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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeuganzeigevorrichtung.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Herkömmlich gibt es eine Fahrzeuganzeigevorrichtung, wie z. B. eine Head-up-Anzeigevorrichtung (HUD-Anzeigevorrichtung), die über eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs ein virtuelles Bild vor einem Fahrer anzeigt. Die japanische Offenlegungsschrift
JP 2016 - 71 051 A offenbart z. B. eine Fahrzeuganzeigevorrichtung, die eine Anzeige, die ein Bild auf einer Anzeigefläche anzeigt, die zur Vorderseite orientiert ist, und ein Reflexionselement, das in einem optischen Weg zwischen der Anzeige und einer Windschutzscheibe angeordnet ist, enthält.
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WO 2015/ 125 247 A1 offenbart eine Projektionsvorrichtung, durch die zirkular polarisiertes Licht eines Bildes an einem Bildschirm und dann an einem konkaven Spiegel, der die Polarisationsrichtung des zirkular polarisierten Lichts umkehrt, ausgegeben wird.
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In der herkömmlichen Fahrzeuganzeigevorrichtung ist jedoch die Anzeige in Anbetracht des optischen Weges von der Anzeige bis zur Windschutzscheibe an einer Position entfernt von dem Reflexionselement angeordnet, wobei die jeweiligen Teile einen Raum einnehmen, so dass es Raum für eine Verbesserung hinsichtlich der Verringerung der Größe gibt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeuganzeigevorrichtung zu schaffen, deren Größe leicht verringert werden kann.
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Der Umfang der Erfindung ist durch den unabhängigen Anspruch bestimmt. Beispiele oder Aspekte, die nicht unter den Umfang des unabhängigen Anspruchs fallen, dienen dem Verständnis der Erfindung.
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Um das oben erwähnte Problem zu lösen und um die Aufgabe zu lösen, enthält eine Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Projektor, der Anzeigelicht emittiert, das einem Anzeigebild entspricht, das durch einen Fahrer eines Fahrzeugs visuell zu erkennen ist; ein Projektionselement, auf das das Anzeigebild, das dem von dem Projektor emittierten Anzeigelicht entspricht, projiziert wird und das das Anzeigelicht reflektiert; und einen Reflexionsspiegel, der das Reflexionslicht des durch das Projektionselement reflektierten Anzeigelichts zu einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs reflektiert, wobei der Reflexionsspiegel mit einem Nichtreflexionsbereich in einem Teil einer Reflexionsfläche, die das Reflexionslicht zu der Windschutzscheibe reflektiert, versehen ist und der Projektor an einer Position angeordnet ist, die dem Projektionselement mit dem dazwischen angeordneten Reflexionsspiegel zugewandt ist, so dass das Anzeigelicht durch den Nichtreflexionsbereich hindurchgeht und zu dem Projektionselement geleitet wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist es in der Fahrzeuganzeigevorrichtung bevorzugt, dass der Nichtreflexionsbereich ein Durchgangsloch, das von einer der Reflexionsfläche gegenüberliegenden Oberfläche zu der
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Reflexionsfläche durchdringt, oder eine Kerbe, die von einem Ende des Reflexionsspiegels zu einer Mitte der Reflexionsfläche ausgebildet ist, aufweist.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Fahrzeuganzeigevorrichtung bevorzugt, dass der Projektor drei Lichtquellen aufweist, die Laserstrahlen emittieren, die wechselseitig verschiedene Wellenlängen aufweisen, und die drei Lichtquellen in einer Ebene angeordnet sind, die zu einem Emissionsloch orthogonal ist, durch das ein dem Anzeigebild entsprechender Laserstrahl emittiert wird.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Fahrzeuganzeigevorrichtung bevorzugt, dass das Projektionselement eine ebene oder eine gekrümmte Oberfläche, die in einer konvexen Form zu dem Reflexionsspiegel ausgebildet ist, aufweist.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Fahrzeuganzeigevorrichtung bevorzugt, dass der Projektor eine Oberfläche aufweist, die ein Emissionsloch aufweist, durch das das Anzeigelicht emittiert wird, wobei die Oberfläche in engen Kontakt mit einer Oberfläche des Reflexionsspiegels, die der Reflexionsfläche gegenüberliegt, angeordnet ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Projektor einen ersten konvexen Abschnitt auf, der ausgebildet ist, so dass er ein Emissionsloch umgibt, durch das das Anzeigelicht emittiert wird, und der
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Reflexionsspiegel weist ein Durchgangsloch auf, das an einer Position, die dem Emissionsloch zugewandt ist, von einer der Reflexionsfläche gegenüberliegenden Oberfläche zu der Reflexionsfläche durchdringt, wobei ein erster konkaver Abschnitt, der passend zu dem ersten konvexen Abschnitt ist, ausgebildet ist, so dass er das Durchgangsloch umgibt, oder alternativ weist der Projektor einen zweiten konkaven Abschnitt auf, der ausgebildet ist, so dass er das Emissionsloch umgibt, und der Reflexionsspiegel weist einen zweiten konvexen Abschnitt auf, der mit dem zweiten konkaven Abschnitt versehen ist und ausgebildet ist, so dass er das Durchgangsloch umgibt.
