lichtquelle die auf der Hinterseite des Anzeigeteils angeordnet ist und das Anzeigeteil transmissiv beleuchtet; einer Verteilerplatte, die das Licht, das von der Lichtquelle ausgesendet wird, gleichmäßig verteilt; und mit einer ersten Sammellinse, die das durch die Verteilerplatte gleichmäßig verteilte Licht auf das Anzeigeteil bündelt, und die das Anzeigeteil transmissiv beleuchtet. Es ist angegeben, dass die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2007-108429 offenbarte Anzeigeeinrichtung die Ungleichmäßigkeit in der Leuchtstärke von durchgelassenem Beleuchtungslicht durch die Verteilerplatte verringern kann, während eine Verringerung der Leuchtstärke des von der ersten Sammellinse durchgelassenen Beleuchtungslichts verhindert wird.
Es ist möglich, die Leuchtstärke eines Bildes durch Bündelung von Projektionslicht auf einen gewissen Bereich zu verbessern, indem das Licht aus einer Lichtquelle unter Anwendung einer Sammellinse gebündelt wird. Wenn andererseits ein Augpunkt sich aufgrund einer Änderung der Haltung des Fahrers oder dergleichen ändert, kann sich die Leuchtstärke eines zu betrachtenden Bildes ändern.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rückseitenbeleuchtungseinheit und eine Head-up-Anzeigeeinrichtung bzw. Frontscheibenanzeigeeinrichtung bereitzustellen, die eine Schwankung in einem Bild aufgrund einer Änderung eines Augpunkts verhindern kann.
Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, weist eine Rückseitenbeleuchtungseinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung auf: eine Lichtquelle; eine Sammeleinheit, die ausgebildet ist, Licht, das von der Lichtquelle ausgesendet wird, zu bündeln; und eine Zerstreuungseinheit, die ausgebildet ist, das von der Sammeleinheit eintretende Licht in Richtung zu einer Bildanzeigeeinheit des Transmissionstyps in einer Frontscheibenanzeigeeinrichtung zu zerstreuen und auszusenden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Rückseitenbeleuchtungseinheit bevorzugt, dass die Zerstreuungseinheit eine Linse ist, in der eine Eintrittsfläche, an der das Licht aus der Sammeleinheit eintritt, und/oder eine Austrittsfläche, aus der Licht in Richtung zu der Bildanzeigeeinheit ausgesendet wird, eine konkave Fläche ist.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Rückseitenbeleuchtungseinheit bevorzugt, dass die Zerstreuungseinheit eine Linse ist, in der sowohl die Eintrittsfläche, in die Licht aus der Sammeleinheit eintritt, als auch eine Austrittsfläche, aus der Licht zu der Bildanzeigeeinheit ausgesendet wird, konkave Flächen bzw. Oberflächen sind.
Gemäß einem nach weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Rückseitenbeleuchtungseinheit bevorzugt, dass die Zerstreuungseinheit das Licht zumindest in einer Richtung, die einer Fahrzeugbreitenrichtung entspricht, in der Bildanzeigeeinheit zerstreut bzw. divergent macht.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Rückseitenbeleuchtungseinheit bevorzugt, dass die Zerstreuungseinheit das Licht in einer lateralen Richtung, die eine Richtung entsprechend einer Fahrzeugbreitenrichtung ist, und in einer Längsrichtung, die eine Richtung entsprechend einer Fahrzeughöhenrichtung ist, in der Bildanzeigeeinheit zerstreut; und ein Grad an Divergenz des Lichtes, das von der Streuungseinheit in der lateralen Richtung zerstreut wird, größer ist als ein Grad an Divergenz des Lichts, das von der Zerstreuungseinheit in der Längsrichtung zerstreut wird.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Frontscheibenanzeigeeinrichtung auf: eine Bildanzeigeeinheit des Lichttransmissionstyps, die ausgebildet ist, ein Bild anzuzeigen; eine Lichtquelle; eine Sammeleinheit, die ausgebildet ist, von der Lichtquelle ausgesandtes Licht zu bündeln; und eine Zerstreuungseinheit, die ausgebildet ist, das aus der Sammeleinheit eintretende Licht zu der Bildanzeigeeinheit zu zerstreuen und auszusenden, wobei das Bild auf eine lichtreflektierende Einheit vor einem Fahrersitz mit dem Licht, das von der Zerstreuungseinheit ausgesendet wird, projiziert wird,.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technischen und industriellen Bedeutungen dieser Erfindung ergeben sich deutlicher aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen studiert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Frontscheibenanzeigeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere der Frontscheibenanzeigeeinrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt;
3 ist eine Draufsicht einer Projektionslichtemissionseinheit gemäß der Ausführungsform;
4 ist eine perspektivische Aufrissansicht der Projektionslichtemissionseinheit gemäß der Ausführungsform;
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtquelleneinheit gemäß der Ausführungsform;
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Halteelements gemäß der Ausführungsform;
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Sammellinse gemäß der Ausführungsform;
8 ist eine perspektivische Ansicht der Seite einer Rückseitenfläche einer Zerstreuungslinse gemäß der Ausführungsform;
9 ist eine perspektivische Ansicht der Seite einer Vorderfläche der Zerstreuungslinse gemäß der Ausführungsform;
10 ist eine Längsschnittansicht der Projektionslichtemissionseinheit gemäß der Ausführungsform;
11 ist eine Seitenschnittansicht der Projektionslichtemissionseinheit gemäß der Ausführungsform;
12 ist eine Längsschnittansicht zur Erläuterung einer Funktion, die von einer Rückseitenbeleuchtungseinheit gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird;
13 ist eine Seitenschnittansicht zur Erläuterung einer Funktion, die von der Rückseitenbeleuchtungseinheit gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird;
14 ist eine Ansicht, die eine Leuchtstreckenverteilung entsprechend der Frontscheibenanzeigeeinrichtung der Ausführungsform darstellt; und
15 ist eine Ansicht, die Leuchtstreckenverteilung eines Vergleichsbeispiels darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen werden nachfolgend eine Rückseitenbeleuchtungseinheit und eine Head-up-Anzeigeeinrichtung bzw. Frontscheibenanzeigeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben. Zu beachten ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt ist. Ferner schließen Komponenten der folgenden Ausführungsform solche Komponenten mit ein, die sich für den Fachmann in einfacher Weise ergeben, und Komponenten, die im Wesentlichen dazu gleich sind.
Ausführungsform
Mit Verweis auf 1 bis 15 wird nunmehr eine Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform betrifft eine Rückseitenbeleuchtungseinheit und eine Frontscheibenanzeigeeinrichtung. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Frontscheibenanzeigeeinrichtung gemäß der Ausführungsform. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere der Frontscheibenanzeigeeinrichtung gemäß der Ausführungsform darstell. 3 ist eine Draufsicht einer Projektionslichtemissionseinheit gemäß der Ausführungsform. 4 ist eine perspektivische Aufrissansicht der Projektionslichtemissionseinheit gemäß der Ausführungsform. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtquelleneinheit gemäß der Ausführungsform. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Halteelements gemäß der Ausführungsform. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Sammellinse gemäß der Ausführungsform. 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Seite einer hinteren Fläche einer Zerstreuungslinse gemäß der Ausführungsform. 9 ist eine perspektivische Ansicht aus Seite der Vorderfläche der Zerstreuungslinse gemäß der Ausführungsform. 10 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie X-X in 3 und ist eine Längsschnittansicht der Projektionslichtemissionseinheit gemäß der Ausführungsform. 11 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie XI-XI in 3 und ist eine Seitenschnittansicht der Projektionslichtemissionseinheit gemäß der Ausführungsform.
