DE102019107659B4

DE102019107659B4 - Anzeigesystem, bewegliches Fahrzeug, Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems und Programm

Info

Publication number: DE102019107659B4
Application number: DE102019107659.5A
Authority: DE
Inventors: Kosuke Kubota; Ken'ichi Kasazumi; Yoshiteru Mino; Toshiya Mori
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: DE102019107659A1; JP6726883B2; JP2019180068A; US20190302456A1; US10983343B2

Abstract

Anzeigesystem (10), umfassend:einen Bildschirm (1), konfiguriert, in einer Bewegungsrichtung (X) beweglich zu sein;eine Antriebssteuereinheit (51), konfiguriert, den Bildschirm (1) in der Bewegungsrichtung (X) bewegen zu lassen; undeine Projektionseinheit (40), konfiguriert, ein Bild auf dem Bildschirm (1) durch Bestrahlen des Bildschirms (1) mit einem Lichtstrahl, der den Bildschirm (1) scannt, zu rendern, und mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm (1) übertragen wird, ein virtuelles Bild (300) auf eine Projektionsebene (600) zu projizieren,wobei die Antriebssteuereinheit (51) konfiguriert ist, eine Korrekturverarbeitung der Bewegung des Bildschirms (1) in der Bewegungsrichtung (X) auszuführen, sodass ein optischer Pfad, der zu einem Renderpunkt auf dem Bildschirm (1) führt, in der Länge (201) einem Kippwinkel (φ1) entsprechend variiert, der durch die Projektionsebene (600) bezüglich einer Referenzebene (601) definiert ist, wobei die Projektionsebene (600) eine Straßenfläche (601 bis 604) ist.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Anzeigesystem, ein bewegliches Fahrzeug, ein Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems und ein Programm, und bezieht sich genauer auf ein Anzeigesystem, ein bewegliches Fahrzeug, ein Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems und ein Programm, die alle konfiguriert oder entworfen sind, mit Licht, das durch einen Bildschirm übertragen wird, ein virtuelles Bild auf einen Zielraum zu projizieren.
Stand der Technik
Eine Head-up-Anzeigevorrichtung ist auf dem Stand der Technik als ein Anzeigesystem für Fahrzeuge wie Automobil bekannt, das in der Lage ist, dem Fahrer ein virtuelles Bild zu zeigen, sodass das virtuelle Bild der Situation, die sein fahrendes Fahrzeug umgibt, entsprechend, angemessen über eine Echtansicht vor ihm überlagert ist (siehe beispielsweise WO 2017/134865 A1 (nachfolgend bezeichnet als D1)).
Das Anzeigesystem aus D1 enthält eine Videoanzeigevorrichtung wie einen Projektor und einen Spiegel zum Reflektieren und projizieren von Videos, die auf der Videoanzeigevorrichtung erzeugt werden, auf eine transparente Windschutzscheibe eines Fahrzeugs. Der Fahrer des Fahrzeugs erkennt optisch das Video als ein virtuelles Bild, das vor ihm durch die Windschutzscheibe produziert zu werden scheint, indem er beobachtet, wie das Video auf die Windschutzscheibe projiziert wird. Das Anzeigesystem aus D1 bewegt den Anzeigebereich des virtuellen Bilds durch Anpassung des Winkels des Spiegels der Steigung der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, auf und ab.
In dem Anzeigesystem aus D1 sinkt der Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene und dem virtuellen Bild, das auf die Projektionsebene projiziert wird, üblicherweise, wenn eine Projektionsebene bezüglich einer Referenzebene gekippt wird.
JP 2018 - 45 103 A beschreibt ein optisches System zum Anzeigen eines dreidimensionalen virtuellen Bildes, das von einer Anzeigevorrichtung bereitgestellt wird, wobei das optische System umfasst: einen Laserstrahl zum Emittieren eines Laserstrahls; einen MEMS-Scanner zum Abtasten des Laserstrahls; einen Schirm, um zu bewirken, dass ein Bild auf einer Oberfläche mit dem Laserstrahl, der von dem MEMS-Scanner abgetastet wird, gebildet wird; ein Bildprojektionsteil zum Erzeugen eines virtuellen Bildes durch Projizieren dieses gebildeten Bildes auf ein Anzeigemedium; und ein Antriebsteil zum Zurückbewegen und Zwingen eines Schirms, der von dem Laserstrahl abgetastet wird, mit einer vorbestimmten Frequenz in einem vorbestimmten Abschnitt entlang eines optischen Pfades des optischen Systems.
US 2009 / 0 005 961 A1 beschreibt ein Streckennavigationssystem, z. B. für ein Fahrzeug. In dem Streckennavigationssystem wird das Bild eines Kabels als Navigationsobjekt in einem Head-up-Display dargestellt, um eine Route anzuzeigen, der das Fahrzeug folgen soll. In bestimmten Ausführungsformen erscheint das Kabel dem Betrachter als ein reales Kabel, das in der Landschaft vorhanden ist und höher als der Kopf des Betrachters verläuft, wie beispielsweise ein Oberleitungskabel. Das Kabel wird volumetrisch und mit einem optischen Fluss dargestellt, der mit dem optischen Fluss der Landschaft übereinstimmt, wenn sich das Fahrzeug bewegt.
JP 2017 - 15 954 A beschreibt eine Anzeigevorrichtung, welche umfasst: eine Lichtquelle zum Emittieren von Licht; eine Abtasteinheit zum Abtasten des Lichts von der Lichtquelle; einen beweglichen Bildschirm, auf dem ein erstes Bild durch Übertragung des Lichts von der Abtasteinheit gebildet wird; eine Projektionseinheit zum Anzeigen eines virtuellen Bildes des ersten Bildes, das auf dem beweglichen Bildschirm im Raum gebildet wird; und eine Antriebseinheit, um den beweglichen Bildschirm in einer ersten Richtung weg von der Abtasteinheit und einer zweiten Richtung hin zur Abtasteinheit hin und her zu bewegen. Der bewegliche Bildschirm bewegt sich in einer zur Bewegungsrichtung des beweglichen Bildschirms geneigten Stellung hin und her.
Kurzdarstellung der Erfindung
Mit Blick auf den obigen Hintergrund ist es daher ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, ein Anzeigesystem, ein bewegliches Fahrzeug, ein Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems und ein Programm bereitzustellen, die alle konfiguriert oder vorgesehen sind, auch wobei einer bezüglich einer Referenzebene gekippten Projektionsebene den Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene und dem virtuellen Bild, das auf die Projektionsebene projiziert wird, zu verbessern.
Ein Anzeigesystem nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält einen Bildschirm, eine Antriebssteuereinheit und eine Projektionseinheit. Der Bildschirm ist in einer Bewegungsrichtung beweglich. Die Antriebssteuereinheit lässt den Bildschirm in der Bewegungsrichtung bewegen. Die Projektionseinheit rendert ein Bild auf dem Bildschirm durch Bestrahlen des Bildschirms mit einem Lichtstrahl, der den Bildschirm scannt und mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm übertragen wird, ein virtuelles Bild auf eine Projektionsebene projiziert. Die Antriebssteuereinheit führt eine Korrekturverarbeitung der Bewegung des Bildschirms in der Bewegungsrichtung durch, sodass ein optischer Pfad, der zu einem Renderpunkt auf dem Bildschirm führt, in der Länge einem Kippwinkel entsprechend variiert, der durch die Projektionsebene bezüglich einer Referenzebene definiert ist.
Ein bewegliches Fahrzeug nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält das oben beschriebene Anzeigesystem und ein Reflektionselement zum Reflektieren des Lichtstrahls, der aus der Projektionseinheit kommt.
Ein Verfahren zur Steuerung eines Anzeigesystems nach noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist entworfen, um ein Anzeigesystem, das einen Bildschirm, eine Antriebssteuereinheit und eine Projektionseinheit enthält, zu steuern. Der Bildschirm ist in einer Bewegungsrichtung beweglich. Die Antriebssteuereinheit lässt den Bildschirm in der Bewegungsrichtung bewegen. Die Projektionseinheit rendert ein Bild auf dem Bildschirm durch Bestrahlen des Bildschirms mit einem Lichtstrahl, der den Bildschirm scannt und mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm übertragen wird, ein virtuelles Bild auf eine Projektionsebene projiziert. Das Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems enthält das Veranlassen der Antriebssteuereinheit, eine Korrekturverarbeitung der Bewegung des Bildschirms in der Bewegungsrichtung durchzuführen, sodass ein optischer Pfad, der zu einem Renderpunkt auf dem Bildschirm führt, in der Länge einem Kippwinkel entsprechend variiert, der durch die Projektionsebene bezüglich einer Referenzebene definiert ist.
Ein Programm nach noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist entworfen, ein Computersystem das Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems wie oben beschrieben ausführen zu lassen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die ein Automobil zeigt, das mit einem Anzeigesystem nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist;
2 ist eine schematische Darstellung, die ein Blickfeld eines Verwenders des Anzeigesystems zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration für das Anzeigesystem illustriert;
4A illustriert schematisch die Bewegung eines Strahlpunkts auf dem Bildschirm für den Auswärtspfad in dem Anzeigesystem;
4B illustriert schematisch die Bewegung des Strahlpunkts auf dem Bildschirm für den Heimwärtspfad in dem Anzeigesystem;
5A illustriert, wie das Anzeigesystem in einer Situation funktioniert;
5B illustriert in einem größeren Umfang einen Abschnitt von 5A;
6 illustriert, wie das Anzeigesystem in einer anderen Situation funktioniert;
7 ist eine Kurve, die eine erste beispielhafte Operation des Anzeigesystems darstellt;
8 ist eine Kurve, die eine zweite beispielhafte Operation des Anzeigesystems darstellt;
9 ist eine Kurve, die eine dritte beispielhafte Operation des Anzeigesystems darstellt;
10 ist eine Kurve, die eine vierte beispielhafte Operation des Anzeigesystems darstellt;
11 ist eine Kurve, die eine fünfte beispielhafte Operation des Anzeigesystems darstellt;
12 ist eine Kurve, die die fünfte beispielhafte Operation des Anzeigesystems darstellt; und
13 ist eine Kurve, die eine sechste beispielhafte Operation des Anzeigesystems darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
(1) Überblick
Ein Anzeigesystem 10 nach einer beispielhaften Ausführungsform kann als Head-up-Anzeige (HUD) zur Verwendung in einem Automobil 100 als ein beispielhaftes bewegliches Fahrzeug umgesetzt sein, wie in 1 dargestellt.
Dieses Anzeigesystem 10 ist in der Fahrzeugkabine des Automobils 100 installiert, um ein Bild von unter der Windschutzscheibe 101 auf die Windschutzscheibe 101 des Automobils 100 zu projizieren. In dem in 1 illustrierten Beispiel ist das Anzeigesystem 10 in einem Armaturenbrett 102 unter der Windschutzscheibe 101 angeordnet. Wenn ein Bild von dem Anzeigesystem 10 auf die Windschutzscheibe 101 projiziert wird, wird das Bild, das von der Windschutzscheibe 101 als ein Reflektionselement reflektiert wird, durch den Benutzer 200 (d. h. den Fahrer) erkannt.
Dieses Anzeigesystem 101 erlaubt dem Benutzer 200 das optische Erkennen eines virtuellen Bilds 300 durch die Windschutzscheibe 101, das auf einen Zielraum 400 vor dem Automobil 100 (und außerhalb davon) projiziert wird. Wie hierin verwendet, bezieht sich das „virtuelle Bild“ auf ein Bild, das so, als ob ein Objekt tatsächlich vorhanden wäre, durch einen reflektierten Lichtstrahl in den Augen des Benutzers 200 geformt wird, wenn der Lichtstrahl, der von dem Anzeigesystem 10 austritt, von einem Reflektor wie der Windschutzscheibe 101 reflektiert wird, um den reflektierten Lichtstrahl umzulenken. Dies erlaubt dem Benutzer 200, der das Automobil 100 fährt, das virtuelle Bild 300, das durch das Anzeigesystem 10 projiziert wird, so zu sehen, dass das virtuelle Bild 300 über seinen Blick auf den echten Raum vor dem Automobil 100 überlagert ist. So erlaubt dieses Anzeigesystem 10 die Darstellung des virtuellen Bilds 300 für den Benutzer 200 und dessen optische Erkennung verschiedener Arten von Fahrerassistenzinformationen, einschließlich Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, Navigationsinformation, Fußgängerinformation, Informationen über das voranfahrende Fahrzeug, Spurabweichungsinformation und Fahrzeugzustandsinformationen. Dies erlaubt dem Benutzer 200 die optische Erfassung von Fahrerassistenzinformationen ausschließlich durch Verschiebung seines Blicks leicht in den Zustand, in dem der den echten Raum vor der Windschutzscheibe 101 betrachtet.