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Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden durch das Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besser verstanden, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
- 2 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Projektors gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
- 3 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Aussehens eines virtuellen Bildes in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
- 4A bis 4C sind Ansichten zum Beschreiben eines Unterschieds in dem Aussehen des virtuellen Bildes in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
- 5 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
- 6 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
- 7 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Projektors gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
- 8 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration des Projektors gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
- 9 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
- 10 ist eine Ansicht, die einen Projektor gemäß einer zweiten Modifikation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
- 11 ist eine Ansicht, die einen Projektor gemäß einer dritten Modifikation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht; und
- 12 ist eine Ansicht, die einen asphärischen Spiegel gemäß einer vierten Modifikation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden die Ausführungsformen einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der Erfindung bezüglich der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die Erfindung ist übrigens nicht durch die Ausführungsformen eingeschränkt. Zusätzlich enthalten die konstituierenden Elemente in den folgenden Ausführungsformen konstituierende Elemente, die durch die Fachleute auf dem Gebiet leicht angenommen werden können, oder im Wesentlichen völlig gleiche konstituierende Elemente. Zusätzlich können die verschiedenen Auslassungen, Ersetzungen und Modifikationen der konstituierenden Elemente in den folgenden Ausführungsformen im Schutzumfang ausgeführt werden, der nicht vom Wesentlichen der Erfindung abweicht.
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Die erste Ausführungsform
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1 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht. 2 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Projektors gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. 3 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Aussehens eines virtuellen Bildes in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 4A bis 4C sind Ansichten zum Beschreiben eines Unterschieds in dem Aussehen des virtuellen Bildes in der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 1 veranschaulicht übrigens eine Positionsbeziehung der jeweiligen Elemente, wenn ein Fahrzeug, in dem die Fahrzeuganzeigevorrichtung angebracht ist, von der Seite betrachtet wird. 3 veranschaulicht ein Aussehen von einer zweckmäßigen Betrachtungsposition in dem Fahrzeug, in dem die Fahrzeuganzeigevorrichtung angebracht ist. 4A veranschaulicht ein mit einem linken Auge eines Fahrers betrachtetes virtuelles Bild, 4B veranschaulicht ein mit einem rechten Auge des Fahrers betrachtetes virtuelles Bild und 4C veranschaulicht ein mit beiden Augen des Fahrers betrachtetes virtuelles Bild. Zusätzlich gibt die X-Richtung in der Zeichnung eine Front-Heck-Richtung des Projektors gemäß dieser Ausführungsform an. Die Y-Richtung in der Zeichnung gibt eine Rechts-Links-Richtung des Projektors gemäß dieser Ausführungsform an. Die Z-Richtung in der Zeichnung gibt eine Aufwärts-Abwärts-Richtung des Projektors gemäß dieser Ausführungsform an. Die Aufwärts-Abwärts-Richtung ist übrigens nicht auf die vertikale Richtung eingeschränkt.
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Wie in 1 veranschaulicht ist, ist eine Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A gemäß der ersten Ausführungsform z. B. eine Head-up-Anzeigevorrichtung (HUD-Vorrichtung), die in einem Fahrzeug 100, wie z. B. einem Kraftfahrzeug, angebracht ist. Die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A ist innerhalb einer (nicht veranschaulichten) Instrumententafel des Fahrzeugs 100 angeordnet und projiziert verschiedene Anzeigebilder bezüglich des Fahrzeugs 100 auf eine Windschutzscheibe 101 des Fahrzeugs 100. Die verschiedenen Anzeigebilder bezüglich des Fahrzeugs enthalten Informationen, die konfiguriert sind, um das Fahren eines Fahrers 200 zu unterstützen. Die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A projiziert das Anzeigebild auf die Windschutzscheibe 101 und zeigt ein virtuelles Bild 110 vor einem Augpunkt 201 des Fahrzeugs 100 an. Die Windschutzscheibe 101 ist vor dem Augpunkt 201 positioniert. Die Windschutzscheibe 101 ist halbdurchlässig und reflektiert das von der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A einfallende Licht zu dem Augpunkt 201. Der Augpunkt 201 ist eine vorgegebene Position als eine Position des Gesichtspunkts des Fahrers (der Bedienungsperson) 200, der (die) auf einem (nicht veranschaulichten) Fahrersitz sitzt. Der Fahrer 200 erkennt das durch die Windschutzscheibe 101 reflektierte Anzeigebild als das virtuelle Bild 110. Für den Fahrer 200 wird das virtuelle Bild 110 erkannt, als ob es vor der Windschutzscheibe 101 vorhanden ist. Die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A enthält einen Projektor 3A, einen Schirm 5A, einen asphärischen Spiegel 7A und ein Gehäuse 9.