Eine Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 (im Weiteren einfach als ”HUD 1” bezeichnet) gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Fahrzeug zu montieren, das nicht dargestellt ist. Die HUD 1 projiziert Projektionslicht in Richtung einer lichtreflektierenden Einheit (siehe 12), die vor einem Fahrersitz des Fahrzeugs angeordnet ist. Beispielsweise ist die lichtreflektierende Einheit 8 eine halbdurchlässige Einheit, die einen Teil eines einfallenden Lichts reflektiert und einen Teil des einfallenden Lichts durchlässt, etwa eine Frontscheibe und eine Kombiniereinheit. Die HUD 1 ist im Inneren einer Instrumententafel des Fahrzeugs untergebracht. Die HUD 1 weist eine Transmissionseinheit auf, die an einer Position ausgebildet ist, die der lichtreflektierenden Einheit 8 zugewandt ist, und die HUD 1 projiziert Projektionslicht über die Transmissionseinheit zu der lichtreflektierenden Einheit 8.
Wie in 1 und 2 dargestellt, weist die HUD 1 ein Gehäuse 2, eine Abdeckung 3, eine Projektionslichtemissionseinheit 4, ein reflektierendes Element 5, ein Halteelement 6 und einen ebenen Spiegel 9 auf. Das Gehäuse 2 ist an dem Fahrzeug befestigt. Das Gehäuse 2 nimmt darin die Projektionslichtemissionseinheit 4, das reflektierende Element 5, das Halteelement 6, einen Drehkraft erzeugenden Mechanismus 7 und den ebenen Spiegel 9 auf. Das Gehäuse 2 ist aus Kunstharz hergestellt und weist eine Öffnung 2a auf, die der Oberseite des Fahrzeugs zugewandt ist. Das Gehäuse 2 weist eine Fixiereinheit 22 auf. Die Fixiereinheit 22 wird an der Instrumententafel und dergleichen des Fahrzeugs befestigt, wobei ein Befestigungselement, etwa eine Schraube, verwendet wird.
Die Abdeckung 3 verschließt die Öffnung 2a des Gehäuses 2. Die Abdeckung 3 ist ein deckelartiges Element und weist eine Hauptkörpereinheit 31 und eine Transmissionseinheit 32 auf. Die Hauptkörpereinheit 31 ist aus Kunstharz hergestellt. Die Hauptkörpereinheit 31 ist mittels eines Eingriffsmechanismus 33 mit dem Gehäuse 2 im Eingriff. Die Transmissionseinheit bzw. Durchlasseinheit 32 ist aus einem transparenten oder halbtransparenten Kunstharz hergestellt, und ist in die Öffnung der Hauptkörpereinheit 31 eingeführt und darin befestigt. Die Transmissionseinheit 32 lässt Projektionslicht, das aus dem Inneren des Gehäuses 2 heraus projiziert wird, zu der lichtreflektierenden Einheit 8, etwa einer Frontscheibe, durch. Die lichtreflektierende Einheit 8 reflektiert das Projektionslicht zu dem Fahrer und zeigt dem Fahrer ein virtuelles Bild an.
Wie in 2 dargestellt, ist der ebene Spiegel 9 der vorliegenden Ausführungsform auf der Bodenfläche des Gehäuses 2 angeordnet. Der ebene Spiegel 9 weist einen Spiegelhauptkörper 91 und eine Spiegelabdeckeinheit 92 auf. Eine reflektierende Oberfläche 91a des Spiegelhauptkörpers 91 ist eine ebene Fläche und reflektiert das Licht aus der Projektionslichtemissionseinheit 4. Die Spiegelabdeckeinheit 92 deckt einen Teil der reflektierenden Oberfläche 91a ab. Die Spiegelabdeckeinheit 92 lässt ein Gebiet frei, in das das Licht aus der Projektionslichtemissionseinheit 4 eintritt, und deckt die Außenseite des Gebiets, in das das Licht aus der Projektionslichtemissionseinheit 4 eintritt, in der reflektierenden Oberfläche 91a ab. Anders ausgedrückt, die Spiegelabdeckeinheit 92 bewirkt, dass die Form des freiliegenden Bereichs der reflektierenden Oberfläche 91a eine Form hat, die der Form des Projektionslichtes entspricht, das aus der Projektionslichtemissionseinheit 4 ausgesendet wird.
Das reflektierende Element 5 reflektiert das aus der Projektionslichtemissionseinheit 4 ausgesandte Projektionslicht zur Außenseite des Gehäuses 2. Das reflektierende Element 5 ist auf einem optischen Durchgang des Projektionslichts, das von dem ebenen Spiegel 9 reflektiert wird, angeordnet. Das reflektierende Element 5 ist aus Kunstharz hergestellt und eine Reflexionsfläche 51 ist auf einer der Oberflächen vorgesehen. Beispielsweise ist die Reflexionsfläche 51 eine dünne Metallschicht, die durch Dampfabscheidung hergestellt ist. Die Reflexionsfläche 51 ist eine konkave Fläche und reflektiert das Projektionslicht aus der Projektionslichtemissionseinheit 4 vollständig.
Das Halteelement 6 hält das reflektierende Element 5 in drehbarer Weise. Beispielsweise ist das Halteelement 6 ein Lager, das drehbar beide Enden einer Drehachse 53 des reflektierenden Elements 5 hält. Eine Drehachsenlinie O1, die in 2 als Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen dargestellt ist, ist die Mittelachsenlinie der Drehachse 53. Das Haltelement 6 hält das reflektierende Element 5 derart, dass es um die Drehachsenlinie O1 in beiden Richtungen drehbar ist, d. h., in einer Richtung R1 und einer Richtung R2.
Der Drehkrafterzeugungsmechanismus 7 versetzt das reflektierende Element 5 in Drehung und hält das reflektierende Element 5 an einer optionalen Drehposition. Wie in 2 dargestellt, weist der Drehkraft erzeugende Mechanismus 7 eine Antriebsquelle 71 und einen Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 72. Die Antriebsquelle 71 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Motor. Der Antriebsleistungsübertragungsmechanismus 72 überträgt die Antriebsleistung der Antriebsquelle 71 auf die Drehachse 53.
Die Projektionslichtemissionseinheit 4 projiziert ein Bild mit Information, die einen Fahrzeugfahrzustand betrifft, mit Information, um ein Fahrzeug zu einem Ziel zu führen, mit Information über die äußere Umgebung, und dergleichen. Wie in 2 dargestellt, ist ein Wärmestrahlungselement 14 auf der hinteren Fläche der Projektionslichtemissionseinheit 4 angebracht. Die Projektionslichtemissionseinheit 4 ist derart geneigt angeordnet, dass die Projektionslichtemissionseinheit 4 Projektionslicht zu dem ebenen Spiegel 9 projizieren kann. Wie in 3 und 4 dargestellt, weist die Projektionslichtemissionseinheit 4 eine Bildanzeigeeinheit 10, eine Rückseitenbeleuchtungseinheit 40, ein Abschirmgehäuse 12, eine Wärmeübertragungsschicht 13 und das Wärmestrahlungselement 14 auf.