In dem Anzeigesystem 10 dieser Ausführungsform enthält das virtuelle Bild 300, das in dem Zielraum 400 geformt wird, mindestens zwei Arten virtueller Bilder, namentlich ein erstes virtuelles Bild 301 und ein zweites virtuelles Bild 302. Wie hierin verwendet, bezieht sich das „erste virtuelle Bild“ auf ein virtuelles Bild 300 (301), das auf einer ersten virtuellen Ebene 501 geformt ist. Die „erste virtuelle Ebene“ ist eine virtuelle Ebene, von der Kippwinkel α bezüglich der optischen Achse 500 des Anzeigesystems 10 kleiner ist als ein vorgegebener Wert γ (d. h. eine virtuelle Ebene, die α < γ erfüllt). Wie hierin außerdem verwendet, bezieht sich das „zweite virtuelle Bild“ auf ein virtuelles Bild 300 (302), das auf einer zweiten virtuellen Ebene 502 geformt ist. Die „zweite virtuelle Ebene“ ist eine virtuelle Ebene, von der Kippwinkel β bezüglich der optischen Achse 500 des Anzeigesystems 10 größer ist als der vorgegebene Wert γ (d. h. eine virtuelle Ebene, die β > γ erfüllt). Wie hierin verwendet, bezieht sich die „optische Achse“ auf die optische Achse eines optischen Projektionssystems 4 (siehe 3), das später beschrieben wird, und bedeutet, dass eine Achse durch den Mittelpunkt des Zielraums 400 führt und sich entlang des optischen Pfads des virtuellen Bilds 300 erstreckt. Der vorgegebene Wert γ kann beispielsweise 45 Grad sein und der Kippwinkel β kann beispielsweise 90 Grad sein.
Außerdem enthält in dem Anzeigesystem 10 dieser Ausführungsform das virtuelle Bild 300, das in dem Zielraum 400 geformt ist, nicht nur das erste virtuelle Bild 301 und das zweite virtuelle Bild 302, sondern auch ein drittes virtuelles Bild 303 (siehe 2). Wie hierin verwendet, bezieht sich das „dritte virtuelle Bild“ wie auch das zweite virtuelle Bild 302 auf ein virtuelles Bild 300 (303), das auf der zweiten virtuellen Ebene 502 geformt ist, deren Kippwinkel β bezüglich der optischen Achse 500 größer ist als der vorgegebene Wert γ.
In dieser Ausführungsform erstreckt sich die optische Achse 500 in den Zielraum 400 vor dem Automobil 100, entlang der Straßenfläche 600 vor dem Automobil 100. Das erste virtuelle Bild 301 ist auf der ersten virtuellen Ebene 501 geformt, die allgemein parallel zu der Straßenfläche 600 verläuft. Das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 sind auf der zweiten virtuellen Ebene 502 geformt, die allgemein rechtwinklig zur Straßenfläche 600 ist. Wenn beispielsweise die Straßenfläche 600 eine horizontale Ebene ist, wird das erste virtuelle Bild 301 auf einer Ebene angezeigt, die allgemein parallel zu der horizontalen Ebene verläuft, und das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 werden auf einer vertikalen Ebene dargestellt.
2 zeigt schematisch das Blickfeld des Benutzers 200. Wie in 2 gezeigt, hat das Anzeigesystem 10 in dieser Ausführungsform die Fähigkeit, das erste virtuelle Bild 301 optisch erkennbar als eine Reihe von Bildern darzustellen, die eines nach dem andere in einer Tiefenrichtung entlang der Straßenfläche 600 erscheinen, und das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 optisch erkennbar aus aufrechte Bilder darzustellen, die sich in bestimmten Abständen von dem Benutzer 200 über der Straßenfläche 600 befinden. Daher scheint für die Augen des Benutzers 200 das erste virtuelle Bild 301 auf einer Ebene platziert zu sein, die allgemein parallel zu der Straßenfläche 600 ist, und die zweiten und dritten virtuellen Bilder 302 und 303 scheinen auf einer Ebene platziert zu sein, die allgemein rechtwinklig zu der Straßenfläche 600 ist. Das erste virtuelle Bild 301 kann beispielsweise die Fahrtrichtung des Automobils 100 als ein Element Navigationsinformationen anzeigen. Speziell kann das erste virtuelle Bild 301 auf der Straßenfläche 600 einen Pfeil darstellen, der eine Abbiegung nach rechts oder links anzeigt. Das zweite virtuelle Bild 302 kann beispielsweise den Abstand von einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem Fußgänger anzeigen. Speziell kann das zweite virtuelle Bild 302 auf dem vorausfahrenden Fahrzeug den Abstand von dem vorausfahrenden Fahrzeug (d. h. einen Zwischenfahrzeugsabstand) anzeigen. Das dritte virtuelle Bild 303 kann beispielsweise die aktuelle Zeit, Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und Fahrzeugzustandsinformationen anzeigen. Speziell kann das dritte virtuelle Bild 303 diese Informationselemente in der Form von Zeichen, Ziffern und Symbolen oder einem Icon, das eine Art von Messanzeige wie etwa einen Kraftstofftankstand anzeigt, darstellen.
(2) Details
Das Anzeigesystem 10 dieser Ausführungsform enthält einen Bildschirm 1, eine Antriebseinheit 2, eine Bestrahlungseinheit 3, ein optisches Projektionssystem 4, einen Steuerschaltkreis 5 und eine Erkennungsvorrichtung 6 wie in 3 dargestellt. Ein Automobil 100 als ein beispielhaftes bewegliches Fahrzeug nach dieser Ausführungsform enthält das Anzeigesystem 10 und eine Windschutzscheibe 101, die als ein Reflektionselement zum Reflektieren des Lichtstrahls dient, der aus einer Projektionseinheit 40 (später beschrieben) kommt, wie in 1 dargestellt.
Der Bildschirm 1 ist in einer Bewegungsrichtung X (d. h. der Richtung, die durch den Doppelpfeil X1-X2 in 3 dargestellt ist) beispielsweise bezüglich des Gehäuses des Anzeigesystems 10 beweglich. Das heißt, wenn das Anzeigesystem 10 in dem Armaturenbrett 102 angeordnet ist, ist der Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X in dem Armaturenbrett 102 beweglich.
Der Bildschirm 1 weist eine Lichtübertragungseigenschaft auf und erzeugt ein Bild darauf, um das virtuelle Bild 300 (siehe 1) in dem Zielraum 400 zu formen (siehe 1). Das heißt, ein Bild wird durch den Lichtstrahl, der von der Bestrahlungseinheit 3 abgegeben wird, auf dem Bildschirm 1 gerendert, und das virtuelle Bild 300 wird in dem Zielraum 400 durch den Lichtstrahl geformt, der durch den Bildschirm 1 übertragen wird. Der Bildschirm 1 kann beispielsweise als rechteckiges Plattenelement mit einer Lichtdiffusionseigenschaft, umgesetzt sein. Der Bildschirm 1 weist eine Fläche 11 und eine Rückseite 12 auf beiden Seiten davon in einer Dickerichtung auf. In dieser Ausführungsform können mehrere Mikrolinsen beispielsweise auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt sein, um die Lichtdiffusionseigenschaft an die Fläche 11 des Bildschirms 1 zu übertragen. Der Bildschirm 1 ist zwischen der Bestrahlungseinheit 3 und dem optischen Projektionssystem 4 angeordnet, sodass die Fläche 11 zu der Bestrahlungseinheit 3 weist. In anderen Worten, die Fläche 11 des Bildschirms 1 ist eine Einfallsebene, auf die der Lichtstrahl, der von der Bestrahlungseinheit 3 kommt, einfällt.
Die Fläche 11 des Bildschirms 1 ist parallel zu einer Ebene 503. Der Bildschirm 1 ist konfiguriert, in der Bewegungsrichtung X rechtwinklig zu der Ebene 503 beweglich zu sein. Wie hierin verwendet, bezieht sich eine „Ebene“ auf eine virtuelle Ebene, die die Bewegungsrichtung des Bildschirms 1 definiert, und keine echte Ebene ist, die in der echten Welt tatsächlich existiert. Der Bildschirm 1 ist konfiguriert, in der Bewegungsrichtung X gerade beweglich zu sein, wobei die Fläche 11 parallel zu der Ebene 503 bleibt. In dieser Ausführungsform weist die Fläche 11 des Bildschirms 1 ein erstes Ende 111 und ein zweites Ende 112 als beide Enden davon in der Richtung parallel zu der Ebene 503 auf (d. h. die Richtung parallel zu der Fläche 11 des Bildschirms 1 auf dem Papier, auf dem 3 illustriert ist). In anderen Worten, der Bildschirm 1 weist das erste Ende 111 auf, das einem distalen Ende einer Referenzebene 601 entspricht, das sich entfernter von einer Projektionseinheit 40 (später beschrieben) (siehe 5) befindet, und das zweite Ende 112, das einem proximalen Ende der Referenzebene 601 entspricht, das sich näher an der Projektionseinheit 40 befindet. In der folgenden Beschreibung wird die Richtung, in der sich eine Linie, die das erste Ende 111 und das zweite Ende 112 miteinander entlang der Fläche 11 des Bildschirms 1 verbindet, erstreckt, als eine „Längsrichtung“ des Bildschirms 1 bezeichnet.
Die Antriebseinheit 2 bewegt den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X. In dieser Ausführungsform kann die Antriebseinheit 2 den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen, die eine der ersten und zweiten Richtungen X1 und X2 ist, die zwei entgegengesetzte Richtungen sind. Speziell ist die erste Richtung X1 die Richtung, die durch den Pfeil X1 in 3 anzeigt ist (d. h. in 3 nach rechts) und die Richtung, in der sich der Bildschirm 1 von der Bestrahlungseinheit 3 weg bewegt (d. h. die Richtung, in der der Bildschirm 1 auf das optische Projektionssystem 4 zu kommt). Die zweite Richtung X2 ist die Richtung, die durch den Pfeil X2 in 3 anzeigt ist (d. h. in 3 nach links) und die Richtung, in der sich der Bildschirm 1 auf die Bestrahlungseinheit 3 zu bewegt (d. h. die Richtung, in der der Bildschirm 1 von der optische Projektionssystem 4 weg bewegt). Die Antriebseinheit 2 kann als ein elektrisch angetriebener Betätiger umgesetzt sein, wie etwa ein Schwingspulenmotor, und nach einem ersten Steuersignal von dem Steuerschaltkreis 5 funktionieren.
Die Bestrahlungseinheit 3 ist eine Strahlungseinheit vom Scantyp und bestrahlt den Bildschirm 1 mit dem Lichtstrahl. Das heißt, die Bestrahlungseinheit 3 bestrahlt die Fläche 11 des Bildschirms 1 mit einem Scanning-Lichtstrahl, sodass sich der Strahlpunkt, der auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 durch den Lichtstrahl geformt wird, auf dem Bildschirm 1 bewegt. Speziell enthält die Bestrahlungseinheit 3 eine Lichtquelle 31 und eine Scaneinheit 32. In dieser Bestrahlungseinheit 3 funktionieren die Lichtquelle 31 und die Scaneinheit 32 je nach einem zweiten Steuersignal von dem Steuerschaltkreis 5.
Die Lichtquelle 31 ist als ein Lasermodul umgesetzt, um einen Laserstrahl abzugeben. Speziell enthält dieser Lichtquelle 31 einen eine Laserdiode zur Abgabe eines roten (R) Laserstrahls, eine grüne Laserdiode zur Abgabe eines grünen (G) Laserstrahls und eine blaue Laserdiode zur Abgabe eines blauen (B) Laserstrahls. Die Laserstrahlen in den drei Farben, die von diesen drei Arten von Laserdioden abgegeben werden, werden beispielsweise durch einen dichroitischen Spiegel kombiniert, und der daraus entstehende kombinierte Laserstrahl fällt auf die Scaneinheit 32.
Die Scaneinheit 32 bestrahlt den Bildschirm 1 mit dem Lichtstrahl, der von der Lichtquelle 31 abgegeben wird, um die Fläche 11 des Bildschirms 1 mit dem Lichtstrahl zu scannen. In dieser Ausführungsform führt die Scaneinheit 32 einen Rasterscan des Scannens der Fläche 11 des Bildschirms 1 in zweidimensionaler Weise durch, d. h. in der Längsrichtung und in der Querrichtung. Wie hierin verwendet, ist die „Querrichtung“ eine Richtung, die parallel zu der Fläche 11 des Bildschirms 1 und rechtwinklig zur Längsrichtung der Fläche 11 ist. Das heißt, die Querrichtung ist die Richtung, die aus dem Papier herauskommt, auf dem 3 gezeichnet ist.