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Der Projektor 3A ist eine Projektionsvorrichtung. Der Projektor 3A ist an einer Position angeordnet, die dem Schirm 5A mit dem dazwischen angeordneten asphärischen Spiegel 7A zugewandt ist. Der Projektor 3A emittiert das Anzeigelicht 11 entsprechend dem Anzeigebild, das durch den Fahrer 200 des Fahrzeugs 100 visuell erkannt wird. Der Projektor 3A projiziert das Anzeigebild durch das Emittieren des Anzeigelichts 11 zu dem Schirm 5A, der an der Position angeordnet ist, die dem Projektor 3A mit dem dazwischen angeordneten asphärischen Spiegel 7A zugewandt ist, auf den Schirm 5A. Der Projektor 3A ist in dem Gehäuse 9 untergebracht, so dass er teilweise zur Außenseite der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A freigelegt ist. Der Projektor 3A enthält ein Gehäuse 30, eine erste Lichtquelle 31, eine zweite Lichtquelle 32, einen dritte Lichtquelle 33, die dichroitischen Spiegel 34 und 35 und einen Abtastspiegel 36.
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Das Gehäuse 30 weist eine Form eines rechteckigen Parallelepipeds auf. Das Gehäuse 30 bringt die ersten bis dritten Lichtquellen 31, 32 und 33, die dichroitischen Spiegel 34 und 35 und den Abtastspiegel 35 unter. Das Gehäuse 30 enthält ein Emissionsloch 30a, durch das das Anzeigelicht 11 emittiert wird, und eine Oberfläche 30b, die das Emissionsloch 30a aufweist.
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Der Projektor 3A weist drei Lichtquellen auf, die Laserstrahlen emittieren, die wechselseitig verschiedene Wellenlängen aufweisen. Das heißt, die erste Lichtquelle 31 ist z. B. eine Laserdiode, die einen roten Laserstrahl emittiert. Die erste Lichtquelle 31 ist angeordnet, so dass sie den roten Laserstrahl zur Unterseite in der Z-Richtung emittiert, wie in 2 veranschaulicht ist. Der dichroitische Spiegel 34 wird mit dem roten Laserstrahl bestrahlt. Die zweite Lichtquelle 32 ist eine Laserdiode, die einen grünen Laserstrahl erzeugt, der eine Wellenlänge aufweist, die von der des roten Laserstrahls verschieden ist. Die zweite Lichtquelle 32 ist angeordnet, so dass sie den grünen Laserstrahl zur Vorderseite in der X-Richtung emittiert, wie in 2 veranschaulicht ist. Der dichroitische Spiegel 34 wird mit dem grünen Laserstrahl bestrahlt. Die dritte Lichtquelle 33 ist eine Laserdiode, die einen blauen Laserstrahl erzeugt, der von dem roten Laserstrahl und dem grünen Laserstrahl verschieden ist. Die dritte Lichtquelle 33 ist angeordnet, so dass sie den blauen Laserstrahl zur Vorderseite in der X-Richtung emittiert, was zu der zweiten Lichtquelle 32 ähnlich ist. Der dichroitische Spiegel 35 wird mit dem blauen Laserstrahl bestrahlt. Die erste Lichtquelle 31, die zweite Lichtquelle 32 und die dritte Lichtquelle 33 sind in dieser Ausführungsform angeordnet, so dass eine optische Achse R1 des roten Laserstrahls zu den optischen Achsen G1 und B1 des grünen Laserstrahls und des blauen Laserstrahls orthogonal ist.
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Der dichroitische Spiegel 34 lässt den roten Laserstrahl durch und reflektiert den grünen Laserstrahl. Der rote Laserstrahl und der grüne Laserstrahl, der von dem dichroitischen Spiegel 34 reflektiert wird, werden multiplexiert, um einen Laserstrahl auf derselben optischen Achse zu bilden, wobei dieser Laserstrahl auf den dichroitischen Spiegel 35 einfällt. Der dichroitische Spiegel 35 lässt den multiplexierten roten Laserstrahl und grünen Laserstrahl durch und reflektiert den blauen Laserstrahl. Der rote Laserstrahl und der grüne Laserstrahl werden mit dem blauen Laserstrahl, der von dem dichroitischen Spiegel 35 reflektiert wird, multiplexiert, um das Anzeigelicht 11 auf derselben optischen Achse zu bilden, wobei dieses Anzeigelicht 11 auf den Abtastspiegel 36 einfällt.
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Der Abtastspiegel 36 ist angeordnet, so dass er eine optische Achse R1 des von der ersten Lichtquelle 31 emittierten roten Laserstrahls schneidet. Der Abtastspiegel 36 ist z. B. ein Spiegel eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS-Spiegel) unter Verwendung der MEMS-Technik. Der MEMS-Spiegel ist eine optische Vorrichtung, in der die Teile der mechanischen Elemente, die Sensoren, die Aktuatoren, die elektronischen Schaltungen und dergleichen in einem Halbleitersubstrat integriert sind. Der Abtastspiegel 36 gemäß dieser Ausführungsform wird angesteuert, um das Anzeigebild durch das Reflektieren des Anzeigelichts 11 zum Schirm 5A, während er sich um zwei (nicht veranschaulichte) Drehwellen, die zueinander orthogonal sind, dreht und schwingt, auf den Schirm 5A zu projizieren.