Die Bildanzeigeeinheit 10 zeigt ein Bild an, das auf die lichtreflektierende Einheit 8 zu projizieren ist, anders ausgedrückt, ein Bild, das vor dem Fahrer als ein virtuelles Bild anzuzeigen ist. Die Bildanzeigeeinheit 10 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Anzeigeteil des Lichttransmissionstyps, durch welches das Licht von der Seite der hinteren Fläche aus zur Seite der vorderen Fläche übertragen wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Dünnschichttransistor-(TFT-)Flüssigkristallanzeigeeinrichtung als das Anzeigeteil des Lichttransmissionstyps verwendet. Die Bildanzeigeeinheit 10 weist eine Flüssigkristalleinheit 11 auf. Die Flüssigkristalleinheit 11 ist eine Anzeigeschicht des Transmissionstyps, die ein Bild anzeigt, und durch die Licht von der Seite der hinteren Fläche aus zu der Seite der vorderen Fläche durchgelassen werden kann.
Die Rückseitenbeleuchtungseinheit 40 weist eine erste Diffusionsschicht bzw. Zerstreuungsschicht 41, ein Gehäuse 42, eine Zerstreuungslinse 43, eine zweite Diffusionsschicht bzw. Zerstreuungsschicht 44, eine Sammellinse 45, ein Halteelement 46 und eine Lichtquelleneinheit 47 auf. In der Rückseitenbeleuchtungseinheit 40 der vorliegenden Ausführungsform sind das Halteelement 46, die Sammellinse 45, die zweite Zerstreuungsschicht 44, die Zerstreuungslinse 43 und die erste Zerstreuungsschicht 44 in dieser Reihenfolge ausgehenden von der Lichtquelleneinheit 47 zu der Bildanzeigeeinheit 10 angeordnet.
Die Lichtquelleneinheit 47 ist ein Lichtquellensubstrat, und wie in 5 dargestellt ist, weist sie einen Substrathauptkörper 47a und mehrere Lichtquellen 47b auf. Der Substrathauptkörper 47a der vorliegenden Ausführungsform hat eine rechteckige Form. Die Lichtquellen 47b sind auf der Vorderfläche des Substrathauptkörpers 47a angeordnet. Jede der Lichtquellen 47b ist ein lichtemittierendes Element und ist beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED). Beispielsweise sind in der Lichtquelleneinheit 47 die Lichtquellen 47b in mehreren Reihen angeordnet. In der Lichtquelleneinheit 47 der vorliegenden Ausführungsform sind zehn Lichtquellen 47b in zwei Reihen aus jeweils fünf Lichtquellen 47b angeordnet. Genauer gesagt, eine einzelne Lichtquellengruppe 47c enthält fünf der Lichtquellen 47b, die in einer lateralen Richtung angeordnet sind. Zwei der Lichtquellengruppen 47c sind parallel in einer Längsrichtung angeordnet, wobei dazwischen ein Abstand vorgesehen ist. In der Projektionslichtemissionseinheit 4 entsprechen die laterale Richtung und die Längsrichtung der horizontalen Richtung und der vertikalen Richtung eines virtuellen Bildes, das vor dem Fahrer anzuzeigen ist. Anders ausgedrückt, die laterale Richtung und die Längsrichtung der Projektionslichtemissionseinheit 4 sind entsprechende Richtungen, die einer Fahrzeugbreitenrichtung und einer Fahrzeughöhenrichtung entsprechen. Der Substrathauptkörper 47a weist eine Steuerschaltung auf, die nicht dargestellt ist. Die Steuerschaltung schaltet die Lichtquellen 47b ein und aus und steuert die Lichtintensität der Lichtquellen 47b.
Das Halteelement 46 ist ein Element, das die Sammellinse 45 und die zweite Zerstreuungsschicht 44 hält. Wie in 6 dargestellt, weist das Haltelement 46 eine Hauptkörpereinheit 46a mit Plattenform, säulenartig geformte Vorsprünge 46b, 46c und 46d sowie eine Durchgangsbohrung 46e auf. In der Draufsicht ist die Hauptkörpereinheit 46a eine strukturelle Einheit mit rechieckiger Plattenform. Die säulenartig geformten Vorsprünge 46b, 46c und 46d sind Vorsprünge, die in Säulenform ausgebildet sind, und aus der Hauptkörpereinheit 46a zur Seite der Vorderfläche hervorstehen. Die säulenartig geformten Vorsprünge 46b, 46c und 46d der vorliegenden Ausführungsform haben jeweils eine Zylinderform. Die Durchgangsbohr 46e durchdringt die Hauptkörpereinheit 46a entlang einer Dickenrichtung der Platte. Die Durchgangsbohrung 46e ist an einer Position vorgesehen, die jeweils den Lichtquellen 47b der Lichtquellen 47 entspricht. In dem Halteelement 46 der vorliegenden Ausführungsform sind zehn der Durchgangsbohrungen 46e in zwei Reihen aus fünf Durchgangsbohrungen 46e angeordnet. Jede der Durchgangsbohrungen 46e ist in einer sich verjüngenden Form bzw. konischen Form ausgebildet, deren Querschnittsfläche ausgehend von der Seite der vorderen Fläche zur Seite der hinteren Fläche kleiner wird. Die Querschnittsform der Durchgangsbohrung 46e der vorliegenden Ausführungsform ist rechteckig, etwa quadratisch.
Wie in 7 dargestellt, weist die Sammellinse 45 eine Hauptkörpereinheit 45a mit Plattenform und mehrere Linsen 45b auf. Die Hauptkörpereinheit 45a und die Linsen 45b sind als Einheit aus Kunstharz hergestellt. Jede der Linsen 45b ist eine konvexe Linse, die zur Seite der Vorderfläche hin ausgehend von der Vorderfläche der Hauptkörpereinheit 45a vorsteht.
Die hintere Fläche der Linse 45b ist eine ebene Fläche. Die Linsen 45b sind den Lichtquellen 47b der Lichtquelleneinheit 47 zugeordnet. Beispielsweise ist jede der Linsen 45b auf der gleichen Achse wie die jeweilige Lichtquelle der Lichtquellen 47b angeordnet. In der Sammellinse 45 der vorliegenden Ausführungsform sind zehn der Linsen 45b in zwei Reihen zu je fünf Linsen 45b angeordnet.
Jede der Linsen 45b bündelt das aus der entsprechenden Lichtquelle 47b ausgesendete Licht und erzeugt paralleles Licht. Anders ausgedrückt, divergentes Licht, das von der Lichtquelle 47b ausgesendet wird, tritt in die Sammellinse 45 auf Seite ihrer hinteren Fläche ein und wird auf Seite der Vorderfläche der entsprechenden Linse 45b als paralleles Licht ausgesendet. Die Hauptkörpereinheit 45a weist eine Durchgangsbohrung 45c auf. Die Durchgangsbohrung 45c ist an beiden Enden in der lateralen Richtung angeordnet. Zwei der Durchgangsbohrungen 45c sind mit einem Linsenarray 45d versehen, das aus den Linsen 45b dazwischen gebildet ist.