Die Scaneinheit 32 bewegt den Strahlpunkt B1, der auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt ist, lateral eindimensional zum Formen einer Scanlinie, und bewegt außerdem den Strahlpunkt B1 in Längsrichtung, wodurch ein zweidimensionales Bild geformt wird, wie in 4A und 4B gezeigt. Die Scaneinheit 32 bewegt den Strahlpunkt B1 hin und her zwischen zwei Längsenden des Bildschirms 11, während er diese Funktionen wiederholt ausführt. 4A illustriert schematisch die Bewegung des Strahlpunkts B1 auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 für einen Abschnitt des Längsscans, d. h. für den Heimwärtspfad, auf dem die Fläche 11 des Bildschirms 1 von dem ersten Ende 111 zum zweiten Ende 112 gescannt wird. 4B illustriert schematisch die Bewegung des Strahlpunkts B1 auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 für den anderen Abschnitt des Längsscans, d. h. für den Auswärtspfad, auf dem die Fläche 11 des Bildschirms 1 vom zweiten Ende 112 zum ersten Ende 111 gescannt wird. Wie hierin verwendet, bezieht sich „ein Abschnitt“ des Längsscans auf das Scannen des Bildschirm 1 in Längsrichtung mit dem Strahlpunkt B1 von einem Längsende des Bildschirms 1 bis zum anderen Längsende davon (d. h. entweder vom oberen Ende des Bildschirms 1 bis zum unteren Ende davon oder umgekehrt), während der Strahlpunkt B1 seitlich auf dem Bildschirm 1 zwischen einem Seitenende des Bildschirms 1 und dem anderen Seitenende davon (d. h. vom linken Ende des Bildschirms 1 zum rechten Ende davon und umgekehrt) hin und her bewegt wird.
Das heißt, in dieser Ausführungsform enthält der Betriebszustand der Bestrahlungseinheit 3 einen ersten Scanzustand für den Heimwärtspfad und einen zweiten Scanzustand für den Auswärtspfad. Der erste Scanzustand ist der Betriebszustand des Scannens der Fläche 11 des Bildschirms 1 von dem ersten Ende 111 zum zweiten Ende 112. Der zweite Scanzustand ist der Betriebszustand des Scannens der Fläche 11 des Bildschirms 1 von dem zweiten Ende 112 zum ersten Ende 111. In anderen Worten, die Projektionseinheit 40 führt abwechselnd ein erstes Scannen durch Scannen des Bildschirms 1 mit dem Lichtstrahl vom ersten Ende 111 zum zweiten Ende 112 und ein zweites Scannen durch Scannen des Bildschirms 1 mit dem Lichtstrahl vom zweiten Ende 112 zum ersten Ende 111 durch.
Die Scaneinheit 32 enthält einen Miniaturscanspiegel, der beispielsweise die Microelectromechanical-Systems- (MEMS) Technologie verwendet. Die Scaneinheit 32 enthält eine Spiegeleinheit zum reflektieren des Laserstrahls und reflektiert den Lichtstrahl, der von der Lichtquelle 31 kommt, in einer Richtung, die durch den Drehwinkel (d. h. einen Verdrehwinkel) der Spiegeleinheit durch Drehung der Spiegeleinheit bestimmt wird. In dieser Weise scannt die Scaneinheit 32 die Fläche 11 mit dem Lichtstrahl, der von der Lichtquelle 31 kommt. Die Scaneinheit 32 führt den Rasterscan zum zweidimensionalen Scannen des Objekts mit dem Lichtstrahl durch Drehen der Spiegeleinheit um zwei Achsen durch, die sich im rechten Winkel schneiden.
Die Scaneinheit 32 enthält ferner eine erste Linse und eine zweite Linse. Die erste Linse ist zwischen der Lichtquelle 31 und der Spiegeleinheit angeordnet und lässt einen parallelen Lichtstrahl auf die Spiegeleinheit fallen. Die zweite Linse ist als telezentrische Linse umgesetzt und zwischen der Spiegeleinheit und dem Bildschirm 1 angeordnet. Das heißt, die zweite Linse ist ein optisches System, das den Hauptstrahl parallel zu der optischen Achse über die gesamte Linse laufen lässt. Daher läuft der Lichtstrahl, der durch die zweite Linse fällt, aus der Linse parallel zu der optischen Achse (dargestellt durch eine Linie, die die zweite Linse und den Bildschirm 1 verbindet).
Das optische Projektionssystem 4 empfängt als einfallenden Lichtstrahl den Lichtstrahl, der von der Bestrahlungseinheit 3 ausgegeben und durch den Bildschirm 1 übertragen wird, und projiziert das virtuelle Bild 300 (siehe 1) mit dem einfallenden Lichtstrahl auf den Zielraum 400 (siehe 1). In dieser Ausführungsform ist das optische Projektionssystem 4 in der Bewegungsrichtung X des Bildschirms 1 neben dem Bildschirm 1 angeordnet, und projiziert das virtuelle Bild 300 mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm 1 übertragen wird, um in der Bewegungsrichtung X aus dem Bildschirm 1 zu kommen. Das optische Projektionssystem 4 enthält eine Vergrößerungslinse 41, einen ersten Spiegel 42 und einen zweiten Spiegel 43 wie in 3 dargestellt.
Die Vergrößerungslinse 41, der erste Spiegel 42 und der zweite Spiegel 43 sind in dieser Reihenfolge entlang des optischen Pfads des Lichtstrahls, der durch den Bildschirm 1 übertragen wird, angeordnet. Die Vergrößerungslinse 41 ist in der Bewegungsrichtung X bezüglich des Bildschirm 1 gegenüber der Bestrahlungseinheit 3 (d. h. auf einer Seite, angezeigt durch den Pfeil XI, der die erste Richtung des Bildschirms 1 anzeigt), sodass der Lichtstrahl, der in der Bewegungsrichtung X1 durch den Bildschirm 1 übertragen wird, auf die Vergrößerungslinse 41 fällt. Die Vergrößerungslinse 41 vergrößert das Bild, das auf dem Bildschirm 1 durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 abgegeben wird, erzeugt wird, und gibt das vergrößerte Bild an den ersten Spiegel 42 weiter. Der erste Spiegel 42 reflektiert den Lichtstrahl, der von der Vergrößerungslinse 41 kommt, zum zweiten Spiegel 43. Der zweite Spiegel 43 reflektiert den Lichtstrahl, der von dem ersten Spiegel 42 kommt, zur Windschutzscheibe 101 (siehe 1). Das heißt, das optische Projektionssystem 4 lässt das Bild, das durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf dem Bildschirm 1 erzeugt wird, durch die Vergrößerungslinse 41 vergrößern und dann auf die Windschutzscheibe 101 projizieren, wodurch das virtuelle Bild 300 auf den Zielraum 400 projiziert wird. In diesem Beispiel definiert die optische Achse der Vergrößerungslinse 41 die optische Achse 500 des optischen Projektionssystems 4.
Das optischen Projektionssystem 4 und die Bestrahlungseinheit 3 bilden zusammen die Projektionseinheit 40. In anderen Worten, die Projektionseinheit 40 enthält die Bestrahlungseinheit 3 und das optische Projektionssystem 4. Daher definiert die optische Achse der Vergrößerungslinse 41, die die optischen Achse 500 des optischen Projektionssystems 4 definiert (und eine Verlängerung der optischen Achse eines Lichtstrahls enthält, der beispielsweise von einem Spiegel reflektiert wird), auch die optische Achse 500 der Projektionseinheit 40. Die Projektionseinheit 40 rendert ein Bild auf dem Bildschirm 1 durch Bestrahlen des Bildschirms 1 mit dem Lichtstrahl, der den Bildschirm 1 scannt. Dann projiziert die Projektionseinheit 40 das virtuelle Bild 300 mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm 1 übertragen wird, auf den Zielraum 400.
Der Steuerschaltkreis 5 steuert die Antriebseinheit 2 und die Bestrahlungseinheit 3. Der Steuerschaltkreis 5 steuert die Antriebseinheit 2 mit einem ersten Steuersignal und außerdem die Bestrahlungseinheit 3 mit einem zweiten Steuersignal. Der Steuerschaltkreis 5 ist konfiguriert, die Funktion der Antriebseinheit 2 mit der der Bestrahlungseinheit 3 zu synchronisieren. In dieser Ausführungsform enthält die Bestrahlungseinheit 3 die Lichtquelle 31 und die Scaneinheit 32. Der Steuerschaltkreis 5 steuert die Lichtquelle 31 und die Scaneinheit 32 mit dem zweiten Steuersignal.
Der Steuerschaltkreis 5 führt die Funktion einer Antriebssteuereinheit 51 durch, wie in 3 dargestellt. Der Steuerschaltkreis 5 empfängt beispielsweise ein Signal von einem Fahrerassistenzsystem, das in dem Automobil 100 installiert ist, um den Inhalt des virtuellen Bilds 300 zu bestimmen, das projiziert werden soll.
Die Antriebssteuereinheit 51 steuert die Antriebseinheit 2, um den Bildschirm 1 bezüglich einer Grundstellung bewegen zu lassen. In anderen Worten, die Antriebssteuereinheit 51 lässt den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen. Wie hierin verwendet, ist die „Grundstellung“ an einer vorgegebenen Position innerhalb des Bewegungsbereichs des Bildschirms 1 eingestellt. Die Antriebssteuereinheit 51 lässt den Bildschirm 1 bewegen, um das erste virtuelle Bild 301 mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm 1 übertragen wird, auf den Zielraum 400 zu projizieren, und steuert die Antriebseinheit 2 in Synchronisation mit dem Rendern eines Bilds durch die Bestrahlungseinheit 3 auf dem Bildschirm 1.
In dieser Ausführungsform steuert die Antriebssteuereinheit 51 die Antriebseinheit 2 zur Bewegung des Bildschirms 1 unterbrochen oder ständig. Weiterhin führt die Antriebssteuereinheit 51 auch eine Wiederherstellungsverarbeitung der Rückstellung des Bildschirms 1 in seine Grundstellung durch, wann immer der Bildschirm 1 bewegt wird. In dieser Weise lässt die Antriebssteuereinheit 51 den Bildschirm 1 bezüglich der Grundstellung bewegen, während sie eine Open-Loop-Steuerung der Antriebseinheit 2 ausführt. Dennoch neigt die Position des Bildschirms 1, der die Rückstellungsverarbeitung durchlaufen hat, dazu, zu variieren. Daher kann die Antriebssteuereinheit 51 auch konfiguriert sein, die „Grundstellung“, also die Position des Bildschirms 1, der die Rückstellungsverarbeitung durchlaufen hat, zu korrigieren.
Der Steuerschaltkreis 5 kann als ein Mikrocomputer umgesetzt sein, der einen Prozessor und einen Speicher enthält. Das heißt, der Steuerschaltkreis 5 ist als ein Computersystem umgesetzt, das einen Prozessor und einen Speicher enthält. In anderen Worten, das Computersystem führt die Funktion des Steuerschaltkreises 5 (Antriebssteuereinheit 51) aus, indem es den Prozessor ein passendes Programm ausführen lässt. Das Programm kann im Voraus in dem Speicher gespeichert sein oder kann über eine Telekommunikationsleitung wie das Internet heruntergeladen oder nach dem Speichern auf einem nichttransitorischen Speichermedium wie einer Speicherkarte verteilt werden.
Die Erkennungsvorrichtung 6 kann als „Laser Imaging Detection and Ranging“-(LiDAR) Sensor, eine Kamera, ein Gyrosensor oder eine andere geeignete Art von Sensor umgesetzt sein. Die Erkennungsvorrichtung 6 erkennt den Kippwinkel φ1 (siehe 5), der durch die Projektionsebene 600 (siehe 5) bezüglich der Referenzebene 601 definiert ist. Die Erkennungsvorrichtung 6 gibt aufgrund der Erkennung Daten zu dem Kippwinkel φ 1 an den Steuerschaltkreis 5 aus.
(3) Betrieb
(3.1) Grundbetrieb
Zuerst wird der Grundbetrieb des Anzeigesystems 10 nach dieser Ausführungsform beschrieben.