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Der Schirm 5A ist ein Projektionselement. Der Schirm 5A ist in einer ebenen Form als Ganzes ausgebildet und ist an einer Position, die dem Projektor 3A mit dem dazwischen angeordneten asphärischen Spiegel 7A zugewandt ist, angeordnet. Das Anzeigebild, das dem von dem Projektor 3A emittierten Anzeigelicht 11 entspricht, wird auf den Schirm 5A projiziert, wobei der Schirm 5A das Anzeigelicht 11 reflektiert. Der Schirm 5A ist z. B. aus einer reflektierenden Mikrolinsenanordnung, einer Diffusionsplatte und dergleichen konfiguriert.
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Der asphärische Spiegel 7A ist ein Reflexionsspiegel. Der asphärische Spiegel 7A ist in einem optischen Weg zwischen dem Projektor 3A und dem Schirm 5A angeordnet. Der asphärische Spiegel 7A reflektiert das Reflexionslicht 12 des durch den Projektor 3A reflektierten Anzeigelichts 11 zur Windschutzscheibe 101 des Fahrzeugs 100. Der asphärische Spiegel 7A weist eine asphärische Oberfläche auf, die in einer konkaven Form zur Windschutzscheibe 101 ausgebildet ist. Diese asphärische Oberfläche bildet eine Reflexionsfläche 71, die das Reflexionslicht 12 zur Windschutzscheibe 101 reflektiert. In dem asphärischen Spiegel 7A ist ein Nichtreflexionsbereich 72 in einem Teil der Reflexionsfläche 71 vorgesehen. Der Nichtreflexionsbereich 72 weist ein Durchgangsloch 73 auf, das von einer der Reflexionsfläche 71 gegenüberliegenden Oberfläche 74 zur Reflexionsfläche 71 durchdringt. Das Durchgangsloch 73 ist z. B. an einem Scheitelpunkt der in der konkaven Form ausgebildeten asphärischen Oberfläche vorgesehen. Eine Position, an der das Durchgangsloch 73 vorgesehen ist, ist übrigens nicht auf den Scheitelpunkt der asphärischen Oberfläche eingeschränkt. Der Projektor 3A gemäß dieser Ausführungsform ist angeordnet, so dass das Anzeigelicht 11 durch den Nichtreflexionsbereich 72 hindurchgeht und zu dem Schirm 5A geleitet wird.
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Das Gehäuse 9 ist mit verschiedenen Teilen zusammengebaut, die die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A bilden, wie z. B. dem Projektor 3A und dem asphärischen Spiegel 7A, wobei dadurch ein Gehäuse gebildet wird, das diese Teile unterbringt. Das Gehäuse 9 ist aus einem isolierenden Harzmaterial oder dergleichen hergestellt. Das Gehäuse 9 weist auf einer der Windschutzscheibe 101 zugewandten Oberfläche eine transparente Abdeckung 9a auf. Die Windschutzscheibe 101 wird mit dem durch den asphärischen Spiegel 7A reflektierten Reflexionslicht 12 über die transparente Abdeckung 9a bestrahlt.
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Die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A enthält einen Controller 10, der den Projektor 3A steuert. Der Controller 10 steuert eine Lichtmenge und eine Farbe des von dem Projektor 3A emittierten Anzeigelichts 11 durch das Steuern der ersten bis dritten Lichtquellen 31 bis 33 und des Abtastspiegels 36. Der Controller 10 steuert die Ausgabe des Laserstrahls jeder Lichtquelle, z. B. basierend auf den Zielwerten der Lichtmenge und der Farbe des Anzeigelichts 11.
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Weil in der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A, die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, der asphärische Spiegel 7A das Durchgangsloch 73 in dem Nichtreflexionsbereich 72 aufweist, ist das durch den Augpunkt 201 des Fahrers 200 visuell erkannte virtuelle Bild 110 aufgrund der binokularen Parallaxe zwischen einem linken Auge EL und einem rechten Auge ER verschieden, wie in 3 veranschaulicht ist. Wenn das Durchgangsloch 73 z. B. am Scheitelpunkt der asphärischen Oberfläche vorgesehen ist, weist das mit dem linken Auge EL betrachtete virtuelle Bild 110a einen Anzeigedefektabschnitt 111 auf der rechten Seite des Bildes auf, wie in 4A veranschaulicht ist. Andererseits weist ein mit dem rechten Auge ER betrachtetes virtuelles Bild 110b einen Anzeigedefektabschnitt 111 auf der linken Seite des Bildes auf, wie in 4B veranschaulicht ist. Der Fahrer 200 betrachtet jedoch im Allgemeinen das vor dem Augpunkt 201 angezeigte virtuelle Bild 110 mit beiden Augen, wobei er folglich den Anzeigedefektabschnitt 111 in einem virtuellen Bild 110c kaum visuell erkennt, wie in 4C veranschaulicht ist.