Wie in 8 und 9 dargestellt, ist die Zerstreuungslinse 43 eine prismenförmige Linse. Die Zerstreuungslinse 43 weist eine Eintrittsfläche 43a, eine Austrittsfläche 43b und eine Flanscheinheit 43e auf. Die Flanscheinheit 43e steht aus dem prismenförmigen Linsenhauptkörper in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse C1 hervor. Die Flanscheinheit 43e weist eine Durchgangsbohrung 43c und einen Einschnitt 43d auf. Die Eintrittsfläche 43a, die in 8 dargestellt ist, ist eine Oberfläche, in die das Licht aus der Lichtquelleneinheit 47 eintritt, und ist die hintere Fläche der Zerstreuungslinse 43. Die Zerstreuungslinse 43 ist vor dem Linsenarray 45d derart angeordnet, dass die optische Achse C1 der Zerstreuungslinse 43 parallel zu der optischen Achse der Lichtquelle 47b liegt. Die Austrittsfläche 43b, die in 9 dargestellt ist, ist eine Oberfläche, aus der das Licht zur Richtung zu der Bildanzeigeeinheit 10 ausgesendet wird und ist die Vorderfläche der Zerstreuungslinse 43.
Die Eintrittsfläche 43a und die Austrittsfläche 43b der Zerstreuungslinse 43 sind beide konkave Oberflächen. Anders ausgedrückt, wie in 8 dargestellt, ist die Eintrittsfläche 43a der Zerstreuungslinse 43 derart gekrümmt, dass der mittlere Bereich relativ nahe an der Vorderflächenseite im Vergleich zu dem äußeren Randbereich liegt. Genauer gesagt, die Eintrittsfläche 43a der vorliegenden Ausführungsform ist eine konkav gekrümmte Oberfläche. Dies wird mit Bezug auf 10 erläutert. Die Schnittform der Eintrittsfläche 43a in einem Querschnitt in der Längsrichtung ist eine gekrümmte Form, die sich zur Seite der Vorderfläche hin krümmt. Die Eintrittsfläche 43a ist zur Seite der Vorderfläche hin von beiden Enden in Richtung Mitte in einer Längsrichtung gekrümmt. Wie ferner in 11 dargestellt, ist die Schnittform der Eintrittsfläche 43a in der lateralen Richtung eine gekrümmte Form, die zur Seite der Vorderfläche gekrümmt ist. Die Eintrittsfläche 43a ist zu der Seite der Vorderfläche hin ausgehend von beiden Enden in Richtung zur Mitte in der lateralen Richtung gekrümmt.
Wie in 9 dargestellt, ist die Austrittsfläche 43b der Zerstreuungslinse 43 derart gekrümmt, dass der mittlere Bereich relativ nahe an der Seite der hinteren Fläche im Vergleich zum äußeren Randbereich liegt. Genauer gesagt, die Austrittsfläche 43b der vorliegenden Ausführungsform ist eine konkave gekrümmte Oberfläche. Dies wird mit Bezug auf 10 erläutert. Die Schnittform der Austrittsfläche 43b an einem Querschnitt in der Längsrichtung ist eine gekrümmte Form, die sich zur Seite der hinteren Fläche hin krümmt. Die Austrittsfläche 43b ist in Richtung zur Seite der hinteren Fläche ausgehend von beiden Enden zur Mitte in der Längsrichtung hin gekrümmt. Ferner ist, wie in 1 dargestellt ist, die Schnittform der Austrittsfläche 43b in einem Querschnitt in der lateralen Richtung eine gekrümmte Form, die sich zur Seite der hinteren Fläche hin krümmt. Die Austrittsfläche 43b ist zur Seite der hinteren Fläche hin ausgehend von beiden Enden zur Mitte in der lateralen Richtung hin gekrümmt.
Wie in 10 und 11 dargestellt, ist die Austrittsfläche 43b der Zerstreuungslinse 43 der hinteren Fläche der Flüssigkristalleinheit 11 zugewandt. Das Licht, das aus der Austrittsfläche 43b ausgesendet wird, tritt in die Flüssigkristalleinheit 11 ein, durchläuft die Flüssigkristalleinheit 11 und wird zu dem Projektionslicht, das in Richtung zu der lichtreflektierenden Einheit 8 wandert. Anders ausgedrückt, die Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 projiziert ein Bild der Flüssigkristalleinheit 11 auf die lichtreflektierende Einheit 8 mit dem Licht, das aus der Zerstreuungslinse 43 ausgesendet wird.
Die erste Zerstreuungsschicht 41 und die zweite Zerstreuungsschicht 44, die in 4 dargestellt sind, verteilen jeweils Licht bzw. machen jeweils das Licht diffus. Die erste Zerstreuungsschicht 41 ist zwischen der Zerstreuungslinse 43 und der Flüssigkristalleinheit 11 angeordnet. Die erste Zerstreuungsschicht 41 verteilt das Licht, das aus der Austrittsfläche 43b der Zerstreuungslinse 43 ausgesendet wird, und führt dazu, dass das Licht in die Flüssigkristalleinheit 11 eintritt. Die zweite Zerstreuungsschicht 44 ist zwischen der Sammellinse 45 und der Zerstreuungslinse 43 angeordnet. Die zweite Zerstreuungsschicht 44 verteilt das aus der Sammellinse 45 ausgesendete Licht und führt dazu, dass das Licht in die Eintrittsfläche 43a der Zerstreuungslinse 43 eintritt. Folglich durchläuft in der Projektionslichtemissionseinheit 4 der vorliegenden Ausführungsform das aus der Lichtquelle 47b der Lichtquelleneinheit 47 ausgesandte Licht die Sammellinse 45, die zweite Zerstreuungsschicht 44, die Zerstreuungslinse 43, die erste Zerstreuungsschicht 41 und die Flüssigkristalleinheit 11 und wird auf die lichtreflektierende Einheit 8 projiziert.
Das Gehäuse 42 ist ein Gehäuse in Röhrenform, das die Zerstreuungslinse 43, die zweite Zerstreuungsschicht 44 und die Linse 45b der Sammellinse 45 aufnimmt. Die Hauptkörpereinheit 45a der Sammellinse 45 ist zwischen dem Halteelement 46 und dem Gehäuse 42 angeordnet. Der säulenartig geformte Vorsprung 46b des Halteelements 46 wird in die Durchgangsbohrung 45c der Sammellinse 45 sowie in eine Durchgangsbohrung 42a des Gehäuses 42 eingeführt. Ferner werden die säulenartig geformten Vorsprünge 46c und 46d des Halteelements 46 entsprechend in eine Durchgangsbohrung 44a der zweiten Zerstreuungsschicht 44 und die Durchgangsbohrung 43c der Zerstreuungslinse 43 sowie in einen Einschnitt 44b und den Einschnitt 43d eingeführt und halten die zweite Zerstreuungsschicht 44 sowie die Zerstreuungslinse 43.