Die Steuerschaltkreis 5 steuert die Bestrahlungseinheit 3, den Bildschirm 1 mit dem Lichtstrahl zu bestrahlen, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Bildschirm 1 durch die Bestrahlungseinheit 3 mit einem Lichtstrahl bestrahlt, der die Fläche 11 des Bildschirms 1 scannt. Dies erlaubt das Formen (oder Projizieren) eines Bilds auf der Fläche 11 oder der Rückseite 12 des Bildschirms 1. In dieser Ausführungsform kann die Fläche 11 des Bildschirms 1 beispielsweise eine Lichtdiffusionseigenschaft aufweisen, und daher ist das Bild auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt. Weiter wird der Lichtstrahl, der von der Bestrahlungseinheit 3 kommt, durch den Bildschirm 1 übertragen und dann von dem optischen Projektionssystem 4 auf die Windschutzscheibe 101 projiziert. Dies erlaubt die Projektion des auf dem Bildschirm 1 erzeugen Bilds von unter der Windschutzscheibe 101 in der Fahrzeugkabine des Automobils 100 auf die Windschutzscheibe 101.
Wenn das Bild von dem optischen Projektionssystem 4 auf die Windschutzscheibe 101 projiziert wird, reflektiert die Windschutzscheibe 101 den Lichtstrahl, der von dem optischen Projektionssystem 4 kommt, auf den Benutzer 200 (d. h. den Fahrer) in der Fahrzeugkabine. Dies erlaubt dem Benutzer 200 die optische Erkennung des Bilds, das von der Windschutzscheibe 101 reflektiert wird. Infolgedessen erkennt der Benutzer 200 optisch durch die Windschutzscheibe 101 das virtuelle Bild 300 (das das erste virtuelle Bild 301 oder das zweite virtuelle Bild 302) sein kann, das auf den Raum vor dem Automobil 100 (und außerhalb davon) projiziert wird.
Außerdem lässt der Steuerschaltkreis 5 die Antriebssteuereinheit 51 die Antriebseinheit 2 steuern, um den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X zu bewegen. Die Bewegung des Bildschirms 1 in der ersten Richtung X1 in einer Situation, in der der Strahlpunkt B1 an demselben Ort auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 bleibt, verringert den Abstand der Augen des Benutzer 200 (nachfolgend bezeichnet als „Augenpunkt Pe1“) zum virtuellen Bild 300 (nachfolgend bezeichnet als ein „Sichtabstand“). Andersherum macht die Bewegung des Bildschirms 1 die zweite Richtung X2 in einer Situation, in der der Strahlpunkt B1 an demselben Ort auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 bleibt, den Sichtabstand zum virtuellen Bild 300 länger. Kurz gesagt, der Sichtabstand zum virtuellen Bild 300 variiert nach der Position des Bildschirms 1 in der Bewegungsrichtung X. Je näher der Bildschirm 1 sich an der Bestrahlungseinheit 3 befindet, desto länger ist der Sichtabstand zum virtuellen Bild 300, das nach dem Strahlpunkt B1 auf den Bildschirm 1 projiziert wird. In anderen Worten, je weiter der Strahlpunkt in der Bewegungsrichtung X1 von dem optischen Projektionssystem 4 auf dem Bildschirm 1 durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 1 kommt, geformt wird, desto länger wird der Sichtabstand zum virtuellen Bild 300, das durch diesen Lichtstrahl projiziert wird.
(3.2) Spezifische Anzeigefunktion
Als nächstes wird speziell beschrieben, wie das Anzeigesystem 10 nach dieser Ausführungsform funktioniert, um das virtuelle Bild 300 zu projizieren.
Durch Projektion des ersten virtuellen Bilds 301 lässt der Steuerschaltkreis 5 den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen (siehe 3), während er die Bestrahlungseinheit 3 den Bildschirm 1 mit dem Lichtstrahl bestrahlen lässt. Das heißt, der Steuerschaltkreis 5 steuert die Antriebseinheit 2 und die Bestrahlungseinheit 3 so, dass die Bestrahlungseinheit 3 den Bildschirm 1, der sich bewegt, mit dem Lichtstrahl bestrahlt. Der Bildschirm 1 ist allgemein rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung X. So variiert der Abstand zu dem optischen Projektionssystem 4 in der Bewegungsrichtung X nicht nach dem Längsort auf der Fläche 11 des Bildschirms 1, während der Bildschirm 1 feststeht. In anderen Worten, die Bewegung des Bildschirms 1 in der Bewegungsrichtung X führt dazu, dass der Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt wird, sich in Längsrichtung bewegt. Dies erlaubt die Bewegung des Strahlpunkts, der durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt wird, in der Bewegungsrichtung X, was auf dem Bildschirm 1 ein Bild, das dem ersten virtuellen Bild 301 entspricht, formt (oder projiziert). Die Projektion dieses Bilds von dem optischen Projektionssystem 4 auf die Windschutzscheibe 101 erlaubt dem Benutzer 200 die optische Erkennung des ersten virtuellen Bilds 301, das auf den Raum vor dem Automobil 100 projiziert ist, durch die Windschutzscheibe 101.
Wenn beispielsweise der Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt ist, sich in Längsrichtung zum ersten Ende 111 bewegt, verlängert die Bewegung des Bildschirms 1 in die zweite Richtung X2 den Abstand von dem optischen Projektionssystem 4 zu dem Strahlpunkt in der Bewegungsrichtung X. Dies erhöht den Sichtabstand zum virtuellen Bild 300, das durch diesen Lichtstrahl projiziert wird. Wenn andersherum der Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt ist, sich in Längsrichtung zum zweiten Ende 112 bewegt, verkürzt die Bewegung des Bildschirms 1 in die erste Richtung X1 den Abstand von dem optischen Projektionssystem 4 zu dem Strahlpunkt in der Bewegungsrichtung X. Dies verringert den Sichtabstand zum virtuellen Bild 300, das durch diesen Lichtstrahl projiziert wird. Dementsprechend wird das erste virtuelle Bild 301 als das virtuelle Bild 300 auf der ersten virtuellen Ebene 501 geformt, die einen Kippwinkel α bezüglich der optischen Achse 500 formt.
Andererseits stellt der Steuerschaltkreis 5 durch die Projektion des zweiten virtuellen Bilds 302 (oder des dritten virtuellen Bilds 303) den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X fest, ohne zu erlauben, dass sich der Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegt, während er die Bestrahlungseinheit 3 veranlasst, den Bildschirm 1 mit dem Lichtstrahl zu bestrahlen. Das heißt, der Steuerschaltkreis 5 steuert die Antriebseinheit 2 und die Bestrahlungseinheit 3 so, dass die Bestrahlungseinheit 3 den Bildschirm 1, der sich in der festen Position, befindet, mit dem Lichtstrahl bestrahlt. Der Bildschirm 1 ist allgemein rechtwinklig zur Bewegungsrichtung X. Daher ist der Abstand in der Bewegungsrichtung X von der Fläche 11 des Bildschirms 1 zum optischen Projektionssystem 4 im Wesentlichen konstant, unabhängig von dem Längsort auf der Fläche 11 des Bildschirms 1. Dies erlaubt das Formen (oder Projizieren) eines Bilds, das dem zweitem virtuellen Bild 302 (oder dem dritten virtuellen Bild 303) auf dem Bildschirm 1. Die Projektion dieses Bilds von dem optischen Projektionssystem 4 auf die Windschutzscheibe 101, erlaubt dem Benutzer 200 die optische Erkennung des zweiten virtuellen Bilds 302 (oder des dritten virtuellen Bilds 303), das auf den Raum vor dem Automobil 100 projiziert ist, durch die Windschutzscheibe 101.
Wenn beispielsweise der Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt ist, sich in Längsrichtung zum ersten Ende 111 bewegt, wird der Abstand in der Bewegungsrichtung X von dem optischen Projektionssystem 4 zu dem Strahlpunkt im Wesentlichen konstant, da der Bildschirm 1 feststeht. Wenn sich andererseits der Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt ist, in Längsrichtung zum zweiten Ende 112 bewegt, wird der Abstand in der Bewegungsrichtung X von dem optischen Projektionssystem 4 zu dem Strahlpunkt im Wesentlichen konstant, da der Bildschirm 1 feststeht. Dementsprechend wird das zweite virtuelle Bild 302 (oder das dritte virtuelle Bild 303) als das virtuelle Bild 300 auf der zweiten virtuellen Ebene 502 geformt, die einen Kippwinkel β (von beispielsweise 90 Grad) bezüglich der optischen Achse 500 formt.
Das Anzeigesystem 10 nach dieser Ausführungsform ist in der Lage, alle des ersten virtuellen Bilds 301, des zweiten virtuellen Bilds 302 und des dritten virtuellen Bilds 303 in einem Zyklus zu projizieren, in dem die Scaneinheit 32 einen Längsscan des Bildschirms 1 in zwei Abschnitten ausführt. Speziell besteht eine Längsscan des Bildschirms 1 aus einem Abschnitt, der mit einem Ende des Bildschirms 1 beginnt, und mit dem anderen Ende des Bildschirms 1 endet, und dem anderen Abschnitt, der mit dem anderen Ende des Bildschirms 1 beginnt und mit dem einen Ende des Bildschirms 1 endet). In diesem Beispiel ist anzunehmen, dass das erste virtuelle Bild 301, das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 in dieser Reihenfolge projiziert werden, während die Scaneinheit 32 einen Längsscan des Bildschirms 1 in zwei Abschnitten durchführt, der mit dem zweiten Ende 112 des Bildschirms 1 beginnt. Speziell projiziert für den Auswärtspfad, in dem der Bildschirm 1 vom zweiten Ende 112 zum ersten Ende 111 gescannt wird, die Projektionseinheit 40 das erste virtuelle Bild 301 durch Bestrahlen des Bildschirms 1 mit dem Lichtstrahl. Dann projiziert für den Heimwärtspfad, in dem der Bildschirm 1 vom ersten Ende 111 zum zweiten Ende 112 gescannt wird, die Projektionseinheit 40 das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 durch Bestrahlen des Bildschirms 1 mit dem Lichtstrahl.
So werden, während der Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt ist, einen Längsscan des Bildschirms 1 in zwei Abschnitten durchführt, das erste virtuelle Bild 301, das zweite virtuelle Bild 302 und das dritte virtuelle Bild 303 auf den Zielraum 400 projiziert. Die relativ schnelle Durchführung dieses Längsscans durch die Bestrahlungseinheit 3 erlaubt dem Benutzer 200 die optische Erkennung des ersten virtuellen Bilds 301, des zweiten virtuellen Bilds 302, und des dritten virtuellen Bilds 303, als ob diese virtuellen Bilder 301, 302, and 303 gleichzeitig dargestellt würden. Die Frequenz des Längsscans durch die Bestrahlungseinheit 3 kann beispielsweise 60 Hz oder mehr betragen.
(3.3) Antriebssteuereinheit
(3.3.1) Erste beispielhafte Operation
Zuerst wird eine erste beispielhafte Operation der Antriebssteuereinheit 51 in dem Anzeigesystem 10 nach dieser Ausführungsform mit Verweis auf 5A, 5B, 6 und 7 beschrieben.
In 5A und 5B bezeichnet das Referenzzeichen 601 eine Straßenfläche, auf der das Automobil 100 fährt und die eine flache Fläche darstellt (nachfolgend bezeichnet als eine „erste Straßenfläche 601“). In 5A und 5B bezeichnet das Referenzzeichen 602 eine andere Straßenfläche, auf der das Automobil 100 fährt, und die ein ansteigendes Gefällt darstellt, das sich nach oben von der ersten Straßenfläche 601 als eine Referenzebene bezüglich der vertikalen Linie nach oben weg neigt (nachfolgend bezeichnet als eine „zweite Straßenfläche 602“), wenn sich der Abstand von dem aktuellen Ort des Automobils 100 vergrößert. Speziell definiert die zweite Straßenfläche 602 einen Kippwinkel φ11 bezüglich der ersten Straßenfläche 601 als die Referenzebene (nachfolgend bezeichnet als eine „Referenzebene 601“). In 5A und 5B bezeichnet das Referenzzeichen 603 noch eine weitere Straßenfläche, auf der das Automobil 100 fährt, und die ein abfallendes Gefällt darstellt, das sich nach oben von der ersten Straßenfläche 601 bezüglich der vertikalen Linie nach unten weg neigt (nachfolgend bezeichnet als eine „dritte Straßenfläche 603“), wenn sich der Abstand von dem aktuellen Ort des Automobils 100 erhöht. Speziell definiert die dritte Straßenfläche 603 einen Kippwinkel φ12 bezüglich der Referenzebene 601. In 5A und 5B bezeichnet das Referenzzeichen 604 noch eine weitere Straßenfläche, auf der das Automobil 100 fährt, und die ein abfallendes Gefällt darstellt, das sich nach oben von der ersten Straßenfläche 601 bezüglich der vertikalen Linie nach unten weg neigt (nachfolgend bezeichnet als eine „vierte Straßenfläche 604“), wenn sich der Abstand von dem aktuellen Ort des Automobils 100 erhöht. Speziell definiert die vierte Straßenfläche 604 einen Kippwinkel φ13 bezüglich der Referenzebene 601. Der Kippwinkel φ13 der vierten Straßenfläche 604 ist größer als der Kippwinkel φ12 der dritten Straßenfläche 603. Es ist zu beachten, dass die Referenzzeichen P11 bis P14, P23 bis P26, P33, P43 und P44 in 4B jeweils den Strahlpunkt bezeichnen, der durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, geformt ist.