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Wie oben beschrieben worden ist, enthält die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A gemäß dieser Ausführungsform: den Projektor 3A, der das Anzeigelicht 11 entsprechend dem Anzeigebild, das durch den Fahrer 200 des Fahrzeugs 100 visuell zu erkennen ist, emittiert; den Schirm 5A, auf den das Anzeigebild, das dem von dem Projektor 3A emittierten Anzeigelicht entspricht, projiziert wird und der das Anzeigelicht reflektiert; und den asphärischen Spiegel 7A, der das durch den Schirm 5A reflektierte Reflexionslicht 12 des Anzeigelichts 11 zur Windschutzscheibe 101 des Fahrzeugs 100 reflektiert. Der asphärische Spiegel 7A weist einen Nichtreflexionsbereich 72 in einem Teil der Reflexionsfläche 71 auf, die das Reflexionslicht 12 zur Windschutzscheibe 101 reflektiert. Der Projektor 3A ist an der Position angeordnet, die dem Schirm 5A mit dem dazwischen angeordneten asphärischen Spiegel 7A zugewandt ist, so dass das Anzeigelicht 11 durch den Nichtreflexionsbereich 72 hindurchgeht und zu dem Schirm 5A geleitet wird.
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Gemäß der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A, die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, ist es möglich, den Projektor 3A und den asphärischen Spiegel 7A gemeinsam an einer Stelle anzuordnen, so dass der optische Weg von dem Projektor 3A bis zur Windschutzscheibe 101 teilweise überlappt, wobei es folglich möglich ist, eine Größe der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A einfach zu verringern und die Montierbarkeit am Fahrzeug 100 zu verbessern.
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Zusätzlich weist in der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A gemäß dieser Ausführungsform der Nichtreflexionsbereich 72 das Durchgangsloch 73 auf, das von der der Reflexionsfläche 71 gegenüberliegenden Oberfläche 74 zu der Reflexionsfläche 71 durchdringt, wobei es folglich möglich ist, das Anzeigebild von dem Projektor 3A zu dem Schirm 5A zu projizieren, selbst wenn der Projektor 3A an der Position angeordnet ist, die dem Schirm 5A mit dem dazwischen angeordneten asphärischen Spiegel 7A zugewandt ist.
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Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform unter der Annahme beschrieben worden ist, dass der Projektor 3A drei Lichtquellen aufweist, die die Laserstrahlen emittieren, die die wechselseitig verschiedenen Wellenlängen (R, G und B) aufweisen, ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt, wobei eine einzige Lichtquelle verwendet werden kann.
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Zusätzlich multiplexiert in der oben beschriebenen Ausführungsform der Projektor 3A die mehreren Laserstrahlen durch die mehreren dichroitischen Spiegel 34 und 35, um das Anzeigelicht 11 zu erzeugen, wobei aber die Erfindung nicht auf diese optischen Systeme eingeschränkt ist, solange wie ein optisches System mehrere Laserstrahlen multiplexieren kann.
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Zusätzlich weist in der oben beschriebenen Ausführungsform der Nichtreflexionsbereich 72 das Durchgangsloch 73 auf, wobei aber die Erfindung nicht darauf eingeschränkt ist. Der asphärische Spiegel 7A kann z. B. aus einem transparenten Harz oder Glas hergestellt sein, um die Reflexionsverarbeitung an der Reflexionsfläche 71 auszuführen, wobei er die Nicht-Reflexionsverarbeitung an dem Nichtreflexionsbereich 72 ausführt, so dass das Anzeigelicht 11 durch den Nichtreflexionsbereich 72 hindurchgeht. Alternativ kann ein Reflexionsvermögen des Nichtreflexionsbereichs 72 geändert werden, so dass das Reflexionsvermögen des Nichtreflexionsbereichs 72 geringer als das Reflexionsvermögen der Reflexionsfläche 71 ist. Alternativ kann in dem Nichtreflexionsbereich 72 ein feines Loch ausgebildet sein, um einen Halbspiegel zu bilden.
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Eine Modifikation der ersten Ausführungsform
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Eine Modifikation der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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Eine Fahrzeuganzeigevorrichtung 1B gemäß dieser Modifikation der Ausführungsform ist insofern von der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A verschieden, als der Nichtreflexionsbereich 72 anstelle des Durchgangslochs 73 eine Kerbe 75 aufweist, die von einem Ende eines asphärischen Spiegels 7B zu einer Mitte der Reflexionsfläche 71 ausgebildet ist. Der Projektor 3A gemäß dieser Modifikation ist angeordnet, so dass das Anzeigelicht 11 durch die Kerbe 75 hindurchgeht und zu dem Schirm 5A geleitet wird. Hier ist die Mitte der Reflexionsfläche 71 z. B. ein Scheitelpunkt einer asphärischen Oberfläche, die in einer konkaven Form ausgebildet ist.
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Gemäß der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1B, die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, werden die gleichen Wirkungen wie jene der oben beschriebenen ersten Ausführungsform erhalten. Selbst wenn z. B. Sonnenlicht über die transparente Abdeckung 9a in das Gehäuse 9 eintritt, kann die Fahrzeuganzeigevorrichtung 1B zusätzlich das sogenannte Geisterlicht verhindern, weil die Einfallswinkel des Anzeigelichts 11 und des Sonnenlichts voneinander verschieden sind, so dass das Sonnenlicht nicht abermals zu dem asphärischen Spiegel 7B geleitet wird, wobei es möglich ist, es einfacher zu machen, Maßnahmen gegen das Auswaschen durch das Verringern der Interferenz des Sonnenlichts zu ergreifen.