Das Abschirmgehäuse 12 weist einen Hauptkörper 12a und eine Fixiereinheit 12b auf. Der Hauptkörper 12a ist eine strukturelle Einheit mit einer Rahmenform und weist eine Öffnung 12c auf, die der Flüssigkristalleinheit 11 entspricht bzw. zugeordnet ist. Die Fixiereinheit 12b erstreckt sich ausgehend von dem Hauptkörper 12a zur Seite der hinteren Fläche. Die Fixiereinheit 12b ist an dem Wärmestrahlungselement 14 unter Anwendung einer Schraube 15 befestigt. Der Substrathauptkörper 47a der Lichtquelleneinheit 47 und die Wärmeübertragungsschicht 13 sind zwischen der Fixiereinheit 12b und dem Wärmestrahlungselement 14 angeordnet. Ferner sind die Bildanzeigeeinheit 10 und die erste Zerstreuungsschicht 41 zwischen dem Hauptkörper 12a und der Vorderfläche des Gehäuses 42 angeordnet. Die Wärmeübertragungsschicht 43 ist eine Schicht bzw. Folie mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeübertragungsschicht 13 tritt mit der hinteren Oberfläche der Lichtquelleneinheit 47 in Kontakt und überträgt die von der Lichtquelle 47b erzeugte Wärme zu dem Wärmestrahlungselement 14.
Das Wärmestrahlungselement 14 gibt die von der Lichtquelleneinheit 47 übertragene Wärme über die Wärmeübertragungsschicht 13 ab. Das Wärmestrahlungselement 14 weist einen Hauptkörper 14a mit Plattenform und einen Steg 14b auf. Die Vorderfläche des Hauptkörpers 14a ist mit der Wärmeübertragungsschicht 13 in Kontakt. Es sind mehrere der Stege 14b auf der hinteren Fläche des Hauptkörpers 14a vorgesehen.
Mit Verweis auf 12 und 13 wird nunmehr eine Funktion beschrieben, die von der Rückseitenbeleuchtungseinheit 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird. Wie in 12 und 13 dargestellt, tritt das von der Lichtquelle 47b ausgesendete Licht von der Seite der hinteren Fläche her in die Linse 45b ein. Das Licht, das die Linse 45b durchlaufen hat, wird von der vorderen Fläche der Linse 45b ausgesendet. Das Licht, das von der vorderen Fläche der Linse 45b ausgesendet wird, ist paralleles Licht, das parallel zu der optischen Achse C1 der Streuungslinse 43 verläuft. Anders ausgedrückt, die Linse 45b bricht das von der Lichtquelle 47b ausgesendete divergente Licht und erzeugt paralleles Licht, das parallel zu der optischen Achse C1 verläuft.
Das von der Linse 45b ausgesendete parallele Licht tritt in die Eintrittsfläche 43a der Zerstreuungslinse 43 ein. Die Eintrittsfläche 43a erzeugt divergentes Licht, indem das einfallende parallele Licht gebrochen wird. Anders ausgedrückt, die Eintrittsfläche 43a bricht das eintretende Licht, das aus Seite der Linse 45b her eintritt, in einer Richtung, die von der optischen Achse C1 weg zeigt. Das Licht, das über die Eintrittsfläche 43a in die Zerstreuungslinse 43 eingetreten ist, wird von der Austrittsfläche 43b ausgesendet. Die Austrittsfläche 43b ist so gekrümmt, dass sie das Licht derart bricht, das es in einer divergierenden Richtung ausgesendet wird. Anders ausgedrückt, wenn das Licht parallel zu der optischen Achse C1 an der Eintrittsfläche 43a eintritt, bricht die Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform das einfallende Licht sowohl an der Eintrittsfläche 43a als auch der Austrittsfläche 43b weg von der optischen Achse C1. Wenn daher das parallele Licht, das in die Zerrstreuungslinse 43 eingetreten ist, die Zerstreuungslinse 43 durchläuft und von der Austrittsfläche 43 ausgesendet wird, ist das Austrittslicht geneigt und läuft in der Richtung, die von der optischen Achse C1 weg zeigt, wenn sich das Austrittslicht von der Austrittsfläche 43b in Richtung zur Seite der Vorderfläche hin ausbreitet.
Die Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform macht das einfallende parallele Licht in der Längsrichtung sowie in der lateralen Richtung divergent. Anders ausgedrückt, wie in 12 dargestellt ist, wird das Austrittslicht aus der Zerstreuungslinse 43 in der Längsrichtung so zerstreut bzw. divergent gemacht, dass es von der optischen Achse C1 weggerichtet ist, wenn das Austrittslicht ausgehend von der Austrittsfläche 43b ausbreitet. Wie ferner in 13 dargestellt ist, divergiert das Austrittslicht aus der Zerstreuungslinse 43 in der lateralen Richtung derart, dass es von der optischen Achse C1 weggerichtet ist, wenn das Austrittslicht sich von der Austrittsfläche 43b entfernt. Wie nachfolgend beschrieben ist, ist es daher möglich, eine Ungleichförmigkeit der Leuchtstärke und eine Leuchtstärkenschwankung, die sich von einer Verschiebung eines Augpunkts ergeben, zu verhindern. Der Augpunkt ist eine optische Position des Fahrers. Wie in 12 und 13 dargestellt ist, weist die lichtreflektierende Einheit 8 ein zugeordnetes Gebiet bzw. Zuordnungsgebiet 81 auf. Das zugeordnete Gebiet 81 ist ein Gebiet, das einem vorbestimmten Bereich relativ zu dem Augpunkt entspricht bzw. zugeordnet ist (im Weiteren als ein ”vorbestimmter Bereich” bezeichnet). Wenn das Projektionslicht aus der Projektionslichtemissionseinheit 4 paralleles Licht ist, bereitet sich das Projkektionslicht aus, ohne dass es zerstreut wird bzw. divergiert, wie in einer gestrichelten Linie Lt1 in 12 und 13 dargestellt ist. Das Projektionslicht wirkt vergrößernd, wie in einer gestrichelten Linie Lt2 dargestellt ist, indem es von der reflektierenden Oberfläche 51 des reflektierenden Elements 5 reflektiert wird, und es wird auf das Zuordnungsgebiet 81 projiziert. Das Zuordnungsgebiet 81 reflektiert das Projektionslicht in Richtung zu dem vorbestimmten Bereich des Augpunkts. Anders ausgedrückt, das Zuordnungsgebiet 81 ist ein Gebiet, das das parallele Licht, das von der Projektionslichtemissionseinheit 4 projiziert wird, zu dem vorbestimmten Bereich reflektiert.
Wenn das Projektionslicht aus der Projektionslichtemissionseinheit 4 paralleles Licht ist, kann das Licht aus der Lichtquelle 47b auf das Zuordnungsgebiet 81 gebündelt werden. Folglich kann das Licht aus der Lichtquelle 47b auf den vorbestimmten Bereich des Augpunkts gebündelt werden. Folglich ist es möglich, die Leuchtstärke eines virtuelles Bild zu verbessern, wenn das virtuelle Bild aus dem Augpunkt in dem vorbestimmten Bereich betrachtet wird.