In der folgenden Beschreibung werden die ersten bis vierten Straßenflächen 601 bis 604 nachfolgend kollektiv als „Straßenflächen 600“ bezeichnet, sofern keine spezielle Notwendigkeit besteht, die ersten bis vierten Straßenflächen 601 bis 604 voneinander zu unterscheiden. Die ersten bis vierten Straßenflächen 601 bis 604 sind jeweils eine Projektionsebene, auf die das virtuelle Bild 300 ebenfalls projiziert wird, und werden daher hierin nachfolgend auch als die „ersten bis vierten Projektionsebenen 601-604“ bezeichnet. In der folgenden Beschreibung werden die ersten bis vierten Projektionsebenen 601 bis 604 nachfolgend kollektiv als „Projektionsebenen 600“ bezeichnet, sofern keine spezielle Notwendigkeit besteht, die ersten bis vierten Projektionsebenen 601 bis 604 voneinander zu unterscheiden. Das heißt, in dieser Ausführungsform sind die Projektionsebenen 600 Straßenflächen. Weiter werden in der folgenden Beschreibung die Kippwinkel φ11 bis φ13 nachfolgend kollektiv als die „Kippwinkel φ1“ bezeichnet, sofern keine spezielle Notwendigkeit besteht, die Kippwinkel φ11 bis φ13 voneinander zu unterscheiden.
In diesem Fall kann ein Grenzwert φth für den Kippwinkel φ12 der dritten Straßenfläche 603 und den Kippwinkel φ13 der vierten Straßenfläche 604 bezüglich der Referenzebene 601 mit Verweis auf berechnet werden 6. In 6 bezeichnet das Referenzzeichen h1 die Höhe der Augenpunkt Pe1 des Benutzers 200 (Fahrers) wie von der Referenzebene 601 aus gemessen. Außerdem bezeichnet in 6 das Referenzzeichen d1 den Abstand von dem aktuellen Ort des Benutzers 200 zu einem Punkt, an dem die dritten und vierten Straßenflächen 603 und 604 beginnen, sich abwärts zu neigen. Weiter bezeichnet in 6 das Referenzzeichen θ1 den Kippwinkel, der durch den Augenpunkt Pe1 des Benutzers 200 bezüglich der Referenzebene 601 definiert ist, wenn er den Punkt betrachtet, an dem die dritten und vierten Straßenflächen 603 und 604 beginnen, sich abwärts zu neigen. In diesem Fall kann der Grenzwert φth für den Kippwinkel φ12 und φ13 durch die folgende Gleichung berechnet werden:
$ϕ t h = θ 1 = a tan (h 1 / d 1)$
Das heißt, die Straßenfläche 600 ist die dritte Straßenfläche 603, wenn der Kippwinkel φ1 kleiner als θ1 ist, und die vierte Straßenfläche 604, wenn der Kippwinkel φ1 größer als θ1 ist.
Wenn die Projektionsebene 600 die zweite Straßenfläche 602 ist, würde die Projektion des virtuellen Bilds 300 auf dieselbe Position wie die erste Straßenfläche 601 das virtuelle Bild 300 als in den Boden sinkend erscheinen lassen. Wenn andererseits die Projektionsebene 600 entweder die dritte Straßenfläche 603 oder die vierte Straßenfläche 604 ist, würde die Projektion des virtuellen Bilds 300 auf dieselbe Position wie die erste Straßenfläche 601 das virtuelle Bild 300 als in der Luft schwebend erscheinen lassen. Das heißt, wenn die Projektionsebene 600 eine der zweiten bis vierten Straßenflächen 602 bis 604 ist, dann würde das virtuelle Bild 300 unnatürlich auf die Projektionsebene 600 projiziert werden. In anderen Worten, wenn die Projektionsebene 600 bezüglich der Referenzebene 601 geneigt ist, würde der Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene 600 und dem virtuellen Bild 300, das auf die Projektionsebene 600 projiziert wird, sinken.
Daher steuert in dem Anzeigesystem 10 dieser Ausführungsform die Antriebssteuereinheit 51 die Position des Bildschirms 1 zum Erhöhen des Grads der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene 600 und dem virtuellen Bild 300, das auf die Projektionsebene 600 projiziert wird, selbst wenn die Projektionsebene 600 bezüglich der Referenzebene 601 geneigt ist. In anderen Worten, die Antriebssteuereinheit 51 führt die Korrekturverarbeitung durch, den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen zu lassen, sodass ein optischer Pfad, der zu einem Renderpunkt auf dem Bildschirm 1 führt, in der Länge 201 (siehe 5A) nach dem Kippwinkel φ1 variiert, der durch die Projektionsebene 600 bezüglich der Referenzebene 601 definiert ist. Als nächstes wird mit Verweis auf 7 beschrieben, wie das Antriebssteuereinheit 51 funktioniert. In der folgenden Beschreibung wird die Steuerung der Position des Bildschirms 1 durch die Antriebssteuereinheit 51 als „Korrekturverarbeitung“ bezeichnet
In 7 bezeichnet das Referenzzeichen P1 den Längsort des Strahlpunkts, der auf dem Bildschirm 1 geformt ist, an dem der Bildschirm 1 durch die Scaneinheit 32 gescannt wird. In 7 bezeichnet die Referenzzeichen L1 den Sichtabstand zum virtuellen Bild 300, wenn die Projektionsebene 600 die erste Straßenfläche 601 ist. In 7 bezeichnet die Referenzzeichen L2 den Sichtabstand zum virtuellen Bild 300, wenn die Projektionsebene 600 die zweite Straßenfläche 602 ist. In 7 bezeichnet die Referenzzeichen L3 den Sichtabstand zum virtuellen Bild 300, wenn die Projektionsebene 600 die dritte Straßenfläche 603 ist. In 7 bezeichnet die Referenzzeichen L4 den Sichtabstand zum virtuellen Bild 300, wenn die Projektionsebene 600 die vierte Straßenfläche 604 ist.
Wenn das Anzeigesystem 10 diese erste beispielhafte Operation durchführt, kann die Antriebswelle für die Scaneinheit 32 eine dreieckige Welle sein, wie beispielsweise in 7 dargestellt. Für den Auswärtspfad, auf dem der Bildschirm 1 vom zweiten Ende 112 zum ersten Ende 111 gescannt wird, steigt der Scanort P1 durch die Scaneinheit 32 monoton in der Längsrichtung vom zweiten Ende 112 zum ersten Ende 111 an. Für den Heimwärtspfad, auf dem der Bildschirm 1 vom ersten Ende 111 zum zweiten Ende 112 gescannt wird, sinkt der Scanort P1 durch die Scaneinheit 32 andererseits monoton in der Längsrichtung vom ersten Ende 111 zum zweiten Ende 112 ab.
Wenn die Projektionsebene 600 die erste Straßenfläche 601 ist, lässt die Antriebssteuereinheit 51 den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen, sodass die Strahlpunkte, die auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt sind und dann durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf die erste Straßenfläche 601 projiziert werden für den Auswärtspfad P11 bis P14 sind.
Wenn die Projektionsebene 600 die zweite Straßenfläche 602 ist, lässt die Antriebssteuereinheit 51 den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen, sodass die Strahlpunkte, die auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt sind und dann durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf die zweite Straßenfläche 602 projiziert werden für den Auswärtspfad P11, P12 und P23 bis P26 sind. In diesem Fall wird, wenn die Projektionsebene 600 die zweite Straßenfläche 602 ist, das virtuelle Bild 300 auf einen Punkt projiziert, der sich näher an dem Benutzer 200 befindet, als wenn die Projektionsebene 600 die erste Straßenfläche 601 ist. So lässt die Antriebssteuereinheit 51 für die Strahlpunkte P23 bis P26, die der zweiten Straßenfläche 602 entsprechen, den Bildschirm 1 in die erste Richtung X1 bewegen, um die Blickrichtung zum virtuellen Bild 300 zu verkürzen. Die verkürzt die Länge 201 des optischen Pfads, der von der Windschutzscheibe 101 zur Projektionsebene 600 führt (in diesem Fall der zweiten Projektionsebene 602). In anderen Worten, wenn der Kippwinkel φ1 ein Winkel einer Erhöhung ist, lässt die Antriebssteuereinheit 51 während der Korrekturverarbeitung den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen, sodass der optische Pfad eine kürzere Länge 201 aufweist, als wenn das virtuelle Bild 300 auf die Referenzebene (erste Straßenfläche) 601 als Projektionsebene 600 projiziert wird. Wie hierin verwendet, bezieht sich „Winkel der Erhöhung“ auf einen Winkel, in dem die Differenz des Abstands von der Projektionseinheit 40 zwischen einem proximalen Ende, das sich näher an der Projektionseinheit 40 befindet, und einem distalen Ende, das sich weiter von der Projektionseinheit 40 weg befindet, kleiner ist, als wenn das virtuelle Bild 300 auf die später beschriebene Referenzebene 601 projiziert wird.
Wenn die Projektionsebene 600 die dritte Straßenfläche 603 ist, lässt die Antriebssteuereinheit 51 den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen, sodass die Strahlpunkte, die auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt sind und dann durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf die dritte Straßenfläche 603 projiziert werden für den Auswärtspfad P11, P12 und P33 sind. In diesem Fall wird, wenn die Projektionsebene 600 die dritte Straßenfläche 603 ist, das virtuelle Bild 300 auf einen Punkt projiziert, der sich weiter von dem Benutzer 200 entfernt befindet, als wenn die Projektionsebene 600 die erste Straßenfläche 601 ist. So lässt die Antriebssteuereinheit 51 für den Strahlpunkt P33, die der zweiten Straßenfläche 603 entsprechen, den Bildschirm 1 in die zweite Richtung X2 bewegen, um die Blickrichtung zum virtuellen Bild 300 zu vergrößern. Die erhöht die Länge 201 des optischen Pfads, der von der Windschutzscheibe 101 zur Projektionsebene 600 führt (in diesem Fall der dritten Projektionsebene 603).
Wenn die Projektionsebene 600 die vierte Straßenfläche 604 ist, lässt die Antriebssteuereinheit 51 den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen, sodass die Strahlpunkte, die auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt sind und dann durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf die vierte Straßenfläche 604 projiziert werden für den Auswärtspfad P11 und P12 sind. Weiterhin lässt die Antriebssteuereinheit 51 den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen, sodass die Strahlpunkte, die auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt sind und dann durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf die vierte Straßenfläche 604 projiziert werden für den Auswärtspfad P43 und P44 sind. In diesem Fall sind die Strahlpunkte P11 und P44 derselbe Scanort, und die Strahlpunkte P12 und P43 sind derselbe Scanort. Das heißt in diesem Fall wird derselbe Ort zweimal für den Auswärtspfad bzw. den Heimwärtspfad gescannt.
In dem Anzeigesystem 10, das diese erste beispielhafte Operation durchführt, lässt die Antriebssteuereinheit 51, wenn die Projektionsebene 600 eine der zweiten bis vierten Straßenflächen 602 bis 604 ist, den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen, sodass die optische Pfadlänge 201 dem Kippwinkel φ11 bis φ13 entsprechend variiert, der durch die 600 bezüglich der Referenzebene 601 definiert wird. Dies erlaubt selbst, wenn die Projektionsebene 600 bezüglich der Referenzebene 601 gekippt ist, das Projizieren des virtuellen Bilds 300 auf die Projektionsebene 600. Dies erhöht den Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene 600 und dem virtuellen Bild 300, das auf die Projektionsebene 600 projiziert wird, im Vergleich mit einer Situation, in der der Bildschirm 1 nicht dem Kippwinkel φ1 entsprechend bewegt wird.
In dem Anzeigesystem 10, das diese erste beispielhafte Operation durchführt, wenn die Projektionsebene 600 einer der ersten bis dritten Straßenflächen 601 bis 603 ist, führt die Antriebssteuereinheit 51 die Korrekturverarbeitung nur für den Auswärtspfad durch, der dargestellt ist in 7. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und sollte nicht als einschränkend ausgelegt werden. Alternativ kann die Antriebssteuereinheit 51 die Korrekturverarbeitung für den Auswärtspfad und den Heimwärtspfad ausführen. Weiter alternativ kann die Antriebssteuereinheit 51 die Korrekturverarbeitung nur für den Heimwärtspfad ausführen. In anderen Worten, die Antriebssteuereinheit 51 kann konfiguriert sein, die Korrekturverarbeitung während mindestens einem des ersten Scannens oder des zweiten Scannens auszuführen.