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Die zweite Ausführungsform
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Als Nächstes wird eine Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben. Die konstituierenden Elemente, die die gleichen Funktionen wie jene aufweisen, die in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform beschrieben sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren redundante Beschreibungen in der zweiten Ausführungsform weggelassen werden. 6 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht. 7 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Projektors gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. 8 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration des Projektors gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. 6 veranschaulicht übrigens eine Positionsbeziehung der jeweiligen Elemente, wenn ein Fahrzeug, in dem die Fahrzeuganzeigevorrichtung angebracht ist, von der Seite betrachtet wird. 8 veranschaulicht eine Positionsbeziehung der jeweiligen Elemente, wenn der Projektor aus einer Richtung eines optischen Weges des Anzeigelichts betrachtet wird.
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Eine in 6 veranschaulichte Fahrzeuganzeigevorrichtung 1C ist von der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1A gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hinsichtlich der Anordnungen der konstituierenden Elemente eines Projektors 3B verschieden. Die konstituierenden Elemente, die die gleichen Funktionen wie jene aufweisen, die in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform beschrieben worden sind, sind übrigens durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren redundante Beschreibungen in der zweiten Ausführungsform weggelassen werden.
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In dem Projektor 3B ist die erste Lichtquelle 31 angeordnet, so dass sie den roten Laserstrahl zur Oberseite in der Z-Richtung emittiert, wie in den 7 und 8 veranschaulicht ist. Die zweite Lichtquelle 32 ist angeordnet, so dass sie den grünen Laserstrahl zur rechten Seite in der Y-Richtung emittiert, wie in 8 veranschaulicht ist. Die dritte Lichtquelle 33 ist angeordnet, so dass sie den blauen Laserstrahl zur rechten Seite in der Y-Richtung emittiert, was zu der zweiten Lichtquelle 32 ähnlich ist. Die ersten bis dritten Lichtquellen 31 bis 33 in dieser Ausführungsform sind innerhalb des Projektors 3B angeordnet, so dass die optischen Achsen R1, G1 und B1 der jeweiligen roten, grünen und blauen Laserstrahlen eine Richtung werden, die die optische Achse 13 des von dem Projektor 3B emittierten Anzeigelichts 11 schneidet.
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Gemäß der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1C, die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, sind die ersten bis dritten Lichtquellen 31 bis 33 in einer Ebene angeordnet, die zu dem Emissionsloch 30a orthogonal ist, durch das ein Laserstrahl, der einem Anzeigebild entspricht, emittiert wird, wobei es folglich möglich ist, eine Länge in der Front-Heck-Richtung (der X-Richtung) des Projektors 3B zu verkürzen, wobei die gleichen Wirkungen wie jene der ersten Ausführungsform erhalten werden.
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Eine erste Modifikation der zweiten Ausführungsform
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Eine erste Modifikation der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der ersten Modifikation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
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Eine Fahrzeuganzeigevorrichtung 1D gemäß dieser Modifikation der Ausführungsform ist von der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1C insofern verschieden, als der Schirm 5B eine gebogene Oberfläche aufweist, die in einer konvexen Form zu dem asphärischen Spiegel 7A ausgebildet ist.
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Hier wird die durch die Feldkrümmung verursachte Verzeichnung des virtuellen Bildes 110 beschrieben. Herkömmlich ist bekannt gewesen, dass eine durch die Windschutzscheibe 101 des Fahrzeugs 100 oder ein optisches System in der Fahrzeuganzeigevorrichtung erzeugte Aberration ein Faktor der Verzeichnung ist, die in dem virtuellen Bild 110 auftritt. Zusätzlich ist die durch die Feldkrümmung unter verschiedenen Aberrationen verursachte dreidimensionale Verzeichnung des virtuellen Bildes 110 ein Faktor, der die Anzeigequalität vermindert. Es ist möglich, die Verzeichnung des durch den Augpunkt 201 visuell erkannten virtuellen Bildes 110 bis zu einem gewissen Grad zu korrigieren, indem im Voraus eine Verzeichnung in dem auf einem Schirm einer Anzeige in der Fahrzeuganzeigevorrichtung angezeigten Bild verursacht wird. Unterdessen ist ein Schirm einer allgemeinen Anzeige eben, so dass nur die ebene Verzeichnung des virtuellen Bildes 110 korrigiert werden kann, selbst wenn die Verzeichnung in dem auf dem Schirm angezeigten Bild verursacht wird. Das heißt, es ist schwierig, die Korrektur in einer Tiefenrichtung des Bildes (einer Richtung einer optischen Achse, wenn das Bild projiziert wird) auszuführen, wobei es folglich schwierig ist, die dreidimensionale Verzeichnung des virtuellen Bildes 110, die durch die Feldkrümmung verursacht wird, zu korrigieren. Deshalb wird die Korrektur durch die Reflexionsfläche 71, die eine asphärische Form des asphärischen Spiegels 7A aufweist, allgemein ausgeführt. Der asphärische Spiegel 7A muss jedoch die Bildverzeichnung auf der Windschutzscheibe 101 und eine Bildverzeichnung aufgrund der Einfalls- und Reflexionswinkel bezüglich des asphärischen Spiegels 7A und der Windschutzscheibe 101 korrigieren, so dass eine Belastung bei der Korrektur der Anzeigeverzeichnung zunimmt.