Andererseits kann sich der Augpunkt von dem vorbestimmten Bereich aufgrund einer Änderung der Haltung des Fahrers oder dergleichen verschieben. In diesem Falle ist ein Bild, das der Fahrer wahrnehmen kann, ein Bild, das an einem Umgebungsgebiet 82 reflektiert wird, das ein äußerer Bereich des Zuordnungsgebiets 81 der lichtreflektierenden Einheit 8 ist. Wenn das Projektionslicht aus der Projektionslichtemissionseinheit 4 paralleles Licht ist, ist der Unterschied der Leuchtstärke des Projektionslichts zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Zuordnungsgebiets 81 groß und die Leuchtstärke in dem Umgebungsgebiet 82 ist geringer als diejenige in dem Zuordnungsgebiet 81. Wenn sich daher der Augpunkt ausgehend von dem vorbestimmten Bereich verschiebt, ist die Leuchtstärke des virtuellen Bildes unzureichend. Dies kann bewirken, dass der Fahrer ein unbehagliches Gefühl erhält.
Die Zerstreuungslinse 43 der Rückseitenbeleuchtungseinheit 40 in der vorliegenden Ausführungsform zerstreut das parallele Licht, das aus der Sammellinse 45 eintritt. Daher breitet sich, wie durch ein Bezugszeichen Ltd in 12 und 13 dargestellt ist, das Licht, das von der Austrittsfläche 43b der Zerstreuungslinse 43 ausgesendet wird, zu dem Außenbereich der Bereiche Lt1 und Lt2 des parallelen Projektionslichts aus. Daher wird das Projektionslicht nicht so sehr in dem Zuordnungsgebiet 81 gebündelt, und es wird in geeigneter Weise in das Umgebungsgebiet 82 verteilt. Anders ausgedrückt, der Unterschied zwischen der Leuchtstärke in dem Zuordnungsgebiet 81 und der Leuchtstärke in dem Umgebungsgebiet 82 ist gering. Ferner wird in der lichtreflektierenden Einheit 8 die Leuchtstärke nach und nach kleiner, wenn das Licht sich von dem Zuordnungsgebiet 81 entfernt. Daher kann die Rückseitenbeleuchtungseinheit 40 der vorliegenden Ausführungsform die Änderung der Leuchtstärke verhindern, wenn sich der Augpunkt ändert.
14 zeigt eine Leuchtstärkenverteilung entsprechend der Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform. Die Leuchtstärkenverteilung in 14 zeigt eine Beziehung zwischen einer Position eines Augpunkts in der lateralen Richtung [mm] und der Leuchtstärke des Projektionslichts, die an der Position gemessen wird [cd/m²]. In 14 ist ein erster Bereich A1 ein Bereich, der dem Zuordnungsgebiet 81 entspricht. Ferner ist ein zweiter Bereich A2 ein Bereich, der dem Umgebungsgebiet 82 entspricht. Wie in 14 dargestellt ist, gibt es keinen wesentlichen Unterschied zwischen der Leuchtstärke in dem ersten Bereich A1 und der Leuchtstärke in dem zweiten Bereich A2. Ferner ist die Leuchtstärkenänderung im Vergleich zur Positionsänderung in der lateralen Richtung klein.
Die Leuchtstärkeverteilung in 15 betrifft ein Vergleichsbeispiel. In dem Vergleichsbeispiel wird eine vorbestimmte Linse, die paralleles Licht aussendet, anstelle der Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform verwendet. Das Projektionslicht in dem Vergleichsbeispiel ist paralleles Licht. Beispielsweise ist die vorbestimmte Linse eine Linse, die die Breite des parallelen Lichts (die Breite des Projektionslichts), das auszusenden ist, vergrößert im Vergleich zu der Breite des einfallenden parallelen Lichts. Wie in 15 dargestellt ist, wird in dem Vergleichsbeispiel im Vergleich zu der vorliegenden Ausführungsform ein großer Unterschied zwischen der Leuchtstärke in dem ersten Bereich A1 und der Leuchtstärke in dem zweiten Bereich A2 erzeugt. Ferner ist die Änderungsrate der Leuchtstärke in Abhängigkeit zur Positionsänderung in der lateralen Richtung groß.
Auf diese Weise können die Rückseitenbeleuchtungseinheit 40 der vorliegenden Ausführungsform, die die Zerstreuungslinse 43 enthält, und die Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform, die die Rückseitenbeleuchtungseinheit 40 enthält, eine Leuchtstärkenschwankung verhindern, wenn sich ein Augpunkt ändert. Selbst wenn der Augpunkt von innerhalb des vorbestimmten Bereichs nach außerhalb des vorbestimmten Bereichs verschoben wird, tritt beispielsweise kaum eine signifikante Verringerung der Leuchtstärke auf. Daher ist es möglich zu verhindern, dass der Fahrer ein unangenehmes Gefühl erhält.
Die Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform zerstreut das Licht in der lateralen Richtung sowie in der Längsrichtung. Der Grad an Divergenz bzw. Zerstreuung des Lichts, das von der Zerstreuungslinse 43 in der lateralen Richtung zerstreut wird, ist größer als der Grad an Divergenz des Lichts, das von der Zerstreuungslinse 43 in der Längsrichtung zerstreut wird. Daher ist es, wie nachfolgend beschrieben ist, möglich, eine Änderung der Leuchtstärke, die sich aus einer Änderung eines Augpunkts ergeben würde, zu verhindern, wobei eine Zunahme der Ausgangsleistung unterdrückt wird, die von der Lichtquelle 47b gefordert wird. Im Allgemeinen sei angenommen, dass der Augpunkt sich in der Fahrzeugbreitenrichtung schnell ändert, und sich nicht wesentlich in der Fahrzeughöhenrichtung ändert. Es wird angenommen, dass die Größe und die Häufigkeit der Änderung des Augpunkts in der Fahrzeugbreitenrichtung größer sind als die Größe und die Häufigkeit der Änderung des Augpunkts in der Fahrzeughöhenrichtung. Daher wird in der Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform der Divergenz bzw. Zerstreuung des Lichts in der lateralen Richtung eine höhere Priorität als der Divergenz des Lichts in der Längsrichtung gegeben. Dadurch, dass verhindert wird, dass Licht in der Längsrichtung zu stark zerstreut wird, ist es möglich eine Zunahme der Ausgangsleistung der Lichtquelle 47b zu verhindern.
In diesem Beispiel ist etwa der Grad an Divergenz des Lichtes, das von der Zerstreuungslinse 43 zerstreut wird, gleich dem Grad an Leuchtstärkenänderung in der Leuchtstärkenverteilung. Dies wird mit Bezug zu 14 erläutert. Der Grad an Divergenz des von der Zerstreuungslinse 43 in der lateralen Richtung zerstreuten Lichtes entspricht dem Grad an Leuchtstärkenänderung im Verhältnis zu der Positionsänderung in der lateralen Richtung. Es wird angenommen, dass der Grad der Leuchtstärkenänderung relativ zur Positionsänderung in der lateralen Richtung verringert wird, anders ausgedrückt, der Neigungswinkel der Leuchtstärkenverteilungskurve wird verkleinert, wenn sich der Grad an Divergenz des von der Zerstreuungslinse 43 zerstreuten Lichts in der lateralen Richtung erhöht. Ferner entspricht der Grad an Divergenz des von der Zerstreuungslinse 43 in der lateralen Richtung zerstreuten Lichts dem Unterschied der Leuchtstärke und dem Leuchtstärkenvergleich zwischen der Leuchtstärke in dem ersten Bereich A1 und der Leuchtstärke in dem zweiten Bereich A2. Bei der Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform ist der Leuchtstärkenunterschied in der lateralen Richtung, wie zuvor beschrieben ist, kleiner als der Leuchtstärkenunterschied in der Längsrichtung, die zuvor beschrieben ist. Anders ausgedrückt, die Rate und die Größe der Änderung der Leuchtstärke bei Verschiebung eines Augpunkts in der Fahrzeugbreitenrichtung sind kleiner als die Rate und der betrag der Änderung der Leuchtstärke, wenn sich der Augpunkt in der Fahrzeughöhenrichtung verschiebt.