(3.3.2) Zweite beispielhafte Operation
Als nächstes wird eine zweite beispielhafte Operation der Antriebssteuereinheit 51 in dem Anzeigesystem 10 nach dieser Ausführungsform mit Verweis auf 8 beschrieben.
Das Anzeigesystem 10, das diese zweite beispielhafte Operation ausführt, ist in der Lage, auf die Projektionsebene 600 nicht nur das erste virtuelle Bild 301 zu projizieren, das optisch als eine Tiefe entlang der Projektionsebene 600 aufweisend erkannt werden soll, sondern auch das zweite virtuelle Bild 302 (oder das dritte virtuelle Bild 303), das optisch als ein aufrechtes Bild rechtwinklig zur Projektionsebene 600 erkannt werden soll. In anderen Worten, das virtuelle Bild 300 enthält das erste virtuelle Bild 301, das auf die Projektionsebene 600 projiziert wird, sodass das erste virtuelle Bild 301 auf einer Ebene geformt wird, die im Allgemeinen parallel zu der Projektionsebene 600 ist, und das zweite virtuelle Bild 302, das auf die Projektionsebene 600 projiziert wird, sodass das zweite virtuelle Bild 302 die Projektionsebene 600 kreuzt.
In dem Beispiel, das in 8 illustriert ist, lässt die Antriebssteuereinheit 51, wenn die Projektionsebene 600 eine der ersten bis dritten Straßenflächen 601 bis 603 ist, den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen, sodass das erste virtuelle Bild 301 für den Auswärtspfad geformt wird. Für den Heimwärtspfad andererseits lässt die Antriebssteuereinheit 51 den Bildschirm 1 an einer vorgegebenen Position in der Bewegungsrichtung X feststehen, sodass das zweite virtuelle Bild 302 geformt wird (siehe die Linien A1 bis A3 aus 8).
Andererseits lässt die Antriebssteuereinheit 51, wenn die Projektionsebene 600 die vierte Straßenfläche 604 ist, den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen, sodass das erste virtuelle Bild 301 für den Auswärtspfad geformt wird, und dann den Bildschirm 1 in einer vorgegebene Position feststellen, sodass das zweite virtuelle Bild 302 für den Auswärtspfad geformt wird (siehe die Linie A4 aus 8). Für den Heimwärtspfad andererseits lässt die Antriebssteuereinheit 51 den Bildschirm 1 ebenfalls in der Bewegungsrichtung X bewegen, sodass das erste virtuelle Bild 301 geformt wird.
In diesem Fall illustriert 8 eine beispielhafte Situation, in der das zweite virtuelle Bild 302 im Lauf der Zeit langsam näherkommt (d. h. der Sichtabstand zu dem zweiten virtuellen Bild 302 sinkt).
Das Anzeigesystem 10, das diese zweite beispielhafte Operation durchführt, ist in der Lage, das zweite virtuelle Bild 302 auf die Projektionsebene 600 zu projizieren, indem der Bildschirm 1 kurzfristig für den Auswärtspfad oder den Heimwärtspfad festgestellt wird. Das heißt, das Anzeigesystem 10 ist in der Lage, das erste virtuelle Bild 301 und das zweite virtuelle Bild 302 gleichzeitig auf die Projektionsebene 600 zu projizieren.
(3.3.3) Dritte beispielhafte Operation
Als nächstes wird eine dritte beispielhafte Operation der Antriebssteuereinheit 51 in dem Anzeigesystem 10 nach dieser Ausführungsform mit Verweis auf 9 beschrieben.
Das Anzeigesystem 10, das diese dritte beispielhafte Operation durchführt, ist in der Lage, das zweite virtuelle Bild 300 für den Auswärtspfad und auf eine Straßenfläche 600 und für den Heimwärtspfad auf eine andere Straßenfläche 600 zu projizieren. In anderen Worten, die Antriebssteuereinheit 51 führt die Korrekturverarbeitung in jedem der Schritte erstes Scannen (d. h. für den Heimwärtspfad) und zweites Scannen (d. h. für den Auswärtspfad) durch.
Die Antriebssteuereinheit 51 führt die Korrekturverarbeitung der Projektion des virtuellen Bilds 300 auf die erste Straßenfläche 601 während eines ersten Zeitraums T1 durch, in dem die Verarbeitung für den Auswärtspfad wie in 9 dargestellt erfolgt. Weiterhin führt die Antriebssteuereinheit 51 die Korrekturverarbeitung der Projektion des virtuellen Bilds 300 auf die erste Straßenfläche 602 während eines zweiten Zeitraums T2 durch, in dem die Verarbeitung für den Heimwärtspfad wie in 9 dargestellt erfolgt. Das heißt, die Antriebssteuereinheit 51 ist konfiguriert, zwei verschiedene Arten von Korrekturverarbeitung für den Auswärtspfad bzw. den Heimwärtspfad durchzuführen. Dies erlaubt beispielsweise die gleichzeitige Projektion des virtuellen Bilds 300 auf die Fahrbahn und die Abfahrt einer Autobahn.
Das heißt, das Anzeigesystem 10, das diese dritte beispielhafte Operation ausführt, ist in der Lage, das virtuelle Bild 300 auf mehrere Straßenflächen 600 mit verschiedenen Steigungen gleichzeitig zu projizieren, indem der Antriebssteuereinheit 51 zwei verschiedene Arten von Korrekturverarbeitung für den Auswärtspfad bzw. den Heimwärtspfad anwendet.
(3.3.4) Vierte beispielhafte Operation
Als nächstes wird eine vierte beispielhafte Operation der Antriebssteuereinheit 51 in dem Anzeigesystem 10 nach dieser Ausführungsform mit Verweis auf 10 beschrieben.
In dem Anzeigesystem 10, das diese vierte beispielhafte Operation ausführt, führt die Antriebssteuereinheit 51 für den Auswärtspfad die Korrekturverarbeitung für eine Situation durch, in der die Projektionsebene 600 die erste Straßenfläche 601 ist, und führt für den Heimwärtspfad die Korrekturverarbeitung für eine Situation durch, in der die Projektionsebene 600 eine der zweiten bis vierten Straßenflächen 602 bis 604 ist.
Das Anzeigesystem 10, das diese vierte beispielhafte Operation durchführt, erlaubt der Antriebssteuereinheit 51 die einfachere Ausführung des Antriebssteuerung im Vergleich mit einer Situation, in der die zwei Arten von Korrekturverarbeitung für den Auswärtspfad oder den Heimwärtspfad ausgeführt werden.
(3.3.5) Fünfte beispielhafte Operation
Als nächstes wird eine fünfte beispielhafte Operation der Antriebssteuereinheit 51 in dem Anzeigesystem 10 nach dieser Ausführungsform mit Verweis auf 11 und 12 beschrieben.
In dem Anzeigesystem 10, das diese fünfte beispielhafte Operation durchführt, wenn die Projektionsebene 600 einer der ersten bis dritten Straßenflächen 601 bis 603 ist, kann die Steuerwelle für die Scaneinheit 32 eine Sägezahnwellenform aufweisen, wie in 11 dargestellt. Wenn andererseits die Projektionsebene 600 die vierte Straßenfläche 604 ist, kann die Antriebswelle für die Scaneinheit 32 eine dreieckige Wellenform aufweisen, wie in 12 dargestellt.
Wenn die Projektionsebene 600 die vierte Straßenfläche 604 ist, muss derselbe Ort zweimal für den Auswärtspfad bzw. für den Heimwärtspfad gescannt werden, und daher weist die Antriebswelle für die Scaneinheit 32 geeigneterweise eine dreieckige Wellenform auf, die zwischen dem Auswärtspfad und dem Heimwärtspfad symmetrisch ist. Andererseits muss, wenn die Projektionsebene 600 eine der ersten bis dritten Straßenflächen 601 bis 603 ist, das Scannen für den Auswärtspfad oder den Heimwärtspfad erfolgen, und die Antriebswelle für die Scaneinheit 32 hat daher geeigneterweise eine Sägezahnform. Dies erlaubt es der Scaneinheit 32, die Scandauer für den Auswärtspfad oder den Heimwärtspfad zu verlängern. Dennoch bleibt der Scanzyklus für die Querrichtung gleich. Infolgedessen erhöht dies die Anzahl der Male von lateralem Scannen für den Auswärtspfad oder den Heimwärtspfad, was die Auflösung des virtuellen Bilds 300 erhöht.
(3.3.6) Sechste beispielhafte Operation
Als nächstes wird eine sechste beispielhafte Operation der Antriebssteuereinheit 51 in dem Anzeigesystem 10 nach dieser Ausführungsform mit Verweis auf 13 beschrieben.
Wenn die Projektionsebene 600 die dritte Straßenfläche 603 oder die vierte Straßenfläche 604 ist, werden keine virtuellen Bilder 300 auf eine Ebene projiziert, die sich über der ersten Straßenfläche 601 befindet, und die Scaneinheit 32 muss daher den Bildschirm 1 nicht bis zum ersten Ende 111 scannen, der das obere Ende des Bildschirms 1 ist. In dem Fall kann die Scaneinheit 32 den Bildschirm 1 für den Auswärtspfad bis zu einem vorgegebenen Ort scannen, der näher am zweiten Ende 112 als am ersten Ende 111 liegt, die dargestellt in 13. In anderen Worten, wenn der Kippwinkel φ1 ein Winkel der Absenkung ist, kann die Projektionseinheit 40 das zweite Scannen an dem vorgegebenen Ort näher an dem zweiten Ende 112 als an dem ersten Ende 111 abschließen und stattdessen mit der Durchführung des ersten Scannens beginnen.
Das Anzeigesystem 10, das diese sechste beispielhafte Operation durchführt, kann den Längsscanbereich des Bildschirms 1 im Vergleich mit einer Situation, in der der Bildschirm 1 für den Auswärtspfad (d. h. das zweite Scannen) vom zweiten Ende 112 bis zum ersten Ende 111 gescannt wird, einschränken. Dennoch bleibt die gesamte Zeitdauer für das Scannen gleich, und daher bleibt die Anzahl der Male des lateralen Scannens unverändert. Dies erhöht die Scandichte und schließlich auch die Auflösung des virtuellen Bilds 300.
(3) Variationen
Die oben beschriebene Ausführungsform ist nur eine von verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und kann leicht abgeändert, verändert, ersetzt oder mit einer anderen Ausführungsform kombiniert werden, abhängig von Designwahl oder anderen Faktoren, ohne vom wahren Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Außerdem kann dieselbe Funktion wie die des Anzeigesystems 10 beispielsweise als ein Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems 10, ein Computerprogramm oder ein nichttransitorisches Speichermedium umgesetzt werden, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
Ein Verfahren zur Steuerung eines Anzeigesystems 10 nach einem Aspekt ist entworfen, um ein Anzeigesystem 10, das einen Bildschirm 1, eine Antriebssteuereinheit 51 und eine Projektionseinheit 40 enthält, zu steuern. Der Bildschirm 1 ist in einer Bewegungsrichtung X beweglich. Die Antriebssteuereinheit 51 lässt den Bildschirm 1 in der Bewegungsrichtung X bewegen. Die Projektionseinheit 40 rendert ein Bild auf dem Bildschirm 1 durch Bestrahlen des Bildschirms 1 mit einem Lichtstrahl, der den Bildschirm 1 scannt, und projiziert ein virtuelles Bild 300 mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm 1 übertragen wird, auf eine Projektionsebene 600. Das Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems 10 enthält das Veranlassen der Antriebssteuereinheit 51, die Korrekturverarbeitung auszuführen. Die Korrekturverarbeitung enthält die Bewegung des 1 Bildschirms in der Bewegungsrichtung X, sodass ein optischer Pfad, der zu einem Renderpunkt auf dem Bildschirm 1 führt, in der Länge 201 einem Kippwinkel φ1 entsprechend variiert, der durch die Projektionsebene 600 bezüglich einer Referenzebene 601 definiert ist.
Ein nichttransitorisches Speichermedium, auf dem ein Programm nach einem anderen Aspekt gespeichert ist, ist entworfen, um ein Computersystem das Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems 10 wie oben beschrieben ausführen zu lassen.
Als nächstes werden Variationen der oben beschriebenen Ausführungsform eine nach der anderen aufgeführt. Es ist zu beachten, dass jede der Variationen, die nachfolgend beschrieben sind, wie angemessen kombiniert werden kann.