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Weil der Schirm 5B gemäß dieser Modifikation der Ausführungsform die gekrümmte Oberfläche aufweist, die in der konvexen Forum zu dem asphärischen Spiegel 7A ausgebildet ist, ist es möglich, die Bildverzeichnung auf der Windschutzscheibe 101 und die durch die Einfalls- und Reflexionswinkel bezüglich des asphärischen Spiegels 7A und der Windschutzscheibe 101 verursachte Bildverzeichnung zu korrigieren, wobei es möglich ist, die Belastung bei der Korrektur der Anzeigeverzeichnung des asphärischen Spiegels 7A zu verringern. Zusätzlich ist es möglich, ein Vergrö-ßerungsverhältnis des asphärischen Spiegels 7A zu vergrößern und ist es möglich, eine Größe der Fahrzeuganzeigevorrichtung durch das Verkürzen eines optischen Weges zu verringern.
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Eine zweite Modifikation der zweiten Ausführungsform
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Eine zweite Modifikation der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 ist eine Ansicht, die einen Projektor gemäß der zweiten Modifikation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
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Der Projektor 3B gemäß dieser Modifikation der Ausführungsform ist von dem der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1C insofern verschieden, als die Oberfläche 30b in engen Kontakt mit der Oberfläche 74 des asphärischen Spiegels 7A, die der Reflexionsfläche 71 gegenüberliegt, angeordnet ist.
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Die Oberfläche 30b des Projektors 3B ist ausgebildet, so dass sie eine Oberflächenform aufweist, die einer Oberflächenform der Oberfläche 74 des asphärischen Spiegels 7A entspricht, wobei sich beide Oberflächen in engen Kontakt miteinander befinden. Die Oberflächenform der Oberfläche 74 des asphärischen Spiegels 7A kann übrigens geformt sein, so dass sie der Oberflächenform der Oberfläche 30b des Projektors 3B entspricht. Die Oberfläche 30b und die Oberfläche 74 können aneinandergeklebt sein oder durch ein (nicht veranschaulichtes) Befestigungselement befestigt sein.
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Gemäß der Fahrzeuganzeigevorrichtung, die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, ist es möglich, es zu verhindern, dass Staub und Abfall von einer Lücke zwischen dem Projektor 3B und dem asphärischen Spiegel 7A über das Emissionsloch 30a des Projektors 3B in das Innere des Gehäuses 30 eintreten.
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Eine dritte Modifikation der zweiten Ausführungsform
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Eine dritte Modifikation der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. 11 ist eine Ansicht, die einen Projektor gemäß der dritten Modifikation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
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Der Projektor 3B gemäß dieser Modifikation der Ausführungsform ist insofern von dem der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1C verschieden, als er an einem asphärischen Spiegel 7C angebracht ist.
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Der Projektor 3B weist einen vorstehenden Abschnitt 38, der das Emissionsloch 30a enthält, auf der Oberfläche 30b des Gehäuses 30 auf. Ein konvexer Abschnitt 37 ist ausgebildet, so dass er das Emissionsloch 30a in dem vorstehenden Abschnitt 38 umgibt. Der konvexe Abschnitt 37 ist ein erster konvexer Abschnitt. Der asphärische Spiegel 7C weist an einer Position, die dem Emissionsloch 30a zugewandt ist, das Durchgangsloch 73 auf, wobei ein konkaver Abschnitt 76, der an dem konvexen Abschnitt 37 angebracht ist, ausgebildet ist, so dass er das Durchgangsloch 73 umgibt. Der konkave Abschnitt 76 ist ein erster konkaver Abschnitt.
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Der konkave Abschnitt (der zweite konkave Abschnitt) kann übrigens in dem vorstehenden Abschnitt 38 des Projektors 3B ausgebildet sein, so dass er das Emissionsloch 30a umgibt, wobei ein konvexer Abschnitt (ein zweiter konvexer Abschnitt), der an dem konkaven Abschnitt angebracht ist, in dem asphärischen Spiegel 7C ausgebildet sein kann, so dass er das Durchgangsloch 73 umgibt.
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Zusätzlich kann der konvexe Abschnitt 37 auf der Oberfläche 30b des Gehäuses 30 ausgebildet sein, so dass er das Emissionsloch 30a in dem Projektor 3B umgibt, während ein konkaver Abschnitt, der an dem konvexen Abschnitt 37 angebracht ist, ausgebildet sein kann, so dass er das Durchgangsloch 73 in dem asphärischen Spiegel 7C umgibt. Zusätzlich kann ein konkaver Abschnitt auf der Oberfläche 30b des Gehäuses 30 ausgebildet sein, so dass er das Emissionsloch 30a in dem Projektor 3B umgibt, während ein konvexer Abschnitt, der an dem konkaven Abschnitt angebracht ist, ausgebildet sein kann, so dass er das Durchgangsloch 73 in dem asphärischen Spiegel 7C umgibt.