Als die Struktur, in der der Grad der Divergenz des Lichts sich in der Längsrichtung und der lateralen Richtung unterscheidet in der Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Erfindung, werden Formen der Eintrittsfläche 43a und der Austrittsfläche 43b wie folgt festgelegt. In der Zerstreuungslinse 43 ist der Krümmungsradius der Eintrittsfläche 43a an einem Querschnitt in der lateralen Richtung (11) kleiner als der Krümmungsradius der Eintrittsfläche 43a an einem Querschnitt in der Längsrichtung (10). Wenn die Eintrittsfläche 43a eine nicht sphärische Form hat, ist es bevorzugt, dass der Wert des Krümmungsradius an dem Querschnitt an der lateralen Richtung kleiner ist als der Wert des Krümmungsradius an dem Querschnitt in der Längsrichtung, wenn diese an dem gleichen Punkt auf der Eintrittsfläche 43a verglichen werden. Ferner ist in der Zerstreuungslinse 43 der Krümmungsradius der Austrittsfläche 43b an einem Querschnitt an der lateralen Richtung kleiner als der Krümmungsradius der Austrittsfläche 43b an einem Querschnitt in der Längsrichtung. Wenn die Austrittsfläche 43b eine nicht sphärische Form hat, ist es bevorzugt, dass der Wert des Krümmungsradius an dem Querschnitt in der lateralen Richtung kleiner ist als der Wert des Krümmungsradius an dem Querschnitt in der Längsrichtung, wenn der Vergleich an dem gleichen Punkt auf der Austrittsfläche 43b erfolgt.
Wie zuvor beschrieben ist, weist die Rückseitenbeleuchtungseinheit 40 der vorliegenden Ausführungsform die Lichtquelle 47b, die Sammellinse 45, die von der Lichtquelle 47b ausgesandtes Licht bündelt, und die Zerstreuungslinse 43 auf, die das Licht, das aus der Sammellinse 45 eintritt, in Richtung zu der Bildanzeigeeinheit des Lichttransmissionstyps 10 der Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 zerstreut und aussendet. Die Rückseitenbeleuchtungseinheit 40 der vorliegenden Ausführungsform kann eine Schwankung der Leuchtstärke eines virtuellen Bildes bei Verschiebung eines Augpunkts verhindern, indem das Licht unter Anwendung der Zerstreuungslinse 43 zerstreut bzw. divergent gemacht wird. Beispielsweise ist es möglich, eine wesentliche Änderung der Leuchtstärke zu verhindern, wenn sich ein Augpunkt vom Inneren des vorbestimmten Bereichs nach außerhalb des vorbestimmten Bereichs verschiebt.
Ferner ist die Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform eine Linse, in der sowohl die Eintrittsfläche 43a als auch die Austrittsfläche 43b konkave Oberflächen sind. Die Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform kann das Licht unter Anwendung sowohl der Eintrittsfläche 43a als auch der Austrittsfläche 43b zerstreuen. Daher ist es möglich, den gesamten Grad an Divergenz und den Zerstreuungswinkel der Zerstreuungslinse 43 zu vergrößern. Wenn sowohl die Eintrittsfläche 43a als auch die Austrittsfläche 43b konkave Oberflächen sind, kann eine der konkaven Oberfläche eine Form haben, die in der Lage ist, Licht in der lateralen Richtung zu zerstreuen, und die andere konkave Oberfläche kann eine Form aufweisen, die in der Lage ist, Licht in der Längsrichtung zu zerstreuen.
Ferner zerstreut die Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform Licht zumindest in der lateralen Richtung. In diesem Beispiel ist die laterale Richtung eine Richtung, die der Fahrzeugbreitenrichtung in der Bildanzeigeeinheit 10 entspricht, anders ausgedrückt, eine Richtung, die der lateralen Richtung des Fahrers entspricht, der direkt der lichtreflektierenden Einheit 8 zugewandt ist. Daher kann die Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform eine Schwankung der Leuchtstärke in einem virtuellen Bild verhindern, wenn ein Augpunkt in der Fahrzeugbreitenrichtung verschoben wird, wenn sich etwa die Haltung des Fahrers in der lateralen Richtung neigt oder verschiebt.
Ferner zerstreut die Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform Licht in der lateralen Richtung sowie in der Längsrichtung. In diesem Beispiel ist die Längsrichtung eine Richtung, die der Fahrzeughöhenrichtung in der Bildanzeigeeinheit 10 entspricht, anders ausgedrückt, eine Richtung, die der Längsrichtung des Fahrers entspricht, der der lichtreflektierenden Einheit 8 direkt zugewandt ist. Der Grad an Divergenz des von der Zerstreuungslinse 43 in der lateralen Richtung zerstreuten Lichts ist größer als der Grad an Divergenz des Lichts, das von der Zerstreuungslinse 43 in der Längsrichtung zerstreut wird. Folglich wird in der Zerstreuungslinse 43 der vorliegenden Ausführungsform der Divergenz des Lichts in der lateralen Richtung, in der sich der Augpunkt leichter verschiebt, Priorität gegeben. Daher ist es möglich zu verhindern, dass die Ausgangsleistung der Lichtquelle 47b erhöht wird, während die erforderliche Leuchtstärke in dem vorbestimmten Bereich gewährleistet wird, indem die Divergenz des Lichtes in der Längsrichtung verhindert wird oder indem verhindert wird, dass Licht in der Längsrichtung zerstreut wird, in der sich der Augpunkt kaum verschiebt.
Die Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform weist die Bildanzeigeeinheit des Lichttransmissionstyps 10, die Lichtquelle 47b, die Sammellinse 45, die von der Lichtquelle 47b ausgesandtes Licht bündelt, und die Zerstreuungslinse 43 auf, die das Licht, das aus der Sammellinse 45 eintritt, zerstreut und das Licht zu der Bildanzeigeeinheit 10 aussendet. Die Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 projiziert ein Bild der Bildanzeigeeinheit 10 auf die lichtreflektierende Einheit 8 vor dem Fahrersitz mit dem Licht, das von der Zerstreuungslinse 43 ausgesendet wird. Anders ausgedrückt, die Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 sendet divergentes Licht in Richtung zu der Bildanzeigeeinheit 10 von der Seite ihrer hinteren Oberfläche her aus und projiziert ein Bild auf die lichtreflektierende Einheit 8 unter Anwendung des divergenten Lichts. Daher kann die Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform eine Leuchtstärkenschwankung in einem virtuellen Bild verhindern, wenn sich der Augpunkt verschiebt.