Das Mittel, das das Anzeigesystem 10 umsetzt oder das Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems 10 nach der vorliegenden Offenbarung ausführt, enthält ein Computersystem. Das Computersystem enthält als hauptsächliche Hardwarekomponenten einen Prozessor und einen Speicher. Die Funktionen des Mittels, das das Anzeigesystem 10 umsetzt oder das Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems 10 nach der vorliegenden Offenbarung ausführt, erfolgen durch Veranlassen des Prozessors, das Programm auszuführen, das in dem Speicher des Computersystems gespeichert ist. Das Programm kann im Voraus in dem Speicher des Computersystems gespeichert sein. Alternativ kann das Programm auch auf einer Telekommunikationsleitung heruntergeladen sein oder nach dem Speichern auf einem computerlesbaren nichttransitorischen Speichermedium verteilt werden. Beispiele für computerlesbare nichttransitorische Speichermedien enthalten einen Speicherkarte, eine optische Scheibe und ein Festplattenlaufwerk. Der Prozessor des Computersystems besteht aus einem einzelnen oder mehreren elektronischen Schaltkreisen, die einen halbleiterintegrierten Schaltkreis (IC) oder einen Largescale-Integrated-Schaltkreis (LSI) enthalten. Diese elektronischen Schaltkreise können zusammen auf einem einzigen Chip integriert sein oder ohne Einschränkungen auf mehrere Chips verteilt sein. Diese mehreren Chips können zusammen in einer einzigen Vorrichtung integriert sein oder ohne Einschränkungen auf mehrere Vorrichtungen verteilt sein.
Außerdem können einige Funktionen des Steuerschaltkreises 5 (einschließlich der Antriebssteuereinheit 51) des Anzeigesystems 10 auch in einer einzigen Vorrichtung umgesetzt sein oder auf mehrere Vorrichtungen verteilt sein. Weiter können mindestens einige Funktionen des Steuerschaltkreises 5 (einschließlich der Antriebssteuereinheit 51) auch als ein Cloudcomputingsystem umgesetzt sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Kippwinkel φ1, der durch die Projektionsebene 600 bezüglich der Referenzebene 601 definiert ist, durch die Erkennungsvorrichtung 6 erkannt. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und sollte nicht als einschränkend ausgelegt werden. Alternativ können Informationen zu dem Kippwinkel φ1 beispielsweise von einem Navigationssystem erfasst werden, das in dem Automobil 100 installiert ist.
Außerdem ist in der oben beschriebenen Ausführungsform der Bildschirm 1 parallel zu der Ebene 503, die rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung X des Bildschirms 1 steht. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und sollte nicht als einschränkend ausgelegt werden. Alternativ kann der Bildschirm 1 bezüglich der Ebene 503 geneigt werden. In dem Fall variiert, selbst, wenn der Bildschirm 1 fest steht, der Abstand in der Bewegungsrichtung X zu dem optischen Projektionssystem 4 dem Längsort auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 entsprechend. So verschiebt sich der Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl, der aus der Bestrahlungseinheit 3 kommt, auf der Fläche 11 des Bildschirms 1 geformt ist, in der Bewegungsrichtung X. Dies erlaubt bei feststehendem Bildschirm 1 das Formen (oder Projizieren) eines Bilds, das einem ersten virtuellen Bild 301 entspricht auf dem Bildschirm 1.
Weiter ist in der oben beschriebenen Ausführungsform der Bildschirm nur als der Bildschirm 1 umgesetzt, der in der Bewegungsrichtung X beweglich ist. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und sollte nicht als einschränkend ausgelegt werden. Optional kann der Bildschirm einen feststehenden Bildschirm und einen beweglichen Bildschirm enthalten.
Weiter ist in der oben beschriebenen Ausführungsform das Anzeigesystem 10 als eine Head-up-Anzeige umgesetzt. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und sollte nicht als einschränkend ausgelegt werden. Alternativ kann das Anzeigesystem 10 auch als eine kopfmontierte Anzeige (HMD) umgesetzt sein, die vorgesehen ist, um vom Benutzer 200 über dem Kopf getragen zu werden.
Weiter soll in der oben beschriebenen Ausführungsform das Automobil 100 von der ersten Straßenfläche 601 als eine flache Fläche zu der dritten oder vierten Straßenfläche 603, 604 als Fläche einer abfallenden Steigung fahren. Dieselbe Aussage gilt jedoch auch bei einer Situation, bei der die erste Straßenfläche 601 die Fläche einer aufsteigenden Steigung ist und das Automobil 100 von der ersten Straßenfläche 601 auf die dritte oder vierte Straßenfläche 603, 604 führt.
In der ersten beispielhaften Operation der oben beschriebenen Ausführungsform führt die Antriebssteuereinheit 51 die Korrekturverarbeitung nur für den Auswärtspfad durch. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und sollte nicht als einschränkend ausgelegt werden. Alternativ kann die Antriebssteuereinheit 51 die Korrekturverarbeitung für den Auswärtspfad und den Heimwärtspfad ausführen. Dieser Aspekt erhöht die Leuchtkraft des virtuellen Bilds 300, indem derselbe Ort zweimal für den Auswärtspfad bzw. den Heimwärtspfad gescannt wird.
(Zusammenfassung)
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, enthält ein Anzeigesystem (10) nach einem ersten Aspekt einen Bildschirm (1), eine Antriebssteuereinheit (51) und eine Projektionseinheit (40). Der Bildschirm (1) ist in einer Bewegungsrichtung (X) beweglich. Die Antriebssteuereinheit (51) lässt den Bildschirm (1) in der Bewegungsrichtung (X) bewegen. Die Projektionseinheit (40) rendert ein Bild auf dem Bildschirm (1) durch Bestrahlen des Bildschirms (1) mit einem Lichtstrahl, der den Bildschirm (1) scannt und projiziert mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm (1) übertragen wird, ein virtuelles Bild (300) auf eine Projektionsebene (600). Die Antriebssteuereinheit (51) führt die Korrekturverarbeitung der Bewegung des Bildschirms (1) in der Bewegungsrichtung (X) durch, sodass ein optischer Pfad, der zu einem Renderpunkt auf dem Bildschirm (1) führt, in der Länge (201) einem Kippwinkel (φ1) entsprechend variiert, der durch die Projektionsebene (600) bezüglich einer Referenzebene (601) definiert ist.
Nach diesem Aspekt wird der Bildschirm (1) in der Bewegungsrichtung (X) dem Kippwinkel (φ1) entsprechend, der durch die Projektionsebene (600) bezüglich der Referenzebene (601) definiert wird, bewegt. Dies erhöht den Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene (600) und dem virtuellen Bild (300), das auf die Projektionsebene (600) projiziert wird, im Vergleich mit einer Situation, in der der Bildschirm (1) nicht bewegt wird. Das heißt, dieser Aspekt erhöht, selbst, wenn die Projektionsebene (600) bezüglich der Referenzebene (601) geneigt ist, den Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene (600) und dem virtuellen Bild (300), das auf die Projektionsebene (600) projiziert wird.
In einem Anzeigesystem (10) nach einem zweiten Aspekt, das in Verbindung mit dem ersten Aspekt umgesetzt werden kann, ist die Projektionsebene (600) eine Straßenfläche (wie die ersten bis vierten Straßenflächen 601 bis 604).
Dieser Aspekt erhöht den Grad der Übereinstimmung zwischen einer Straßenfläche als Projektionsebene (600) und dem virtuellen Bild (300), das auf die Straßenfläche projiziert wird.
In einem Anzeigesystem (10) nach einem dritten Aspekt, das in Verbindung mit dem zweiten Aspekt umgesetzt werden kann, lässt die Antriebssteuereinheit (51) während der Korrekturverarbeitung den Bildschirm (1) in die Bewegungsrichtung (X) bewegen, sodass, wenn der Kippwinkel (φ1) ein Winkel der Erhöhung ist, der optische Pfad eine kürzere Länge (201) aufweist, als wenn das virtuelle Bild (300) auf die Referenzebene (601) als Projektionsebene (600) projiziert wird.
Dieser Aspekt bringt, wenn der Kippwinkel (φ1) ein Winkel der Erhöhung ist, die Projektionsebene (600) auf die Projektionseinheit (40). Daher erhöht die Bewegung des Bildschirms (1), um die Länge (201) des optischen Pfads zu verkürzen, den Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene (600) und dem virtuellen Bild (300), das auf die Projektionsebene projiziert wird (600).
In einem Anzeigesystem (10) nach einem vierten Aspekt, das in Verbindung mit einem der ersten bis dritten Aspekte umgesetzt werden kann, weist der Bildschirm (1) ein erstes Ende (111) und ein zweites Ende (112) auf. Das erste Ende (111) entspricht einem distalen Ende der Referenzebene (601), das sich weiter von der Projektionseinheit (40) entfernt befindet. Das zweite Ende (112) entspricht einem proximalen Ende der Referenzebene (601), das sich näher an der Projektionseinheit (40) befindet. Die Projektionseinheit (40) führt abwechselnd das erste Scannen (für den Heimwärtspfad) und das zweite Scannen (für den Auswärtspfad) aus. Beim ersten Scannen bewegt sich ein Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl auf dem Bildschirm (1) geformt wird, vom ersten Ende (111) zum zweiten Ende (112). Beim zweiten Scannen bewegt sich der Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl auf dem Bildschirm (1) geformt wird, vom zweiten Ende (112) zum ersten Ende (111). Die Antriebssteuereinheit (51) führt die Korrekturverarbeitung beim ersten Scannen oder beim zweiten Scannen durch.
Dies erhöht den Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene (600) und dem virtuellen Bild (300), das auf die Projektionsebene (600) projiziert wird, während die Zeitdauer, die notwendig ist, um die Korrekturverarbeitung durchzuführen, im Vergleich mit einer Situation, in der die Korrekturverarbeitung während jedes des ersten Scannens und des zweiten Scannens durchgeführt wird, verkürzt wird.
In einem Anzeigesystem (10) nach einem fünften Aspekt, das in Verbindung mit einem der ersten bis dritten Aspekte umgesetzt werden kann, weist der Bildschirm (1) ein erstes Ende (111) und ein zweites Ende (112) auf. Das erste Ende (111) entspricht einem distalen Ende der Referenzebene (601), das sich weiter von der Projektionseinheit (40) entfernt befindet. Das zweite Ende (112) entspricht einem proximalen Ende der Referenzebene (601), das sich näher an der Projektionseinheit (40) befindet. Die Projektionseinheit (40) führt abwechselnd das erste Scannen (für den Heimwärtspfad) und das zweite Scannen (für den Auswärtspfad) aus. Beim ersten Scannen bewegt sich ein Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl auf dem Bildschirm (1) geformt wird, vom ersten Ende (111) zum zweiten Ende (112). Beim zweiten Scannen bewegt sich der Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl auf dem Bildschirm (1) geformt wird, vom zweiten Ende (112) zum ersten Ende (111). Die Antriebssteuereinheit (51) führt die Korrekturverarbeitung bei jedem des ersten Scannens und zweiten Scannens durch.
Dieser Aspekt erlaubt die Ausführung unterschiedlicher Arten der Korrekturverarbeitung beim ersten Scannen bzw. beim zweiten Scannen.
In einem Anzeigesystem (10) nach einem sechsten Aspekt, das in Verbindung mit einem der ersten bis fünften Aspekte umgesetzt werden kann, weist der Bildschirm (1) ein erstes Ende (111) und ein zweites Ende (112) auf. Das erste Ende (111) entspricht einem distalen Ende der Referenzebene (601), das sich weiter von der Projektionseinheit (40) entfernt befindet. Das zweite Ende (112) entspricht einem proximalen Ende der Referenzebene (601), das sich näher an der Projektionseinheit (40) befindet. Die Projektionseinheit (40) führt abwechselnd das erste Scannen (für den Heimwärtspfad) und das zweite Scannen (für den Auswärtspfad) aus. Beim ersten Scannen bewegt sich ein Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl auf dem Bildschirm (1) geformt wird, vom ersten Ende (111) zum zweiten Ende (112). Beim zweiten Scannen bewegt sich der Strahlpunkt, der durch den Lichtstrahl auf dem Bildschirm (1) geformt wird, vom zweiten Ende (112) zum ersten Ende (111). Wenn der Kippwinkel (φ1) ein Winkel der Absenkung ist, schließt die Projektionseinheit (40) das zweite Scannen an einem vorgegebenen Ort näher an dem zweiten Ende (112) als an dem ersten Ende (111) ab und beginnt stattdessen mit der Durchführung des ersten Scannens.
Dieser Aspekt erhöht die Auflösung des virtuellen Bilds im Vergleich mit einer Situation, in der das zweite Scannen vom zweiten Ende (112) zum ersten Ende (111) ausgeführt wird.