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Der Projektor 3B und der asphärische Spiegel 7C sind gemäß einer Fahrzeuganzeigevorrichtung, die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, durch die konkaven und konvexen Abschnitte aneinander angebracht. Selbst wenn es eine Lücke zwischen dem Projektor 3B und dem asphärischen Spiegel 7C gibt, weist diese Lücke folglich eine Labyrinthstruktur auf, so dass es möglich ist, es effektiver zu verhindern, dass Staub und Abfall in das Emissionsloch 30a eintreten.
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Eine vierte Modifikation der zweiten Ausführungsform
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Eine vierte Modifikation der zweiten Ausführungsform wird bezüglich 12 beschrieben. 12 ist eine Ansicht, die einen asphärischen Spiegel gemäß der vierten Modifikation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
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Ein asphärischer Spiegel 7D gemäß dieser Modifikation der Ausführungsform ist von dem der Fahrzeuganzeigevorrichtung 1C insofern verschieden, als das Durchgangsloch 73 nicht vorgesehen ist, wobei der konkave Abschnitt 76 eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die in einer konkaven Form zu dem konvexen Abschnitt 37 auf einer Oberfläche 76a, die dem konvexen Abschnitt 37 zugewandt ist und an dem konvexen Abschnitt 37 angebracht ist, gekrümmt ist.
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Der asphärische Spiegel 7D weist einen Lichtführungskörper 39 in dem Nichtreflexionsbereich 72 auf, wobei der Lichtführungskörper 39 konfiguriert ist, um das Licht durchzulassen. Das von dem Projektor 3B emittierte Anzeigelicht 11a geht durch den Nichtreflexionsbereich 72 hindurch und erreicht den Schirm 5A. Das Anzeigelicht 11a, das von dem Emissionsloch 30a des konvexen Abschnitts 37 emittiert worden ist, geht durch die Oberfläche 76a des konkaven Abschnitts 76 in dem Verbindungszustand des konkaven Abschnitts 76 und des konvexen Abschnitts 37 hindurch.
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Der Projektor 3B und der asphärische Spiegel 7D sind gemäß einer Fahrzeuganzeigevorrichtung, die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, durch die konkaven und konvexen Abschnitte aneinander angebracht. Selbst wenn es eine Lücke zwischen dem Projektor 3B und dem asphärischen Spiegel 7D gibt, weist diese Lücke folglich eine Labyrinthstruktur auf, so dass es möglich ist, es effektiver zu verhindern, dass Staub und Abfall in das Emissionsloch 30a eintreten, was zu der oben beschriebenen dritten Modifikation der zweiten Ausführungsform ähnlich ist. Zusätzlich wird das von dem Projektor 3B emittierte Anzeigelicht 11 (die gestrichelte Linie in der Zeichnung) durch die konkav geformte gekrümmte Oberfläche des konkaven Abschnitts 76 gebrochen, um das Anzeigelicht 11a (die durchgezogene Linie in der Zeichnung) zu bilden, so dass es möglich ist, den Projektionsbereich zu vergrößern. Der Projektionsbereich ist z. B. in der vertikalen Richtung (einer sogenannten Unterabtastrichtung) des Anzeigebilds vergrößert.
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Jede der Fahrzeuganzeigevorrichtungen 1A, 1B, 1C und 1D projiziert übrigens in den oben beschriebenen Ausführungsformen und deren Modifikationen das Anzeigebild auf die Windschutzscheibe 101 und zeigt das virtuelle Bild 110 vor dem Augpunkt 201 des Fahrzeugs 100 an, wobei sie aber konfiguriert sein können, um das Anzeigebild z. B. auf einen Kombinator oder dergleichen zu projizieren, ohne darauf eingeschränkt zu sein.
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Zusätzlich ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen und deren Modifikationen jeder der Projektoren 3A und 3B der Projektor des Laserabtasttyps unter Verwendung des MEMS-Spiegels, wobei er aber ein Projektor des LCD-Typs sein kann, ohne darauf eingeschränkt zu sein.
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Zusätzlich ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen und deren Modifikationen jeder der Projektoren 3A und 3B in dem Gehäuse 9 untergebracht, so dass er zur Außenseite jeder der Fahrzeuganzeigevorrichtungen 1A bis 1D teilweise freigelegt ist, wobei er aber als Ganzes in dem Gehäuse 9 untergebracht sein kann, ohne darauf eingeschränkt zu sein.
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Der in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen offenbarte Inhalt kann in einer geeignet kombinierten Weise ausgeführt werden. Es können übrigens ähnliche Wirkungen durch die Projektion von einem Projektor erwartet werden, der in der Nähe einer Unterseite eines asphärischen Spiegels vorgesehen ist.
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Gemäß der Fahrzeuganzeigevorrichtung der Ausführungsformen wird die Wirkung des Ermöglichens der einfachen Verringerung der Größe erhalten.
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Obwohl die Erfindung für eine vollständige und deutliche Offenbarung bezüglich spezifischer Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollen die beigefügten Ansprüche nicht so eingeschränkt werden, sondern sollen als alle Modifikationen und alternative Konstruktionen, die einem Fachmann auf dem Gebiet einfallen können, verkörpernd ausgelegt werden, die ganz in die hier dargelegte Grundlehre fallen.