Zu beachten ist, dass die Form, die Anordnung, die Anzahl und dergleichen der Sammellinse 45 nicht auf die vorliegenden Ausführungsform beschränkt sind. Die Sammellinse 45 kann zusammen mit der Lichtquelle 47b als Einheit ausgebildet sein. Eine Sammeleinheit, die Licht, das von der Lichtquelle 47b ausgesendet wird, bündelt, kann ein optisches System sein, das sich von der Sammellinse 45 unterscheidet.
Modifizierung der Ausführungsform
Es wird eine Modifizierung der Ausführungsform beschrieben. Die Form und die Anordnung der Zerstreuungslinse 43 sind nicht auf die Ausführungsform beschränkt, die zuvor beschrieben ist. In der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist der Wert des Krümmungsradius der Eintrittsfläche 43a kleiner als der Wert des Krümmungsradius der Austrittsfläche 43b. Demgegenüber kann der Wert des Krümmungsradius der Austrittsfläche 43b gleich oder kleiner sein als der Wert des Krümmungsradius der Eintrittsfläche 43a.
Die Zerstreuungslinse 43 kann eine Linse sein, in der die Eintrittsfläche 43a und/oder die Austrittsfläche 43b eine konkave Oberfläche sind. Beispielsweise können in der Zerstreuungslinse 43 die Eintrittsfläche 43a und/oder die Austrittsfläche 43b eine ebene Fläche sein. Beispielsweise kann in der Zerstreuungslinse 43 die Eintrittsfläche 43a eine ebene Fläche und die Austrittsfläche 43b eine konkave Fläche sein.
Ferner kann in der Zerstreuungslinse 43 die Eintrittsfläche 43a oder die Austrittsfläche 43b eine konvexe Oberfläche sein. In diesem Falle werden die Formen (etwa die Krümmungsradien) der Eintrittsfläche 43a und der Austrittsfläche 43b derart festgelegt, dass das Licht, das aus der Sammellinse 45 eintritt, zerstreut und in Richtung zu der Bildanzeigeeinheit 10 ausgesendet wird. Wenn beispielsweise die Eintrittsfläche 43a eine konvexe Oberfläche und die Austrittsfläche 43b eine konkave Oberfläche ist, kann der Wert des Krümmungsradius der Austrittsfläche 43b kleiner als der Wert des Krümmungsradius der Eintrittsfläche 43a. In der Zerstreuungslinse 43, in der die Eintrittsfläche 43a eine konvexe Oberfläche und die Austrittsfläche 43b eine konkave Oberfläche ist, kann die Eintrittsfläche 43a, die die konvexe Oberfläche aufweist, das divergente Licht, das aus der Lichtquelle 47b eintritt, bündeln und kann paralleles Licht erzeugen, und die Austrittsfläche 43b mit der konkaven Oberfläche kann das Licht zerstreuen.
Eine Zerstreuungseinheit, die das Licht, das aus der Sammeleinheit eintritt, zerstreut und die das Licht zu der Bildanzeigeeinheit 10 aussendet, ist nicht auf die Zerstreuungslinse 43 beschränkt. Es kann ein anderes optisches System, das eine Funktion zur Zerstreuung von Licht hat, anstelle der Zerstreuungslinse 43 verwendet werden.
Der Inhalt, der in der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifizierung offenbart ist, kann geeignet kombiniert werden.
Die Rückseitenbeleuchtungseinheit und die Frontscheibenanzeigeeinrichtung gemäß der Ausführungsform weisen auf: die Lichtquelle; die Sammeleinheit, die Licht, das aus der Lichtquelle ausgesandt wird, bündelt; und die Zerstreuungseinheit, die das Licht, das aus der Sammeleinheit eintritt, zerstreut und das divergente Licht zu der Bildanzeigeeinheit des Lichttransmissionstyps in der Frontscheibenanzeigeeinrichtung aussendet. Die Rückseitenbeleuchtungseinheit und die Frontscheibenanzeigeeinrichtung gemäß der Ausführungsform können vorteilhafter Weise eine Leuchtstärkenschwankung in einem Bild aufgrund einer Änderung eines Augpunkts verhindern, indem ein Bild der Bildanzeigeeinheit unter Anwendung des divergenten Lichts projiziert wird.
Obwohl die Erfindung mit Bezug zu speziellen Ausführungsformen im Hinblick auf eine vollständige und klare Offenbarung beschrieben ist, sind die angefügten Patentansprüche nicht darauf beschränkt, sondern sie sind so auszulegen, dass sie alle Modifizierungen und alternativen Bauweisen mit einschließen, die sich für den Fachmann ergeben, und die innerhalb der hierin dargestellten grundlegenden Lehre liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016-057040 [0001]
JP 2007-108429 [0003, 0003]

Claims

Eine Rückseitenbeleuchtungseinheit, mit: einer Lichtquelle; einer Sammeleinheit, die ausgebildet ist, von der Lichtquelle ausgesandtes Licht zu bündeln; und einer Zerstreuungseinheit, die ausgebildet ist, das Licht, das von der Sammeleinheit eintritt, zu zerstreuen und zu einer Bildanzeigeeinheit des Lichttransmissionstyps in einer Frontscheibenanzeigeeinrichtung auszusenden.
Die Rückseitenbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Zerstreuungseinheit eine Linse ist, in der eine Eintrittsfläche, in die Licht aus der Sammeleinheit eintritt, und/oder eine Austrittsfläche, aus der Licht zu der Bildanzeigeeinheit ausgesendet wird, eine konkave Oberfläche sind.
Die Rückseitenbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Zerstreuungseinheit eine Linse ist, in der sowohl eine Eintrittsfläche, in die Licht aus der Sammeleinheit eintritt, als auch eine Austrittsfläche, aus der Licht zu der Bildanzeigeeinheit ausgesendet wird, konkave Oberflächen sind.
Die Rückseitenbeleuchtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zerstreuungseinheit das Licht zumindest in einer Richtung, die einer Fahrzeugbreitenrichtung entspricht, in der Bildanzeigeeinheit zerstreut.
Die Rückseitenbeleuchtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zerstreuungseinheit das Licht in einer lateralen Richtung, die eine Richtung ist, die einer Fahrzeugbreitenrichtung entspricht, und in einer Längsrichtung, die eine Richtung ist, die einer Fahrzeughöhenrichtung entspricht, in der Bildanzeigeeinheit zerstreut; und ein Grad an Divergenz des von der Zerstreuungseinheit in der lateralen Richtung zerstreuten Lichts größer ist als ein Grad an Divergenz des Lichts, das von der Zerstreuungseinheit in der Längsrichtung zerstreut wird.
Eine Frontscheibenanzeigeeinrichtung, mit: einer Bildanzeigeeinheit des Lichttransmissionstyps, die ausgebildet ist, ein Bild anzuzeigen; einer Lichtquelle; einer Sammeleinheit, die ausgebildet ist, das aus der Lichtquelle ausgesandte Licht zu bündeln; und einer Zerstreuungseinheit, die ausgebildet ist, das Licht, das aus der Sammeleinheit eintritt, in Richtung zu der Bildanzeigeeinheit zu zerstreuen und auszusenden, wobei das Bild auf eine lichtreflektierende Einheit vor einem Fahrersitz mit dem Licht, das aus der Zerstreuungseinheit ausgesendet wird, projiziert wird.