In einem Anzeigesystem (10) nach einem siebten Aspekt, das in Verbindung mit einem der ersten bis sechsten Aspekte umgesetzt werden kann, enthält das virtuelle Bild (300) ein erstes virtuelles Bild (301) und ein zweites virtuelles Bild (302). Das erste virtuelle Bild (301) wird so auf die Projektionsebene (600) projiziert, dass das erste virtuelle Bild (301) auf einer Ebene geformt wird, die allgemein parallel zu der Projektionsebene (600) ist. Das zweite virtuelle Bild (302) wird so auf die Projektionsebene (600) projiziert, dass das zweite virtuelle Bild (302) die Projektionsebene (600) kreuzt.
Dieser Aspekt erlaubt nicht nur den Abgleich des ersten virtuellen Bilds (301), sondern auch des zweiten virtuellen Bilds (302) mit der Projektionsebene (600).
In einem Anzeigesystem (10) nach einem achten Aspekt, der in Verbindung mit jedem der ersten bis siebten Aspekte umgesetzt werden kann, wird der Bildschirm (1) bezüglich einer Ebene (503) geneigt, die rechtwinklig zur Bewegungsrichtung (X) steht.
Dieser Aspekt erlaubt, wenn die Projektionsebene (600) eine flache Straßenfläche ist (wie die erste Straßenfläche 601), das virtuelle Bild (600) mit feststehendem Bildschirm (1) auf die Projektionsebene (600) zu projizieren.
Ein Anzeigesystem (10) nach einem neunten Aspekt, das in Verbindung mit einem der ersten bis achten Aspekte umgesetzt werden kann, enthält ferner eine Erkennungsvorrichtung (6) zum Erkennen des Neigungswinkels (φ1).
Dieser Aspekt erlaubt der Antriebssteuereinheit (51) das Durchführen der Korrekturverarbeitung auf Grundlage der Erkennung durch die Erkennungsvorrichtung (6).
Ein bewegliches Fahrzeug (wie das Automobil 100) nach einem zehnten Aspekt enthält das Anzeigesystem (10) nach einem der ersten bis neunten Aspekte und ein Reflektionselement (wie eine Windschutzscheibe 101) zum Reflektieren des Lichtstrahls von der Projektionseinheit (40).
Dieser Aspekt erhöht, selbst, wenn die Projektionsebene (600) bezüglich der Referenzebene (601) geneigt ist, den Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene (600) und dem virtuellen Bild (300), das auf die Projektionsebene (600) projiziert wird.
Ein Verfahren zur Steuerung eines Anzeigesystems (10) nach einem elften Aspekt ist entworfen, um ein Anzeigesystem (10), das einen Bildschirm (1), eine Antriebssteuereinheit (51) und eine Projektionseinheit (40) enthält, zu steuern. Der Bildschirm (1) ist in einer Bewegungsrichtung (X) beweglich. Die Antriebssteuereinheit (51) lässt den Bildschirm (1) in der Bewegungsrichtung (X) bewegen. Die Projektionseinheit (40) rendert ein Bild auf dem Bildschirm (1) durch Bestrahlen des Bildschirms (1) mit einem Lichtstrahl, der den Bildschirm (1) scannt und projiziert mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm (1) übertragen wird, ein virtuelles Bild (300) auf eine Projektionsebene (600). Das Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems (10) enthält das Veranlassen der Antriebssteuereinheit (51), die Korrekturverarbeitung auszuführen. Die Korrekturverarbeitung enthält die Bewegung des (1) Bildschirms in der Bewegungsrichtung (X), sodass ein optischer Pfad, der zu einem Renderpunkt auf dem Bildschirm (1) führt, in der Länge (201) einem Kippwinkel (φ1) entsprechend variiert, der durch die Projektionsebene (600) bezüglich einer Referenzebene (601) definiert ist.
Dieses Verfahren erhöht, selbst, wenn die Projektionsebene (600) bezüglich der Referenzebene (601) geneigt ist, den Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene (600) und dem virtuellen Bild (300), das auf die Projektionsebene (600) projiziert wird.
Ein Programm nach einem zwölften Aspekt ist entworfen, ein Computersystem das Verfahren zur Steuerung des Anzeigesystems (10) nach dem elften Aspekt ausführen zu lassen.
Dieser Aspekt erhöht, selbst, wenn die Projektionsebene (600) bezüglich der Referenzebene (601) geneigt ist, den Grad der Übereinstimmung zwischen der Projektionsebene (600) und dem virtuellen Bild (300), das auf die Projektionsebene (600) projiziert wird.
Bezugszeichenliste

1: Bildschirm
111: Erstes Ende
112: Zweites Ende
6: Erkennungsvorrichtung
40: Projektionseinheit
51: Antriebssteuereinheit
10: Anzeigesystem
100: Automobil (bewegliches Fahrzeug)
101: Windschutzscheibe (Reflektionselement)
201: Optische Pfadlänge
300: Virtuelles Bild
301: Erstes virtuelles Bild
302: Zweites virtuelles Bild
503: Ebene
600: Projektionsebene
601: Erste Straßenfläche (Referenzebene)
602 bis 604: Zweite bis vierte Straßenflächen
X1-X2 (X): Bewegungsrichtung
φ1: Kippwinkel

Claims

Anzeigesystem (10), umfassend: einen Bildschirm (1), konfiguriert, in einer Bewegungsrichtung (X) beweglich zu sein; eine Antriebssteuereinheit (51), konfiguriert, den Bildschirm (1) in der Bewegungsrichtung (X) bewegen zu lassen; und eine Projektionseinheit (40), konfiguriert, ein Bild auf dem Bildschirm (1) durch Bestrahlen des Bildschirms (1) mit einem Lichtstrahl, der den Bildschirm (1) scannt, zu rendern, und mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm (1) übertragen wird, ein virtuelles Bild (300) auf eine Projektionsebene (600) zu projizieren, wobei die Antriebssteuereinheit (51) konfiguriert ist, eine Korrekturverarbeitung der Bewegung des Bildschirms (1) in der Bewegungsrichtung (X) auszuführen, sodass ein optischer Pfad, der zu einem Renderpunkt auf dem Bildschirm (1) führt, in der Länge (201) einem Kippwinkel (φ1) entsprechend variiert, der durch die Projektionsebene (600) bezüglich einer Referenzebene (601) definiert ist, wobei die Projektionsebene (600) eine Straßenfläche (601 bis 604) ist.
Anzeigesystem (10) aus Anspruch 1, wobei, wenn der Kippwinkel (φ1) ein Winkel der Erhöhung ist, die Antriebssteuereinheit (51) konfiguriert ist, während der Korrekturverarbeitung den Bildschirm (1) derart in die Bewegungsrichtung (X) bewegen zu lassen, dass der optische Pfad eine kürzere Länge (201) aufweist, als wenn das virtuelle Bild (300) auf die Referenzebene (601) als Projektionsebene (600) projiziert wird.
Anzeigesystem (10) aus Anspruch 1, wobei, wenn der Kippwinkel (φ1) ein Winkel der Absenkung ist, die Antriebssteuereinheit (51) konfiguriert ist, während der Korrekturverarbeitung den Bildschirm (1) derart in die Bewegungsrichtung (X) bewegen zu lassen, dass der optische Pfad eine größere Länge (201) aufweist, als wenn das virtuelle Bild (300) auf die Referenzebene (601) als Projektionsebene (600) projiziert wird.
Anzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Bildschirm (1) ein erstes Ende (111) aufweist, das einem distalen Ende der Referenzebene (601) entspricht, das sich weiter von der Projektionseinheit (40) entfernt befindet, und ein zweites Ende (112), das einem proximalen Ende der Referenzebene (601) entspricht, das sich näher an der Projektionseinheit (40) befindet, wobei die Projektionseinheit (40) konfiguriert ist, abwechselnd das erste Scannen, um einen Strahlpunkts, der auf dem Bildschirm (1) durch den Lichtstrahl geformt ist, vom ersten Ende (111) zum zweiten Ende (112) zu bewegen, und das zweite Scannen, um den Strahlpunkt, der auf dem Bildschirm (1) durch den Lichtstrahl geformt ist, vom zweiten Ende (112) zum ersten Ende (111) zu bewegen, durchzuführen, und die Antriebssteuereinheit (51) die Korrekturverarbeitung entweder beim ersten Scannen oder beim zweiten Scannen durchführt.
Anzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Bildschirm (1) ein erstes Ende (111) aufweist, das einem distalen Ende der Referenzebene (601) entspricht, das sich weiter von der Projektionseinheit (40) entfernt befindet, und ein zweites Ende (112), das einem proximalen Ende der Referenzebene (601) entspricht, das sich näher an der Projektionseinheit (40) befindet, wobei die Projektionseinheit (40) konfiguriert ist, abwechselnd das erste Scannen, um einen Strahlpunkts, der auf dem Bildschirm (1) durch den Lichtstrahl geformt ist, vom ersten Ende (111) zum zweiten Ende (112) zu bewegen, und das zweite Scannen, um den Strahlpunkt, der auf dem Bildschirm (1) durch den Lichtstrahl geformt ist, vom zweiten Ende (112) zum ersten Ende (111) zu bewegen, durchzuführen, und die Antriebssteuereinheit (51) die Korrekturverarbeitung bei jedem des ersten Scannens und zweiten Scannens durchführt.
Anzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Bildschirm (1) ein erstes Ende (111) aufweist, das einem distalen Ende der Referenzebene (601) entspricht, das sich weiter von der Projektionseinheit (40) entfernt befindet, und ein zweites Ende (112), das einem proximalen Ende der Referenzebene (601) entspricht, das sich näher an der Projektionseinheit (40) befindet, wobei die Projektionseinheit (40) konfiguriert ist, abwechselnd das erste Scannen zum Bewegen eines Strahlpunkts, der auf dem Bildschirm (1) durch den Lichtstrahl geformt ist, vom ersten Ende (111) zum zweiten Ende (112) zu bewegen, und das zweite Scannen, um den Strahlpunkt, der auf dem Bildschirm (1) durch den Lichtstrahl geformt ist, vom zweiten Ende (112) zum ersten Ende (111) zu bewegen, durchzuführen, und die Projektionseinheit (40) konfiguriert ist, wenn der Kippwinkel (φ1) ein Winkel der Absenkung ist, das Durchführen des zweiten Scannens an einem vorgegebenen Ort, der sich näher am zweiten Ende (112) als am ersten Ende (111) befindet, abzuschließen und mit dem Durchführen des ersten Scannens zu beginnen.
Anzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das virtuelle Bild (300) enthält: ein erstes virtuelles Bild (301), das auf die Projektionsebene (600) projiziert wird, sodass das erste virtuelle Bild (301) auf einer Ebene geformt wird, die allgemein parallel zu der Projektionsebene (600) ist, und ein zweites virtuelles Bild (302), das so auf die Projektionsebene (600) projiziert wird, dass das zweite virtuelle Bild (302) die Projektionsebene (600) kreuzt.
Anzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Bildschirm (1) bezüglich einer Ebene (503) geneigt ist, die rechtwinklig zur Bewegungsrichtung (X) steht.
Anzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend eine Erkennungsvorrichtung (6), konfiguriert zur Erkennung des Kippwinkels (φ1).
Bewegliches Fahrzeug (100), umfassend: das Anzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; und ein Reflektionselement (101), konfiguriert, den Lichtstrahl zu reflektieren, der von der Projektionseinheit (40) kommt.
Verfahren zur Steuerung eines Anzeigesystems (10), das Anzeigesystem (10) enthaltend: einen Bildschirm (1), konfiguriert, in einer Bewegungsrichtung (X) beweglich zu sein; eine Antriebssteuereinheit (51), konfiguriert, den Bildschirm (1) in der Bewegungsrichtung (X) bewegen zu lassen; und eine Projektionseinheit (40), konfiguriert, ein Bild durch Bestrahlen des Bildschirms (1) mit einem Lichtstrahl, der den Bildschirm (1) scannt, auf dem Bildschirm (1) zu rendern, und mit dem Lichtstrahl, der durch den Bildschirm (1) übertragen wird, ein virtuelles Bild (300) auf eine Projektionsebene (600) zu projizieren, das Verfahren umfassend das Veranlassen der Antriebssteuereinheit (51), die Korrekturverarbeitung der Bewegung des Bildschirms (1) in der Bewegungsrichtung (X) auszuführen, sodass ein optischer Pfad, der zu einem Renderpunkt auf dem Bildschirm (1) führt, in der Länge (201) einem Kippwinkel (φ1) entsprechend variiert, der durch die Projektionsebene (600) bezüglich einer Referenzebene (601) definiert ist, wobei die Projektionsebene (600) eine Straßenfläche (601 bis 604) ist.
Programm, das entworfen ist, ein Computersystem das Verfahren zur Steuerung eines Anzeigesystems (10) nach Anspruch 11 ausführen zu lassen.